市政道路中海绵城市排水设计的探讨

胡月明 徐秀丽 王正雄

(武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430000)

1 概述

近年来，随着我国城市化脚步的加快，多变的天气，突降的大雨给城市建设提出了更大的挑战。城市内涝现象给城市居民带来了极大的生命财产威胁。按照可持续发展道路的原则，海绵城市理念越来越应用于城市道路设计中。笔者从“海绵城市”理念的概念和意义入手，结合实际工程提出一些在“海绵城市”理念指导下市政道路排水设计的方案和策略。

2 海绵设计原则及思路

2.1 市政道路海绵设计原则

1)应优化设计道路横坡坡向、路面及道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，使车行道、非机动车道、人行道横坡优先坡向海绵体绿化带，便于路面径流雨水汇入低影响开发设施。

2)人行道应采用透水铺装，位于公园、景区等的城市道路非机动车道和机动车道可采用透水沥青路面或透水水泥混凝土路面。

3)道路绿化：道路中央宜设置中央绿化带，减小雨水径流量；机动车道和非机动车道间宜设置生物滞留设施，路面径流雨水通过路缘石豁口进入；人行道外侧公共绿地可设置为下沉式绿地或植草沟，用于调蓄、净化或转输径流雨水。

4)低影响开发设施应通过溢流排放系统(雨水口、溢流井、渗管等)，与市政雨水管渠系统衔接，保证上下游排水系统顺畅。

5)规划作为超标雨水径流泄通道的城市道路，其断面及竖向设计应满足相应的设计要求，并与区域整体内涝防治系统相衔接。

2.2 排水设计思路

在海绵城市理念下的城市排水设计，我们可以从以下几方面加以着手：

1)雨污分流：设计时，雨水污水各自形成独立系统，避免雨污混流，防止雨水污染，改善城市水环境。

2)保留出路：前期规划设计时，尽可能保留原有自然水系，为可能增加的雨水径流提供可靠的出路。

3)合理计算：在设计计算时，确定合理的综合径流系数，设计标准可以适当提高。

4)优先技术：大力实施采用低影响开发技术，设计中通过透水铺装、下沉式绿地、绿色屋顶、生物滞留设施、雨水湿地、渗管/渠等方式来实现雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水。

5)绿色排水：摒弃传统排水只能靠管、沟、渠来实现的观念，与其他和排水密切相关的部门(规划、水利、园林等)积极沟通，实现绿色排水。

3 排水设计要点

3.1 海绵设计理念

笔者结合设计的具体市政道路工程，对海绵城市排水设计要点进行论述，以武汉某地区新建市政道路为例，该道路红线宽30 m，道路布置横断面为4.5 m人行道+1.5 m绿化带+18 m车行道+1.5 m绿化带+4.5 m人行道，工程按规划需在车行道设置一排d1 000 mm雨水管及d400 mm污水管道，并结合现状采用海绵城市的理念进行深化设计。排水海绵设计具体可根据“渗、滞、蓄、净、用、排”等几项理念进行设计：

1)渗：人行道采用透水铺装，绿化带采用下沉式绿地，通过雨水下渗，减少路面径流的产生,下凹深度一般为150 mm～300 mm。

2)滞：人行道和下沉式绿地下渗的雨水向下缓慢渗透进入底层的碎石层，可起到延缓雨水进入下游雨水系统的作用，达到错峰的效果。

3)蓄：机动车道雨水通过环保雨水口两侧的开口路缘石汇流至下沉式绿地，人行道雨水汇流至下沉式绿地，有效蓄水深度为0.15 m。

4)净：雨水通过透水铺装、初雨沉淀池、下沉式绿地、溢流式雨水口和环保型雨水口(内设截污筐)，可有效削减面源污染。

5)排：排水管道均按最新规范和规划要求设计，该地区雨水重现期为3年，雨污分流。下沉式绿地内土层含水饱和后水位上升，当水位高于溢流式雨水口顶面标高时溢流入雨水口排入下游雨水系统排走。超标雨水直接通过环保型雨水口排入下游雨水系统。

3.2 海绵设计具体措施

基于上述几点措施，对于市政道路的海绵排水设计可从以下几个方面入手：

1)环保式雨水口的应用。

排水工程车行道路面雨水口选用环保型雨水口(单箅)，相较于传统雨水口，环保型雨水口在雨水箅子下方设置截污框，雨水口中部设置无砂混凝土透水墙，对于初期雨水中的SS，可以达到不错的去除效果。

2)雨水排放方式的改变。

传统道路排水将人行道、非机动车道和机动车道雨水均收集排入雨水口。结合“海绵城市”理念，本次设计将机动车道雨水通过环保型雨水口两侧的开口路缘石汇流至下沉式绿地，人行道和非机动车道雨水汇流至下沉式绿地，可对雨水进行调蓄，达到错峰排放的效果。

在下沉式绿地中设置溢流式雨水口，下沉式绿地内土层含水饱和后水位上升，当水位高于溢流式雨水口顶面标高时溢流入雨水口排入下游雨水系统排走。超标雨水直接通过环保型雨水口排入下游雨水系统。

3)初雨沉淀池的应用。

初雨沉淀池设置在下沉式绿地内，与道路开口高站石一一对应布置，设计时需注意初雨沉淀池位置应在机动车道的环保式雨水口上游，确保机动车道雨水先进入初雨沉淀池，然后再进入下沉式绿地，对初期雨水进行净化，超标雨水再排往道路的环保雨水口。

4)渗管的应用。

传统道路人行道为硬质铺装，人行道路面雨水通过横坡排往机动车道雨水口，而海绵设计中人行道材料采用透水铺装，人行道结构从地面至地下依次为透水步砖、水泥砂浆、无砂大孔混凝土、碎石垫层及防渗土工布，排水设计时一般考虑在碎石层设置渗管，渗管与人行道平行敷设，收集人行道的渗水，再排入绿化带溢流式雨水口，渗管一般采用PE穿孔管，管径一般为De160～De200 mm，热熔对接，管道外壁开孔率在1%～3%，开孔直径20 mm，外层包裹一层200 g/m2无纺土工布。

4 海绵城市市政建设中存在的问题

目前，市政道路海绵城市中也存在诸多问题，主要有以下几点：

1)道路规划用地紧张，设计道路整体绿化率达不到相关要求，一定程度制约了海绵城市的蓄水功能。由于中国各地城市都有新老城区混杂交错的特点，老城区一般绿地率比较低，缺少海绵城市建设所需的能够吸纳雨水的基础设施，而开展原有基础设施的改造、水涝点的整治、绿化带的调整等工作，会触及一些部门及居民的利益，因此实施的过程中困难重重；新城区尽管具有相对高的绿化率，但是硬质化的建设使其普遍缺乏海绵体功能。

2)当前我国海绵城市建设已经取得了一些可喜成绩，但同时也暴露出一些问题和矛盾，城市建设规划的碎片化就是一个比较突出问题。在海绵城市建设试点中，有些城市不注意或不擅于对城市综合问题进行梳理和把握，也没有制定科学系统的建设方案，仅停留在简单盲目地上一些支离破碎的项目上，这一问题较为突出，也是制约我国海绵城市发展的重要因素。

3)海绵排水设施的后期维护运营管理环节较为薄弱，部分海绵设施如环保型雨水口及初雨沉淀池等需每隔一定年限进行疏捞，确保海绵设施长期高效运行。

4)目前海绵城市的建设评估系统尚不完善,应尽快完善相应评估系统机制。

5 结语

海绵城市在市政工程建设中有非常积极的意义，应在科学的规划下，从该区域海绵城市建设总体出发，统筹协调各海绵城市项目的建设，尤其是充分挖掘区域内大型公共绿地及周边明渠等港渠的海绵城市建设的潜力，确保其发挥应有效益。