天健大道低影响开发雨水设施案例分析

侯思琪 张嘉润 方帅 付志冬 方佳琛

摘 要：随着城市化水平的不断提高，城市化进程对人类生存与发展必不可少的水资源及城市水环境的影响愈来愈显著，由大量钢筋混凝土筑成的城市下垫面导致城市不透水表面增加，雨水径流系数加大，降雨资源不能及时有效的渗透补给地下水，雨水径流量增多，峰值流量增大，污染严重，城市内涝灾害频发，因此城市道路系统的低影响开发建设具有一定的可行性和必要性。本文以郑州大学新校区天健大道作为案例进行分析，以低影响开发理论为基础，找出适合郑州大学天健大道的低影响开发雨水设施设计方案，对天健大道内涝现象的改进措施及结果进行构想。

关键词：市政道路；低影响开发；雨水设施

1.天健大道简介

天健大道位于郑州大学新校区，是新校区的主干道，道路全长为1.6公里，南北走向，双向四车道。道路两侧绿化带主要种植的是小叶黄杨，道路中心花坛中则是小叶女贞，绿化带高于路面，路面雨水径流无法自流入绿化带。由于绿化带无雨水储存功能，入渗能力差，且无雨水净化功能，雨天内涝现象严重。道路雨水井口位置紧邻道路绿化带，平均每80米双车道临绿化带处设置一个方形雨水井口，路口位置和绿化带人行道路处设圆形雨水或者污水井口。道路下的排水管道采用传统雨水管道，道路路牙采用传统路牙，道路两侧人行道部分采用透水砖铺装。

2.LID介绍

LID 的英文全称是Low Impact Development ，中文解释为低影响开发，低影响开发是一种可轻松实现城市雨水收集利用的生态技术体系，旨在通过分散的，小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽量接近于自然的水文循环，现在被广泛应用在各类市政道路中。低影响开发主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放，实现开发区域可持续水循环。

基于低影响开发理念，发展生产出了低影响开发雨水设施，该设施能充分利用道路绿化带蓄滞雨水径流，延长水流路径，构建“滞、蓄、渗、排”的雨水系统，削减径流总量、峰值流量和控制面部污染。现有以下几种低影响开发雨水设施用于实际中：

（1）生物滞留设施

生物滞留设施处于绿化隔离带等地势较低处，且应用最为广泛，主要类型为雨水花园和下凹式绿地两种。生物滞留池通过模仿自然条件下的土壤和植物的过滤净化作用来提升雨水的水质，即雨水经过一系列的生物、化学、物理处理后，并在雨季时对雨水进行储存形成水面，储存的雨水通过土壤和植被的过滤被慢慢下渗来补充地下水，或者渗入与其相连接的储蓄池中。根据大量研究数据统计得出，生物滞留池汇集雨水的面积能达其自身面积的两倍。

（2）植被浅沟

植被浅沟指在地表沟渠中栽植植物，通过水体的重力作用汇流聚集、运输和排放雨水，并通过植被的茎叶和土壤来过滤雨水中的污染物的工程性设施。其横断面为梯形、三角形和抛物线形三种，能引导、传输和净化雨水，使雨水能够及时快速地排除，具有施工简单、成本较低、管理方便，可以与其他LID设施组合使用等优点。

（3）生态树池

生态树池与正常的树池相似，主要栽植本土的大中型木本植物，对雨水起到滞留和净化的作用。其在不增加额外占地面积的同时还能净化处理来道路周边的雨水径流中的污染物，能与其他LID设施配合使用，但是植物只能是大中型木本植物。

（4）植被过滤带

植被过滤带是指污染源和水体之间的一个植被过渡地带。它不仅能减少进入水体的雨水总量，通过让雨水在过渡带中长时间的行走有效拦阻和滞留其中的泥土砂石，减少氮、磷等污染物质，而且还能够有限处理点源和非点源污染，保护土壤和减少暴雨冲刷造成的水土流失。

（5）透水铺装

透水铺装分为两种类型：一种是由铺装材料自身的特性决定的；一种是由施工工艺决定的。现主要有三种设施被广泛使用。第一种是用于新建、重建的道路车行道的开级配透水沥青路面，它可以收集雨水径流，削减径流最大量。第二种是用于自行车道的全透水沥青路面，它可以滞留雨水径流、削减径流总量和峰值流量。第三种是用于人行道的透水砖铺装，它可以滞留雨水径流、削减径流总量和峰值流量。

（6）人工湿地

人工湿地是通过其中的植被、土壤和水文作用去除雨水中的污染物。其不仅为人们提供了传统的处理系统与景观完美结合的空间，同时也提供了一个公众娱乐及文化展示的多功能空间。人工濕地是现在热门的研究方向。

3.低影响开发雨水设施设置

针对目前天健大道的情况，我们选择的改造方案是透水铺装和生物滞留池相结合的方案，在满足道路低影响处理雨水的同时贴合郑州大学的校园风貌，整体设施美观实用，有效解决雨天路面积水问题。

根据天健大道路面经常性积水，不透水硬质面积较大的特点，对天健大道采用透水铺装设计，车道采用透水混凝土，道路两侧人行道采用透水砖无组织排水结构。

（1）透水混凝土路面基层设计：

透水混凝土路面厚度：关于透水混凝土的强度问题，国家检测机关鉴定，透水混凝土的承载力完全能够达到C20-C30混凝土的承载标准，同等强度的透水混凝土使用年限和质量和普通混凝土并无区别。为了保证路体结构具有足够的整体强度和透水性，表面层下需有透水基层和较好保水性的垫层。基层材料要满足强度和透水性，采用级配碎石。垫层一般采用天然碎石，要平整铺设。

（2）生物滞留池：

道路直接作为排水明渠，但是会在路面上形成地表径流，加上道路不透水性，会在路面形成地表径流甚至积水，影响车辆行人的通过，设置生物滞留池，把过量雨水导入生物滞留池，经过绿地初步处理，将雨水排入市政管道。

4.结论

现在天健大道每到夏季暴雨之时，内涝现象十分严重，最严重之时最大汇水区水深至一米八男生膝盖处。由于天健大道建设时间较早，道路使用年限较长，道路表面已经变得崎岖、凹凸不平，每逢下雨时节地面水洼、水坑较多，路面水分蒸发速度较慢。

根据低影响开发雨水设施的功能和处理效果，预计加入低影响开发雨水设施后，夏季暴雨时期，车道及人行道的地面汇水区滞留水量明显减少，地表径流速度明显加快，道路的吸水、储水能力明显增强，内涝现象得到有效缓解。

参考文献：

[1]丁年，胡爱兵，任心欣.深圳市光明新区低影响开发市政道路解析[J].上海城市规划，2012，（6）：96-101.

[2]刘建，李四新，陈慧，佘年，吴凌壹.市政道路低影响开发设施设计案例分析[J].中国给水排水，2017（04）.

[3]张路.市政道路低影响开发设施设计案例分析[J].科技信息，2017（03）.

作者简介：

侯思琪（1998-）女，汉，河南宜宾市，研究方向：给排水科学与工程

张嘉润（1998-）女，汉，河南南召县，研究方向：给排水科学与工程

方 帅（1996-）男，汉，河南信阳市，研究方向：给排水科学与工程

付志冬（1997-）男，汉，河北涞源县，研究方向：给排水科学与工程

方佳琛（1998-）男，汉，河南洛阳市，研究方向：给排水科学与工程