海绵城市理念在市政道路工程中的应用探析

范卓越 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

随着经济、科技的快速发展，在我国城市化进程不断加快的同时，一系列的“新城市病”也随之而来，生态环境问题成了全民关注的重点。海绵城市作为新一代雨洪管理理念，一经提出便成为广泛研究与实践的热点，《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》中指出海绵城市建设的核心是实现控制径流污染、预防内涝灾害、雨水资源化及城市生态修复等综合目标。在城市建设过程中，通过科学合理配置“绿+灰”基础设施，以“慢排缓释”“源头分散”为控制方法，构建城市弹性系统，实现雨水径流的“渗、滞、蓄、净、用、排”。

1 传统市政道路排水存在的问题

道路系统作为城市基础建设的重要组成部分，在城市发展过程中必不可少，其用地面积一般可达城市总用地面积的20%左右。随着城市硬质化地面不断扩张和蔓延，道路成为产生径流及其污染物的主要场所之一，绿化面积小、径流污染大，产汇时间短、径流量大。传统的市政道路排水主要是以排为主，忽略了对径流污染、防洪排涝、雨水资源化等方面的控制，给城市水系统带来了诸多不良影响。

1.1 路面径流污染直接排放，破坏生态环境

传统的城市道路雨水排水系统一般为“路面雨水汇集→雨水口收集→市政雨水管网排放”，雨季时，在这种快排模式下，道路径流污染及周边部分地块污染物被带入水体或河道，破坏水体生态，造成水体富营养化、黑臭水体等现象，给环境带来不良影响。

1.2 水资源浪费

高速发展中的城市大都以水泥、沥青、硬质铺装为下垫面，这种完全粗放式、高硬质化建设使路面渗透性能减弱，雨水失去自然下渗的过程，使产流速度及径流量加大，地下水没有获得很好的补充，雨水未经利用就排放，造成水资源严重浪费。

1.3 排洪压力增大，局部积水严重

随着城市化发展大步向前，在城市建设的同时，对地表环境的结构与功能影响越来越大，软性透水性下垫面逐渐被不透水表面所覆盖，削弱了雨水的渗透能力，降雨量大时易导致雨水排放不畅，路面积水、内涝灾害等问题，长时间积水不仅破坏路面结构的完整性，还直接影响行车舒适性，阻碍城市的正常交通。

2 海绵措施在市政道路中的应用

海绵城市建设是未来城市水系统建设的重要发展模式，强调自然途径与人工措施的有效结合，在城市建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种技术手段，提高雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，实现城市良性水文循环，维护、促进城市的生态平衡。

将海绵城市理念引入市政工程建设，在保障交通安全与排水系统基本功能的前提下，优化城市道路的生态排水，加强生态体系保护。常用的海绵建设措施主要有透水砖铺装、下沉式绿地、生态树池、生物滞留带、蓄水池、渗井、环保型雨水口等海绵措施，通过整体分析，因地制宜，将一个个小海绵体搭配组合，连接成片，实现有效控制径流污染，缓解城市内涝，提高水资源利用率，增强城市渗、滞、蓄、排及适应环境的能力。

3 以铜陵市某城市道路为例

3.1 工程概况

该道路位于铜陵市开发区，地处安徽省南部，属于北亚热带湿润季风气候，雨量丰沛，气候多变，降水年际变化大，春季南北气流交锋频繁，造成雨水偏多，常出现低温连绵阴雨天气。该设计道路为新建城市支路，红线宽度20m，道路横断面为：3m（人行道）＋2×7m（车行道）＋3m（人行道）＝20m，总体呈东西走向，周边主要为商业、住宅、绿化用地。

城市道路不同于小区、广场和公园，由于面积、场地、安全性等因素的限制，将海绵城市理念融入市政工程建设中时，应因地制宜，结合项目实际情况，科学合理地运用各项措施。经过分析，本次设计采用透水铺装、生态树池及植草沟、环保型雨水口等海绵措施，加强雨水径流的渗、滞、蓄作用，从而控制雨水径流量、削减地面径流污染、实现雨水资源化利用。

3.2 人行道透水铺装

在海绵城市建设实践中透水性铺装是实施措施的重点，也是降低地表径流的重要措施之一，主要采用透水铺装新材料或者传统材料改变铺设形式，增大空隙率，增加路面的透水效果。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。因地制宜地设置透水性路面，具有一定的削峰减排作用。在人行道铺设透水性地砖，这种砖本身可渗水，而且砖与砖之间也采用透水性填充材料拼接，工程简单易操作，可实施性强。本次道路设计对人行道采用透水性铺装，设计结构为6cm透水砖（面层）＋3cm中砂（整平层）＋15cm级配碎石（基层）＋20cm中砂（垫层）。

图1 海绵道路横断面示意图

图2 透水铺装结构示意图

3.3 生态树池

目前，大多城市行道树是由简单的四个侧壁和一个盖板组成，只能保持树池的清洁和避免树根处的水土流失，不能很好地利用水资源，也起不到净化的作用。本次结合项目特点及行道树位置，在人行道栽种的树木的树池内，利用透水材料或格栅类装饰性材料覆盖其表面，在不影响道路结构防水需求及景观绿化效果的前提下，树池表面高度略低于铺装地面，条件允许时可设置小型储水单元（如图3），雨水通过树池初步过滤后进入储水池内，使其能有效地参与地面雨水渗透、收集，延缓地表径流峰值，增加雨水的利用效率。生态树池相对于下凹式绿地、雨水花园开发措施具有透气、透水、环保，并且占地面积小，应用灵活，可以根据实际情况分散设置等特点。

图3 生态树池示意图

3.4 植草沟

植草沟是低影响开发模式在雨水利用方面一种较简便的运用技术，雨水通过流经具有过滤作用的植被土壤层而进入到地下排水系统或自然土壤层中，可收集、输送和排放径流雨水，并具有一定的雨水净化作用。

在道路红线两侧绿线范围内设置植草沟，城市硬化地面的设计高程高于绿地高程约0.05m～0.25m，植草沟断面采用倒抛物线形，从上到下依次为20cm～30cm种植土＋60cm砂质土＋75cm砾石＋素土夯实（压实度90%）。植草沟边坡坡度比为1:3，纵坡结合道路坡度设为2%。地表径流通过植草沟滞留、植物过滤和渗透，在径流过程中滞渗一部分降水，同时多数悬浮颗粒、污染物和部分溶解性污染物得到有效去除。植草沟设置暗管，超蓄超渗雨水溢流进入排水暗管，排至市政雨水管网或下游自然水体。

植草沟措施的运用不仅可以促进雨水入渗，补充地下水，节约水资源，还可净化地表径流，减轻城市面源污染，在调节区域气候，遏制热岛效应方面发挥积极作用。

图4 植草沟示意图

3.5 环保型雨水口

雨水口作为道路排水系统的起端，是连接地表与地下管网的重要节点。城市道路上的雨水均由雨水口进入排水管道，在雨水排放过程中起着重要作用，也是非点源污染进入水体的源头,因此，雨水口是海绵型道路建设过程中的重要关注对象。

本次设计采用环保型雨水口，结合初期雨水处理技术，将雨水篦子的过水和截污功能分离，在雨水篦子下方增设截污挂篮装置和专用滤砖。滤砖由砾石和活性炭等配比而成，可净化雨水，同时具有防蚊虫防臭和扰流的作用。这种简易的雨水口截污净化措施，在不改变传统雨水口结构的基础上，有效调控道路雨水径流，达到净化初期雨水，且不影响雨水正常排放的效果，可以控制径流污染，缓解黑臭水体，日常安装维护便捷。

4 结束语

图5 环保型雨水口示意图

海绵城市技术体系仍在不断探索和研究阶段，各城市在进行海绵应用时应充分尊重当地的自然条件及建设特征，把握宏观系统与微观参数的协调性。将海绵城市理念及措施科学、合理地融入到市政道路建设过程中时，应以相关规划、设计标准为基础，在保障道路基本功能及结构稳定性的前提下结合实际情况，因地制宜选择合适的海绵措施，通过构建多个小海绵体来充分发挥海绵技术的作用，提升排水系统的运行效率，满足城市发展需求，加强生态系统的稳定性，促进城市生态文明建设稳步向前。海绵理念的实践与运用对我国城市低影响开发、可持续发展具有重要的现实意义。