基于海绵城市建设理念的市政道路设计要点分析

周 妙

深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳 518029

海绵城市具有综合性特征，能够实现自然渗透、自然积存以及自然净化等三方面内容，建设城市的防洪系统，保护城市生物，帮助多样性生物进行栖息地的保护，将建设水生态基础设施作为根本，使非物质文化遗产得到有力保护，进而解决城市的洪涝问题和干旱问题等。

1 海绵城市概述

海绵城市是指城市像海绵一样，具有极强的适应力和弹性，而海绵城市的这种弹性特征主要体现在对外界环境变化的适应力以及在应对自然灾害方面的措施弹性上。下雨时，海绵城市可以对自然界的雨水进行收集、净化和储存，在城市需用水时可使用“储存”的水资源。海绵城市在建设过程中应当遵循生态优先原则，采取人工和自然相结合的措施，在保证城市不发生洪涝灾害的情况下，对自然雨水进行储存和净化，从而提高对水资源的利用率，也有利于生态保护。海绵城市建设具有复杂性和系统性特征，应将自然雨水、地下水以及地表水等进行合理调配和利用，确保水循环平衡，这对城市的雨洪管理有着重要作用，同时，海绵城市的雨水花园也可以作为一项观赏性极强的人文景观。

2 海绵城市建设理念在市政道路设计中的重要作用

海绵城市进行雨水综合利用，在适应了当前城市可持续循环经济建设需求的基础上，保护了城市水体水质安全，在技术创新综合利用方面更是起到了带头示范作用，为解决城市当前水资源短缺和水体污染等问题提供了一项非常重要的技术策略和方案，具有非常重要的社会、经济和环境生态效益。（1）海绵城市建设是水资源综合利用方面一种新的系统工程，具有良好的节水效能。（2）海绵城市建设可以有效削减道路路面面源污染，具有良好的环境生态效益。（3）海绵城市建设技术与太阳能技术同时应用于快速路面的雨洪控制工程，是一项具有创新价值的节能环保的低碳集成体系。（4）海绵城市建设控制利用技术的实施将带来良好的经济效益。

3 海绵城市设计原则

（1）在进行海绵城市雨水系统设计的过程中，应当充分结合城市规划的相关资料，通过对城市指标要求和建设控制目标的要求来确定设计目标。另外，在设计雨水系统管理措施和技术的过程中，也要结合当地的自然条件选择最为合适的雨水储存和进化措施。

（2）对海绵城市的设施规模应进行设计，应当结合上述设计目标来进行设计，然后利用水力和水文公式计算出规模面积。也可运用模拟模型来进行设计评估，进而确定同时满足技术和经济要求的最佳设计方案。

（3）在整个设计过程中都应当充分考虑海绵城市的平面布局、构造以及竖向布局等，还要考虑雨水管渠系统和雨水超标排放系统之间的有效连接。

（4）要对整个海绵城市雨水系统的设计进行审查，确保设计符合道路、绿化、结构以及排水等方面的要求。

4 海绵城市建设理念下市政道路的设计要点

通过海绵城市建设，将实现城市雨水系统的源头减量、控污，以较少的前期投入，为综合、持久解决防洪、渗污、水质达标及水资源的循环利用等问题奠定基础，成为城市“蓄、渗、滞、用、排”雨水系统的重要组成。在海绵城市建设理念下，市政道路的设计要注意以下几点：（1）在防洪效应上，要注意消峰、错峰、减量、减少硬化、增加入渗能力，延长径流时间。（2）在治污效应上，要利用土壤和植被等自然系统进行净化、预处理，减轻水体污染。（3）在生态效应上，要保护利用原始地貌、保持自然水文状态。（4）在水资源效应上，要涵养地下水源，就地收集利用雨水资源。

5 某城市主干道海绵城市设计案例

某工程属于市政道路类用地，周边规划用地主要有商业、工业、公共服务业、公园和绿地，根据规划宜采用透水下垫面、下凹式绿地、生态树池、植被草沟等低冲击开发雨水综合利用设施。

经过比较且结合该道路建设情况，认为下凹式绿地可更好地满足该道路低冲击开发建设要求。下凹式绿地具有缓解大降水量冲击，减轻面源污染，对初雨水进行初级处理的功效，能增加降雨渗入量，满足规定的综合渗流系数的要求。

此次设计道路海绵雨水综合利用主要设施有进水口（开口路牙）、下沉式绿地、溢流井、透水砖等。人行道雨水径流通过路面径流直接排入下凹式绿化带；车行道内雨水通过分段设置的开口道牙（或收水口）汇集进入绿化带，在绿化带内设置溢流井，将来不及入渗的雨水溢流排入市政雨水管道系统。道路集雨范围内海绵城市雨水综合利用的系统流程如图1所示。

图1 道路海绵设施系统图

5.1 下凹深度计算

依据2019年《深圳市海绵城市专项规划》（征求意见稿），查得该项目所在片区年径流总量控制率目标对应的设计降水量H设=32.1mm。

式中：V调蓄为道路调蓄容积；A为机动车和非机动车道路以及绿化带的整体面积；H设为合理设计的降水厚度，此次设计选取的厚度值为32.1mm；φ为道路雨量综合径流系数。

机动车和非机动车道路以及绿化带的整体下凹深度为

式中：H下凹为实际下凹深度；H相对下凹为相对路面的下凹深度；H绿化下凹为相对绿化带的下凹深度。

最后采用加权平均法计算道路雨量综合径流系数φ：

式中：φ为道路雨量综合径流系数；F为相应区域的面积。

计算可得，φ=（0.15×11124+0.9×33160+0.4×12821+0.9×6034）÷63139=0.67。

该道路应具有的调蓄容积即控制容积V调蓄为

经计算，V调蓄=0.67×32.1×63139×10-3=1358m3。H下凹=1358÷11124=0.13m。H相对下凹=130mm+100mm=230mm。

在计算出道路应具有的控制容积V调蓄和相对路面的下凹深度H相对下凹后可知，在机动车和非机动车道路以及绿化带的整体相对下凹深度为0.23m时，可满足调蓄容积的要求。

5.2 下凹式绿地布置

道路两侧单幅绿化带宽度为2.0～5.5m，一侧双幅绿化带断面，此次设计拟将其设计为下凹式绿地。

5.3 下凹式绿地断面

下凹式绿地面层低于车道边23cm，车道边立缘石高于车道边15cm。绿地从上到下依次为50mm厚树皮覆盖层、1500mm厚种植土层、100mm厚中粗砂层、300mm厚砾石层和素土层或道路路基层。下凹式绿地断面如图2所示。

图2 下凹式绿地断面图

5.4 人行道铺装

人行道的雨水综合利用以设置透水砖为主，使雨水通过人行道透水铺装下渗调蓄。

5.5 道路路牙

道路路牙应结合下凹式绿地进行优化设计。此次设计采用敞口式的道牙，确保道路雨水径流能够顺利流入绿化带。在进水口处路面采取导流措施，并在进水口0.5m范围内绿化带铺设鹅卵石起到防止雨水冲刷及沉砂作用。

5.6 溢流井

溢流井主要设置在绿化带范围内，可以有效处理来不及入渗的雨水，并将其排放到雨水管道系统。溢流井高程高于绿地而低于路面，内设截污挂蓝。溢流井通过雨水管连接市政雨水管道。

6 结束语

海绵城市设计包含多方面内容，主要设计要点在防洪、治污、生态、水资源方面，工程设计中应把握好这几点原则，科学合理地进行海绵城市设计，以保证在工程实际应用中取得良好的效果。