海绵城市在市政道路雨水系统改造设计中的应用

邓辉

随着社会经济的发展，我国城市化进程加快，城市面积不断扩大。同时，道路和水泥建筑的大量建设，大大降低了城市表面的渗透性。如果降雨量大，就容易引起城市洪水和水污染。海绵城市的概念及其应用，在一定程度上解决了我国的洪涝灾害问题，提高了水资源的利用率。它符合环境可持续发展战略的各项目标。

本文从方案、设计和施工三个方面论述了如何按照海绵城市的理念，对市政道路雨水系统进行了探讨，以供参考。

一、工程概况

该项目位于我国某城市，地理位置优越，交通便利。在分析管网普查资料的基础上，将D400～D1000 两个管径的雨水管布置在某大道南段非机动车道上。因设计周期早，设计标准低，缺乏系统支持，现有雨水管道系统不断发展，地面硬化，不能满足雨水排放要求，周边地区积水严重。安路北段是占地18.5 平方公里的海绵城市试验区重要道路建设示范工程。目前的道路状况不符合以“低影响开发雨水系统”的开发理念，主要问题是存在大量积水以及行人安全隐患，雨水径流污染严重。

二、雨水系统总体设计方案

项目道路北段为中江跨江大桥的一部分。桥北路低而平坦。雨水主要通过机动车道与非机动车道之间的排水管道流入湿地。桥南地势平坦，这一路段坡度较慢。雨水主要通过机动车道与非机动车道之间的排水管流入湿地，根据道路地势、排水特性，道路北段设计为 A段和 B 段。

1.源头控制方案设计

（1）A 段特点

A 段东面以微高绿地、缓坡绿地为主，西面以高、缓坡绿地为主，路北段靠近某湖湿地，生态条件优越；其缓坡绿区设有硬化步道，有利于行洪。3-5m 路旁基本没有灌木，为改造提供了很好的空间。

（2）平面方案

降雨量设计为37.1mm(控制全年径流的83%)。项目北路生态环境好，绿化面积大。通过自然生态的绿色雨水处理和源头控制技术来治理雨水径流污染。道路绿化由滞流型植草沟及雨水花园控制，坡面绿化则由护坡型雨水花园控制，湿地则由集雨花园控制。其具体技术方案为：道路积水通过植物沟和雨水花园渗透到两侧水体中。

（3）典型断面方案

当前A 段的断面现状为：机动车道11.5m，非机动车道4m，人行3.5m，绿地10～15m。

改造方案：保留原有的机动车道排水设施。封堵现有的排水沟；新建1m 机耕道，切割机耕道，从40×15 cm 的明沟向机动车道排水至非机动车道；人行道的改造工作，使其雨水沿非机动车道和人行道流入周围绿化带，并且不增加人行道高度；在道路西侧绿化带上修建滞流植草沟，将雨水处理时用作滞水雨水输送到周围绿化带，作为雨水的输送渠道，雨水输送到零星分布的雨水花园，并将雨水输送到湿地周围的集雨花园，道路东侧绿化带上的滞水植草沟，滞水植草沟被覆盖，雨水花园被治理；改造现有的人行道，调整路缘石高度，将雨水从集雨花园外溢流到现有道路，再将雨水输送到集雨花园。植物沟蓄水深度约10 cm，雨水花园蓄水深度约15 cm，保证了植物长期不被雨水淹没。

2.B 段控制方案

（1）B 段特点

B 路段北部为缓坡地带，南部为大坡度地带。西侧为稍高绿地和缓坡绿地，东侧以低矮绿地居多；道路西面靠近自然水塘，背景条件良好。在3～5m 的道路绿化带内基本没有灌木和乔木，为改造提供了良好的空间。西面客水大量流入公园，增加了工程道路积水的风险。

（2）平面方案

年径流量控制率83%，设计降水量37.1mm，充分利用自然条件，因地制宜，采用生态化技术，有效地控制了雨源。分片方案 B 主要采用因地制宜的分片式生物养护设施，包括植草沟、雨水花园等；有针对性地进行客水管理，包括客水管理和公园道路客水管理。

（3）典型断面方案

既有路段的机动车道宽度为11.5m，非机动车道宽度为4m，人行道宽度为3.5m，绿化带宽度为10-15m。

改造方案：保留机动车道排水竖向，封闭原有排水沟；1m 长机动车道与非机动车道分隔处新建车道隔离带，机动车道与非机动车道分隔带每隔10m 挖出40×15 cm 的沟槽，防止机动车道上的雨水通过沟槽流入非机动车道；改进人行道，提高其高度，使之与南段的人行道相协调；每隔30m 设一条沟槽，供雨水流入车道和人行道，流向周边绿化地带；与此同时，人行道坡度向绿地倾斜，方便雨水入园；在道路西侧绿化带内，建造一个输水式植草沟，将雨水输送到分散的雨水花园集中控制；在项目道路的东、北两面建造一个输水式植草沟，将雨水输送到雨水花园或前水池，以控制雨水。调整深度在15cm 左右，可以保证植物长时间不被雨水淹没，前池调整深度在1m 左右。

3.涝点控制方案

（1）积水原因

本项目道路积水的主要原因是，本项目道路周围有大量客水，例如公园客水和本项目道路上的客水，因此，大约8.2 ha 的雨水流入本项目道路；此外，在两条工程道路之间的路段，由于坡度较大，容易产生雨水积水，而且该区域下部排水不足，没有地面排水通道，造成下部积水严重。

（2）解决方案

在项目道路上，由于客水汇流的原因，积水点采用了分区源头控制的方法，邻近的客水引入，通过对周边绿地的雨水控制，减少客水流量；在项目道路与道路交叉口的人行道、非机动车道的改造中，增加了多条道路排水通道，使雨水可研性道路能够进入周边低地绿地、湿地、水塘。

4.客水控制方案

本工程客水约2m3，全部客水由2 部分控制，工程北部的水首先流入靠近水塘的梯级湿地，并在其前面设置栅栏、旋流沉降沉沙等设施，以减少对湿地的破坏。在其南部，尾部可收集雨水，然后溢出进入处理池。

5.大排水控制方案设计

（1）A 段大排水方案

由于 A 段路面较平缓，雨水流通不畅，主要为竖向积水，对人行道、非机动车道采用低断面改造，使道路雨水易于排入公路绿化带，遇有暴雨时，最初流入植草沟和雨水花园的雨水超过低效的设施雨水，沿植草沟向已硬化的坡道入口溢流，不仅减少了对绿地的冲刷，而且还起到了将雨水输送到绿地末端，溢流到湿地的作用。雨量较少，道路绿化带内植草沟、雨水花园不受雨水控制，而是通过步道向湿地末端集雨花园输送。

（2）B 段大排水方案

B 段针对不同汇水区域采用不同的大排水方案，分3 个区域进行分流控制，以降低汇水终端流量。

区域一在西段 B 段的一个汇水区域内，雨水沿着道路汇流到邻近项目道路的最低处，并在最低处改造西段人行道，使雨水可直接通过人行道流入某湖，中段雨水通过排口雨水花园来控制，而暴雨雨水通过卵石排口直接排入水体，控制积水深度不超过10 cm。

区域二公园区原有的自然排水沟将雨水排入园区北侧的自然湿地，有助于减少径流污染；园区内的雨水可通过卵石沟快速排入前置塘。

区域三从公园的东面，山岳雨水与道路相连，山岳雨水主要通过自然沟渠进入天然水塘前池，而道路雨水则通过现有停车场边缘的植草沟漫过雨水塘。

区域四该项目北部道路上的雨水经过多层湿地、分散式排水系统后，分流到人行道边缘的卵石配水沟，最后流入连片雨水花园，最后流入水塘。

区域五位于项目道路南面，雨水经道路自然排泄进入绿地，绿地最终绿化，人行道改为小雨雨水花园，雨水漫过卵石的区域最终流入某湖。该区域应综合考虑到项目南段的汇水区域。

6.景观系统方案

（1）沿湖雨水花园游览区

沿湖雨园旅游区以花景为主，主要包括以下这三大部分：花景雨水花园、分段雨水花园和排水雨水花园。

以雨水花园花卉景观为主的大型低势绿地改为自然景观和低势开放绿地。以雨水花园和卵石沟为核心，建设大型雨水排水网络。

（2）滨水海绵景观带

在池塘南面设置雨水设施，既解决了游人流量和雨量问题，又将景观整体提升效应融入其中，形成亲水海绵景观带。亭连接雨水设施与亲水平台，在亲水海绵景观带内设置亭，并在亭的四周设置供游客休息的椅子。

三、结语

本文通过实地调查，结合相关实例，针对海绵城市道路工程，提出了海绵城市道路工程规划建设方案，对海绵城市道路网络进行了总体设计。建立城市道路工程设计的基本理论框架，以创建海绵城市为理念，研究具体设计方案和技术。概括如下：

（1）本文首先对海绵城市道路工程与道路的关系进行了界定，梳理出海绵城市道路不同路基设施的应用场景；

（2）该文以低影响开发措施概念为基础，介绍了城市道路连接前池、湿地、植草沟和雨水花园的设计成果，以供参考。