城市道路建设中“海绵城市”理念应用研究——以成都市中环路建设项目为例

尹熹妍

（成都市市政工程设计研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

随着我国城市化进程的快速推进，环境污染日益严重，城市内涝频发。我国在环境污染治理方面参加了大量的国际合作，将海绵城市建设作为国家战略之一。各个城市纷纷用实际行动加入实施海绵城市的战略中，结合国家提出的“六字方针”（渗、滞、蓄、净、用、排）进行自身理解和探索。在此基础上，根据国外低影响开发（LID）、雨洪管理等理论和实践，以及成都市中环路海绵城市建设的实践，分析和研究我国海绵城市建设中的经验和存在的问题。

1.1 研究背景

“海绵城市”的概念在2012 年4 月的“2012 低碳城市与区域发展科技论坛”中被提出来。

习近平总书记于2013 年12 月12 日在《中央城镇化工作会议》上发表的讲话中指出：“在提高城市的排水体系时，建设者需要以保留少量的雨水为工作重点，以充分利用自然的方式，以自然的方式进行排水。”

《“海绵城市”建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》是由住房和城乡建设部于2014 年10 月组织编写的，指导海绵城市示范推广，通过渗、滞、蓄、净、用、排“六字方针”，将城市雨水进行就地消纳，并充分利用。

1.2 研究目的和意义

海绵城市是宏观的，是区域的，关于城市道路海绵城市研究的目的和意义在于先行先试的同时，研究和总结海绵城市建设的理论、实践和问题。具体有3 个方面的内容。

1）研究确定城市道路海绵城市建设的主要影响因素；

2）根据不同城市道路断面，确定不同的系统工艺，采取不同技术措施；

3）总结当前我国海绵城市建设的经验，探索进一步完善海绵城市建设的技术途径。

1.3 研究内容

通过对规划红线范围内的城市道路进行海绵城市建设，结合国内外的理论和实践，系统地分析和研究城市道路海绵城市建设的方法与途径，总结建设过程中出现的问题和解决办法。

2 海绵城市相关概念与理论综述

2.1 LI D和绿色基础设施

LID 中，“低影响”是指现代概念中的“绿色理念”，是针对雨水收集、排放、净化管理的一个绿色系统。绿色基础设施是指重塑生态环境所必要的所有基础设施，这些设施还具有可再生利用和可持续的特征。

2.2 中国海绵城市概念

我国提出的“海绵城市”，可以说是一种新一代的城市雨洪治理理念，它是一种可以灵活应变、适应环境变化、抵御暴雨造成的自然灾害的新型城市。

2.3 雨洪管理理论

雨洪管理其核心理论就是“大雨治水，小雨制水”，即大雨时，防洪排涝为主；小雨时，渗滞蓄净。

2.4 城市道路海绵城市的研究

城市公路是早期降雨和污染排放的重要来源，因此，在城市道路建设中，必须贯彻低排放的目标，尽可能地减少道路径流及污染物外排量，要点如下。

2.4.1 给出各个级别公路低扰动发展的控制指标

在保证道路的安全性和其他基本职能的前提下，充分发挥其绿化作用，需要建设者根据路面断面及排水的走向，对绿化带、车行道、人行道、停车场等道路组成部分，通过渗透、调蓄、净化方式实现低影响的综合开发。

2.4.2 对道路红线内、外部用地垂直方向的空间布置进行统一

当道路红线内的绿地数量不够，无法达到低影响开发的控制指标时，应考虑规划红线内外部的土地利用规划及其垂直方向的利用规划，综合实现公路和周围地块低影响发展的控制指标。在道路红线范围内，绿地在达到景观效果与交通安全要求时，要充分考虑道路汇水的作用，采取下沉式绿地、透水铺装等方式，提高对道路径流流量的控制能力。

2.4.3 道路运输规划应当考虑到低影响开发设施

城市道路纵断面设计的专项设计，应当在设计成果中体现出基础设施的选型和布置，同时，对低效发展的雨水管网和市政道路设施进行了合理的规划。在具备一定条件的区域，应当制定专项的道路低效发展规划和设计规范，对各级快速路，主干路，次干路，支路等进行低污染发展的控制目标及重点，能够为公路低影响发展的规划与设计提供依据。

2.5 城市道路海绵城市实施的措施

2.5.1 植草沟

植草沟是指在沟槽中种植植物，使其具有一定的景观效果。植草沟按地表径流的输送途径分为3 类：标准输送植草沟、干植草沟、湿植草沟。标准导流式植草沟适合在居民区、工业区等地区使用，并可替代道路旁的排水管或雨水管。干植草沟主要用于居住区、居住区、市政道路、广场等。湿植草沟是道路排水系统、小型停车场或屋顶集雨的首选。

2.5.2 下沉式绿地

广义的下沉式绿地是指在一定的调蓄能力范围之内，可以利用雨水花园、雨水坑塘、渗透塘、雨水湿地、调节塘等设施进行建设。下沉式绿地植物的配置主要以梳林草坪为主，并需要与周围景观搭配形成大气的整体效果。

2.5.3 生物滞留设施

生物滞留设施是指在低洼地区通过植物、土壤和微生物系统对初期径向降雨进行蓄渗净化的设备。生物滞留设施可分为简单生物滞留和复合生物滞留；根据用途的不同，可分为雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池。

2.5.4 车行道雨水引流

传统的道路排水方式是：路面的雨水通过车行道旁的集雨孔流入车行道，然后流入地下的雨水管中。这部分雨水最大的问题是面源污染严重，流速快。所以，根据海绵城市的理念，收集处理好这部分雨水是道路海绵城市建设成败的关键。其中，车行道引流进入道路红线外滞蓄系统的方式有雨水口改造、开孔路缘石、渗滤树池、盖板涵。

2.5.5 人行道雨水引流

人行道排水引向绿化带的下沉式绿地，在下沉式绿地中通过溢流管将多余的雨水排向城市道路中的雨水干管，将面源污染较重的初期雨水通过下沉式绿地的过滤渗透到地下，无法及时渗透的雨水可以通过溢流管道尽快排入雨水管，保证城市防洪安全。

2.5.6 人行道路面透水地面

透水地面是海绵城市建设中常用的有效方法，通常运用在广场、停车场等面积较大的区域。地面面层通常采用的材料有：透水混凝土、透水露骨料、透水砖、多孔预制砖等，传统材料如青砖、瓦、卵石块石干拼。

2.5.7 人行道或道路绿化带下设透水桩

透水桩分为卵石透水桩和多孔渗水管，其功能都是将雨水渗透到地下，还可充分利用地下管廊、污水干管等地下建筑施工时留下的降水井，使其成为海绵城市需要的透水桩。

3 成都市中环路海绵城市实践

3.1 项目概况

中环路位于成都市二环路和三环路之间，全长42 km，规划红线宽40~50 m。

3.2 总体目标

1）在保证道路正常通行的基础上，实现海绵城市低污染发展控制和指标。

2）道路径流和雨水应当采用有组织的分流、截污化等预处理措施，然后将其导入道路红线内外绿地，并利用绿地内的低污染、储、调节等低污染措施进行治理。选择LID 基础设施，要因地制宜、方便、经济有效。

3）采取生态排涝措施进行路面排水，或利用公路及周围公用土地的地下空间进行相应的调节。LID 的建设项目应该与城市的雨水管网连通，并采用溢流式的排水方式，确保上游和下游的排水管道畅通。

4）道路横向规划应当对道路横向坡向、路面与道路绿化及周围绿化空间的垂直联系进行优选，以利于雨水汇入低效发展设施。

3.3 总体工艺控制

3.3.1 道路雨水控制流程

城市道路积雨集中在车行道和人行道。由于车行道存在道路沉降的安全因素，所以，车行道通常采用不透水结构。地面径流可直接流入路边绿化带，或者通过路缘石上的开孔流入绿化，储存一部分雨水，多余的雨水排入雨水管。人行道采用透水地面吸收部分雨水，同时，可以将雨水引向人行道边的绿化带中的雨水坑塘（有水源水体）、雨水湿地或雨水花园（无水源，不保水）、植草沟等设施，并且在凹地处设置溢流管，从而可以将暴雨时不能及时渗透的雨水引入雨水管。

3.3.2 对不同道路断面的总体工艺控制

原中环路道路断面形式多样，道路红线宽度不一。本次改造设计时，为保证总体交通通行能力，车道数量最低为双向六车道，分为3 种不同形式的断面：单幅、双幅、四幅道路断面。同时，海绵城市建设也根据道路断面的类型分别进行了总体工艺控制。

1）单幅道路海绵城市总体工艺

单幅道路是道路海绵城市的基本形式，从道路中心线往外的雨水流向路径为：车行道横坡将雨水集中于路缘石边，通过开孔路缘石，能够将雨水引入侧分绿化带或人行道透水基层下，在暴雨时，溢流流进道路雨水干管。人行道上的雨水排放与前述道路雨水控制流程相同。

2）双幅道路海绵城市总体工艺

双幅路面与单幅路面的唯一区别是双幅路面有中央绿化带，在海绵城市建设时，常将中央绿化带做成下沉式绿地。但是在暴雨期，雨水不能完全渗入地下（道路中央下沉式绿地下部必须设置防水土工布，防止雨水浸泡地基），所以，在中央绿化带设置雨水溢流管很有必要，可防止暴雨时雨水流向车行道污染路面。

3）四幅道路海绵城市总体工艺

四幅路面的海绵城市工艺为单幅和双幅路面的组合，但地下溢流管布置更为复杂。另外，路面增加了非机动车道，其结构层中也采用防水土工膜保证地基安全。

3.4 措施和方法

结合成都市气候环境、土壤地质分布、路侧绿带、地面高程等情况，分别对一类、二类、三类用地情况进行有针对性的海绵城市建设。

一类，道路红线内无绿化带，为不适宜区。该类路段仅设置透水人行道铺装。

二类，道路绿化带宽度7~25 m，为较适宜区。该类路段除透水人行道铺装外，还可设置雨水花园、植草沟、下沉绿地等。

三类，道路绿化带宽度大于25 m，由于该类路段主要集中在东南方位，紧邻铁路，地势坡度较大，多为膨胀土地基，不具备雨水下渗条件，根据因地制宜的原则，只在有条件的地方实施下沉绿地。

4 城市道路海绵城市设计方法总结

通过上述对海绵城市相关理论的分析和成都市中环路海绵城市的建设实践总结，试图在理论基础的依据和工作方法的选择上，总结梳理出一套适合城市道路海绵城市设计的方法和流程，避开海绵城市设计和建设中的一些误区。在工作流程上，有以下内容和程序：

1）现场调查和资料收集分析；

2）确定设计依据；

3）道路海绵城市的定位和建设强度分析；

4）海绵城市的建设与道路景观、道路板块形式、地下市政工程的关系分析；

5）海绵城市总体工艺流程的确定和具体措施的选定。

5 结语

通过理论和实践研究分析，我国的海绵城市建设要达到国家提出的要求，还需要在宏观层面注意以下4 个方面。

1）大海绵。在国土层面，大流域层面，国家政策法规规划等层面思考海绵城市的建设问题，我国水生态前沿研究的学者车伍和俞孔坚都分别在不同场合呼吁在宏观层面建立海绵城市建设体现。俞孔坚[1]认为要“大脚革命”，反对小决策与水系分割（部门分割、地区分割、功能分割的管理体制，使大脚变成小脚，被肢解，畸形扭曲、丧失功能）；车伍则[2]强调要建立的系统规划，如雨水控制利用规划、径流污染控制规划、低影响开发规划。

2）系统化。指城市片区层面的系统化，包括片区河流道路系统、地块地面、建筑等应统筹考虑，即从源头控制，直到雨水排入主干河道，这样才能真正控制雨水排放量，控制城市面源污染。

3）因地制宜。我国旧城的高密度发展，在中心城区大规模建设海绵城市难度较大。应选择有条件的区域进行建设；针对城市中各区域地表土土质的情况，采用适宜的方法建设海绵城市。

4）生态节约。海绵城市本身既是生态的、可持续、自然的，当然也是节约的。

虽然，我国的海绵城市建设起步较晚，但是，相信随着海绵城市建设的不断推进，有关海绵城市在理论上实践上都会积累收获大量经验。海绵城市建设的终极目标终将实现：将地表雨水径流量控制在达到或接近城市建设开发前的自然生态状态，阻止或减少城市雨水面源污染的排放。