海绵城市理念在某市政道路设计中的应用

邓耀春

摘要：当前，由于城市排水系统发展相对滞后，城市内涝问题日趋严重。在此背景下，海绵城市理念在城市建设中被逐渐推广应用，其旨在确保城市排水防涝安全的前提下最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。文章结合实际工程案例，将海绵城市理念应用在某新建市政道路设计中，主要采取人行道铺装路面、生物滞留设施、下凹式绿地等技术手段，使该道路的雨水年径流总量控制率达到70.29%，雨水径流污染削减率达到53%，符合海绵城市建设要求。

关键词：海绵城市;市政道路;透水铺装路面;生物滞留;TlZl式绿地

中图分类号：U412.37 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.056

文章编号：1673-4874（2019）07-0190-04

0引言

我国传统的城市建设模式利用土地高强度开发，城区大量土地硬化，地面截水能力下降，地面径流系数增大，而排水系统发展相对滞后，城市内涝现象愈发严重 。在此背景下，我国提出海绵城市理念，即“低影响开发雨水系统构建”在城市建设中被逐渐推广应用。海绵城市指的是模仿海绵结构建造城市排水系统，遵循生态优先的原则，通过自然途径与人工技术相结合应用的方式，实现雨水渗透、积存、净化、利用的功能，既保证城市的排水防涝，也实现对雨水的生态化还原、利用，达到城镇化对生态环境低影响的目的。

本文通过广西贵港市某市政道路工程项目，探索海绵城市理念在南方多雨城市市政道路设计的应用，为类似的市政道路设计提供参考。

1项目基本概况

本项目位于广西贵港市，贵港市为海绵城市建设试点区域，属亚热带季风气候区，年均降雨日166d，年均降雨量1600 mm。该道路为新建城市道路主干路，道路设计标准横断面宽度为50 m，双向六车道，设计速度为40 km/h，线路长度为2.384km。该道路与多条道路交叉，影响范围广。

本项目为了响应建设海绵城市号召，以海绵城市的理念为设计依据之一，改变传统排水理念，改进排水防涝措施和方法，因地制宜地运用下凹式绿地、植草沟、透水铺装、生态树池等形式，充分发挥道路绿地等对雨水吸纳、蓄渗和缓释的作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，有效缓解城市内涝，削减城市径流污染负荷，节约水资源，保护和改善城市生态环境，为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。

2设计方案

海绵城市理念的本质是改变传统城市建设理念，实现与资源环境的协调发展。城市建設将强调优先利用植草沟、透水性铺装、雨水花园、下凹式绿地等“绿色”措施来组织排水，结合管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念，既避免了洪涝，又有效地收集了雨水，尽量保证城镇建设对生态环境的影响最小化。在降雨时，透水铺装路面、下凹式绿地等对雨水进行吸纳、蓄渗和缓释;当雨水超过一定量时通过管渠等进行排水防涝;在晴天时，可利用蓄留的雨水进行绿化养护等，达到对雨水进行利用的目的。结合生态和谐、景观美学、人文需求，综合考虑海绵城市技术，优化设计市政道路的排水。同时考虑经济实用性，既要低成本也要建设效果好，便于建设、维护，该道路的海绵城市技术手段主要有人行道采用透水铺装设施，侧分带采用下凹式绿地、生态树池等。

2.1设计目标

综合考虑项目所在地的自然环境和城市定位、规划理念、经济发展等多方面条件以及贵港市年径流总量控制率现状和综合径流系数现状与目标可达性，取年径流总量控制率为70%，对应设计降雨量为24.64mm。

水质控制主要是指雨水径流污染控制。对于贵港市来说，主要为合流制管网的溢流污染和初期雨水的径流污染。由于城市径流污染物中，悬浮物SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性，因此，将年SS总量去除率指标作为径流污染的重要控制指标。海绵城市建设中年ss总量去除率一般可达到40%～60%，结合贵港市对水质的保护要求，规划确定贵港市的年SS总量去除率≥50%。

2.2横断面设计研究

横断面设计在满足道路功能要求的基础上，充分考虑海绵城市的建设理念，以达到生态友好、顺畅排水、有效利用雨水资源的目的。该市政道路横断面布置图如图1所示。采用三幅式道路，即“人行道一非机动车道一机非侧分带一机动车道一机非侧分带一非机动车道一人行道”的布置方式，宽度分别为“5.5m、4.5m.3m、24m、3m、4.5m、5.5m”。根据机动车路面要求，该道路机动车路面采用不透水沥青路面，设置道路横坡度，使机动车路面的雨水排往侧分带;侧分带设计为下凹式绿地，对雨水进行收集，同时在下凹式绿地中设置溢流雨水口，保证在暴雨时排水顺畅;人行道采用透水路面，降雨时通过渗透作用实现补充地下水。非机动车道及人行道路面积水将排到下凹式绿地蓄留，溢出部分通过主雨水管排出，从而达到海绵城市“蓄、滞、净、排”的综合效果。

2.3人行道透水铺装设计研究

城市硬化道路虽具有美观耐用的特点，但其不透水性阻碍雨水的自然循环过程。在海绵城市设计中可以采用透水性铺装路面，一般透水铺装面层材料有透水性路面砖、透水性沥青混合料、透水性水泥混凝土等。其透水机理主要是依靠材料本身的孔隙透水。透水铺装路面在降雨时雨水可以渗透到铺装层结构内部，通过具有储水能力的基层渗透到地下，类似海绵一样蓄留雨水，达到蓄水、净水的目的。其主要优点是有效削减地表径流，净化地表径流，对生态环境影响低，可以有效缓解城市热岛效应，提高城市环境舒适感。

经综合考虑，该市政道路工程人行道采用透水铺装。透水铺装面层材料选用透水性路面砖，其具有适应场地能力强、施工与维护方便、造价较低等优点，适用于人行道对承载能力要求相对较低的路面。透水性路面砖人行道的结构由下至上分别为素土夯实层一碎石垫层一粗砂层一透水性面砖层，如图2所示。人行道中的绿带采用生物滞留带设施，即将路面雨水通过开孔路缘石收集进入生物滞留设施中滞留、渗透，超量雨水由溢流雨水口排放至本道路设计雨水管中，达到对雨水的收集调蓄效果。为保证透水铺装路面对雨水的收集调蓄功能，要注意养护。当面层出现破损时应及时进行修补或更换;出现不均匀沉降时应进行局部整修找平;当渗透能力大幅下降时应采用冲洗、负压抽吸等方法进行清理。

2.4生物滞留设施设计研究

生物滞留设施指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施具有高效的雨水自然凈化与处理特性。根据形态及应用场所的不同，生物滞留设施主要分为雨水花园、生物滞留带、高位花坛和生态树池等。生物滞留设施主要有蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层和砾石层等5部分。生物滞留设施形式多样、适用区域广、易与景观结合，径流控制效果好，建设费用与维护费用较低。

由于生物滞留设施承担雨水下渗功能，其选址应尽量选在区域低洼处，优先选择在光线较足、适合植物生长的区域。本工程中，在绿化低洼处设置生物滞留设施，尽量收集周边雨水，并进行雨水的净化及下渗，蓄水层深度取200 m。同时根据工程项目实际，本工程设计生态树池，生态树池能够净化、储存以及渗透雨水，且其通气保水，有利于树木的生长。

2.5下凹式绿地设计

道路车行道两侧的绿化带和侧分带均设计为下凹式绿地，即下凹式绿地的标高比两侧道路稍低，下凹式绿地为两边高中间低的浅碟型（如图3所示），这样使得汇水区域内的雨水自然流到下凹式绿地中。同时在绿地中设置溢流式雨水口，在降雨的过程中，雨水流到绿地中，待雨水充分浸湿绿地，蓄留的雨水达到一定程度时通过溢流式雨水口排到主雨水管，既可以节约绿地灌溉水，也可以净化雨水和补充地下水，从而达到蓄水、净水、排水、用水的目的。溢流式雨水口采用平算式三箅雨水口，下沉深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透能力确定。本项目生物滞留设施下沉280 m，蓄水深度为80mm;溢流雨水口井面比绿化带地面高100 mm。在下凹式绿地具有蓄水功能的地方，增设小挡水堰。小挡水堰的间隔应根据道路纵坡大小设置和调整，尽量提高有效蓄水容积。

2.6控制指标计算

2.6.1年径流总量控制率计算

年径流总量控制率是指雨水经过自然和人工强化的入渗、滞蓄、调蓄和收集回用，场地内累计一年得到控制的雨水量占全年总降雨量的比例。在“源头减排、过程控制、末端治理”的海绵城市建设全过程中，雨水的渗、蓄、滞、净、用等综合效益，主要依托对降雨的体积控制来实现，体现在年径流总量控制率这一核心指标中。

本工程所采用的海绵城市理念措施主要为建设人行道透水铺装、人行道生态树池、中央分隔带、侧分带与人行道绿化带下沉式绿地等措施。经综合计算，总控制降雨控制率达到70.29%，达到70%年径流总量控制率的目标。

2.6.2雨水径流污染削减率计算

雨水径流污染（以SS计）去除率=年径流总量控制率x低影响开发措施对ss的平均去除率，该项目地块内雨水径流污染控制率可按下式计算：

该道路工程采取的低影响开发设施有两项：（1）透水砖铺装，污染物去除率取85%;（2）下沉式绿化带（复杂型生物滞留设施），污染物去除率取80%。经加权平均计算，该道路年径流污染削减率为53%，达到《贵港市海绵城市专项规划》的年径流污染削减率≥50%的要求。

3结语

本文结合实际某市政道路工程，将海绵城市理念应用于市政道路设计中。综合应用透水铺装路面、生物滞留措施、下凹式绿地等技术手段，实现雨水渗透、积存、净化、利用的功能，达到道路建设对生态环境低影响的目的。其雨水年径流总量控制率达到70.29%，雨水径流污染削减率达到53%，达到海绵城市建设要求。