厦门集美软件园市政道路LI D技术指标Pear s on分析与研究

关广禄

（厦门中平公路勘察设计院，福建 厦门 361000）

1 引言

目前，我国大多数城市均存在内涝现象，而城市雨洪内涝灾害与城市水文环境和水循环过程密不可分[1-2]。水文地理环境是低影响开发（LID）空间的基础依据，因此，在开发建设过程中应根据城市水文空间系统与城市地理空间系统的对应关系，分析城市用地高程、自然汇水空间与地表径流特征，确定LID开发过程规模及空间[3]。在遵循生态优先等原则下，将自然途径与人工措施相结合，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[4-5]。

2 项目概况

厦门集美区位于地处东经117°57′~118°04′，北纬24°25′~24°26′，集美软件园三期地处集美灌口-后溪生态绿楔最南端，集美新城中心区北侧，厦门北站片区西侧，灌口小城镇东侧（见图1）。年平均降雨量在1 200 mm左右，风力一般3~4级，常向主导风力为东北风。片区道路综合运用下凹式绿地、透水铺装、路缘石开口等方式对片区道路进行LID设计。

图1 地理位置图

3 技术研究

3.1 设计标准

集美软件园三期片区已进行海绵建设详细规划，共计划分10个径流控制单元，径流总量控制率范围为65%~75%，具体各分区控制指标详见图2。

3.2 排水组织

车行道雨水流经路缘石开口[6-7]进入下凹式绿地，超标雨水则经溢流口泄入市政雨水管道；人行道及非机动车道主要由自身透水铺装部分下渗，或排入侧分带，超标雨水亦由溢流井排入雨水管道。排水组织分析详见图3。

图2 规划径流控制单元

3.3 路面透水铺装

透水铺装在调蓄径流总量控制率及污染控制率方面具有较大贡献，其中污染控制率（以SS计）高达80%~90%[8]，鉴于机动车道透水铺装设计复杂，施工难度大，路基存在渗水隐患，本工程仅于人行道及非机动车道处设透水铺装。路面结构详设计见图4和图5。

图3 排水组织分析图（单位：cm）

图4 非机动车道结构设计图（单位：cm）

图5 人行道结构设计图（单位：cm）

3.4 下凹式绿地

污染物在下凹式绿地中的去除主要是通过过滤沉淀作用，对SS、COD和重金属均有较好的去除效果，可以滞留雨水中93%的SS，当坡度较缓时，效果则更好[9]。铅离子的平均去除率能达到17%~41%，铜离子的平均去除率能达到34%，锌离子的平均去除率能达到75%~91%[10-11]，Deletic[12]的研究表明，下凹式绿地对TN和TP去除率为60%以上。本工程设计绿化带结构从上至下依次为60 cm种植土层、10 cm砂层、40 cm砾石层，种植土层一般由60%~85%砂子，5%~10%有机成分，不超过5%黏土（渗透系数不小于1×10-5m/s）等成分混合而成，并于砾石层底部设穿孔PVC管以排除超标渗透雨水，详细结构层详见图6。

4 讨论与分析

4.1 设计结果相关性分析

依据《厦门市海绵城市建设技术规范》（试行）径流控制率相关计算公式[13]，本次设计根据道路宽度及位置选取10条代表性道路进行计算分析，结果详见表1。

根据上述结果，径流总量控制率范围为62%~79%，基本满足规划要求。对上述结果进行相关性分析，可得结果详见表2。

由Pearson相关性结果可得，径流总量控制率与路线长度及宽度存在一定的相关关系，无显著性相关特征，与透水铺装面积在显著性水平α=0.01上极显著性相关，与绿化带面积在α=0.05水平上显著性相关。该结果表明，在道路LID建设过程中，相对绿化带而言，透水铺装部分在径流总量进行调蓄时贡献较大，该现象主要形成原因是片区道路透水铺部分厚度为42 cm，同时宽度为7~12 m，且孔隙率为10%~30%，在下渗过程中形成了一定容积的下渗调蓄空间，导致其调蓄空间相对3~4 m宽下凹绿地（设计积水10 cm）更大。径流污染控制率与透水铺装面积及绿化带面积均在α=0.01水平上极显著性相关，与路线长度及路基宽度无显著性相关关系，表明径流污染主要受道路透水铺装及下凹绿地铺设范围影响，该研究结果与《厦门市海绵城市建设技术标准图集（试行）》（厦2016-J-1）中透水铺装污染控制率（以SS计）80%~90%，雨水湿地50%~80%相一致，且与Deletic的绿地径流污染去除率60%以上研究结果相符合。

同时，径流污染控制率与径流总量控制率极显著性相关结果表明，在工程实际中，能够以径流总量控制率作为市政道路LID设计控制指标，即与相关规范中以径流总量控制率为主要控制目标相一致。

图6 下凹式绿地结构设计图（单位：cm）

表1 指标计算结果一览表

表2 道路参数与径流控制率Pear s on相关性分析

4.2 工程合理性分析

本次为对片区设计结果进行合理性分析，主要选取径流控制率偏低的支路支四路、支五路、支六路、横三路延伸段、次干路软三横路、诚毅大街6条道路为例进行分析，与周边地块属性统筹设计，依据片区土地利用规划，设计结果详见表3。

表3 规划片区年径流总量控制率计算指标一览表

表3结果表明，其中支六路径流控制率结果较高，参考4.1节研究成果，主要与其道路横断面组成有关，透水铺装与绿化带部分占道路面积比例达到60%以上；其余支路绿化设施主要为树池，本次为避免树池后续运行造成点源污染，未进行生态设计，故横三路延伸段、支四路西段、支五路、支五路等道路仅由透水铺装部分及树池自身下渗进行调节，其径流控制率体现较低水平，仅为23%~25%，在与径流控制单元绿地统筹加权设计后，加权设计结果满足各径流控制单元径流总量控制率要求，达到了80%以上，结果详见表3。

综上所述，设计片区内各道路与周边绿地统筹规划实施后，均可达到其控制单元内径流总量控制率要求，结合4.1节研究成果，设计成果与规范[13]及相关文献[12]基本保持一致，故本工程LID设计成果具备一定工程合理性，对相关道路LID建设具有一定借鉴意义。

5 结论

1）集美软件园三期片区市政道路LID建设过程中，以透水铺装及下凹式绿地设计为主，透水铺装由上至下依次为透水砖或透水沥青面层，透水混凝土，级配碎石。

2）流污染控制率与径流总量控制率在α=0.01水平极显著性相关，径流总量控制率与透水铺装宽度在α=0.01水平上极显著性相关，与绿化带宽度在α=0.05水平上显著性相关，相对绿化带而言，透水铺装部分在径流总量进行调蓄时贡献较大。

3）集美软件园三期片区内各道路与周边绿地统筹规划实施后，径流总量控制率达到了80%左右，满足其控制单元内径流总量控制率65%~75%的要求，具备工程合理性，对市政道路LID建设具有一定工程借鉴意义。