融合海绵城市理念的市政道路设计应用分析

吕纪佑、孙晓锋、周斌

（中新南京生态科技岛投资发展有限公司，江苏南京 210019）

0 引言

城市道路是负担城市交通的主要设施，它既是组织城市布局结构的骨架，同时也为城市绿化、排水和其他工程基础设施提供建设空间。将海绵城市理念与道路建设相融合，不仅需要从宏观层面梳理城市开发与海绵空间布局，恰当地将海绵城市设施与道路相关设施进行结合，还需要合理有效地考虑道路景观、综合管线、排水设施的布局关系，兼顾道路功能设施、城市水安全设施及其他基础设施的合理布设，将海绵城市理念落实工程建设中。

1 海绵城市理念与江心洲海绵城市规划

海绵城市是我国建设现代城市的重要建设理念。2014 年，我国政府宣布了建设海绵城市的计划，并开始践行海绵城市的建设。海绵城市理念将组织地面径流尽可能地通过生态滞留、复用等海绵设施的控制后排放，通过渗、滞、蓄、净、用、排等方式，优先保障排水安全，同时控制面源污染，提高径流控制能力。海绵城市的建设不仅益于合理利用城市水资源，弹性地减少城市汛期的内涝问题，还可以减轻水污染，促进环境保护，在市政道路的供水和排水中起着重要作用。

南京市江心洲隶属于南京市建邺区，东隔夹江与主城的河西新城区相邻，西隔长江主航道与江北新区相望，属于长江洲岛，相对独立，是江苏省海绵城市建设的试点片区之一，也是系统化推进全域海绵城市建设的区域。全岛紧扣“生态科技城、低碳智慧岛”的定位，结合洲岛平原河网率、绿地率、水面率高的特点，从系统的角度建设海绵城市，将生态科技岛打造成水安全、水生态、水环境、水资源有机结合、四位一体的海绵综合体。以安全为重、生态优先、因地制宜、统筹协调为原则，以保障水安全、保护水生态、改善水环境、利用水资源、彰显水文化为目标，构建良性水循环系统。全岛年径流总量控制率为85%，面源污染削减率为60%（见图1）。

图1 面源污染削减率统计分析

2 海绵城市理念在市政道路设计中的应用

江心洲全域海绵空间将全岛划分三类：一是大海绵系统，主要体现在贯通性水系、大型湿地及绿化廊道系统，以大调蓄及保障水安全为主；二是中海绵系统，主要为市政雨水管渠对应的雨水排放系统，主要体现在海绵道路、小型湖泊、湿地等海绵斑块绿地，以常规雨水排放与调蓄设施为主；三是小海绵系统，主要为低影响开发系统，对应一年中占绝大多数的中小降雨，主要体现在片区各功能组团社区，如海绵居住区、海绵商业区等。具体如图2 所示。

图2 江心洲全域海绵及“四位一体三系统”海绵规划布局

在全域海绵的规划下，结合长江滩涂地区历史降雨量大、地下水位高、土壤渗透性较弱、水面率高、地形低洼平坦等特点，提倡采用生态绿色的低影响开发（LID）雨水系统，即指在场地开发过程中采用源头、分散式措施，使场地开发后的水文特征尽量维持开发前的特征，因地制宜、经济高效地将各种海绵技术组合应用，实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等目标[1]。

市政道路作为中海绵系统，在满足道路本身交通功能、市政管线敷设等基本要求外，应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、调节等为主要功能的LID 设施进行处理。LID 设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行。经比较，主要可采用下凹式绿地、透水铺装、生态树池、雨水花园、植草沟、植被缓冲带、人工湿地、雨水井等措施。LID 设施评价与适用范围分别如表1 所示。

表1 LID 设施评价表

针对以上措施，结合市政道路各部分条件，对LID设施与市政道路融合设计分析如下。

2.1 人行道结构设计

人行道是道路建设的重要组成部分，体现着城市市政工程发展以人为本的功能性。由于人行道通行荷载小，对路面铺装强度的需求较低，可在保证道路功能的前提下更便捷地将LID 设施融入进来。因此，在人行道设计过程中可选择透水性较高的材料，并利用透水材料将积水引入地下，并通过排水管道将积水排放到一个固定的区域。这样既可以对路面的湿度进行调节，避免积水导致路面湿滑，保证行人出行安全，又可以起到净化雨水、削峰错峰的作用。

江心洲市政道路人行道采用砂基透水砖作为面层，下部设3cm 厚中粗砂垫层、15cm 厚透水混凝土基层及10cm 厚碎石垫层，在垫层底部设置有透水盲管，收集路面雨水后汇入市政雨水口中。江心洲中新大道人行道透水铺装洒水试验如图3 所示。

2.2 侧分带设计

市政道路设计要充分体现现代化交通建设智慧，更要将道路侧分带绿化设计和道路交通安全相结合，深度彰显人与自然的和谐。绿化带在城市建设中随处可见，它能够有效地改善城市内部的环境，采用内部下凹、侧石开口、敷设渗透盲管等手段，引入下凹式绿地、雨水花园、植草沟等LID 设施，将路面径流汇入各LID 设施，最大程度地对初期雨水进行渗透、滞留。同时，设置溢流设施，将超量径流溢流引入市政雨水收集系统，保证城市水安全。

此外，设计时应注意以下两点：一是侧分带宽度不宜小于1.5m，有条件时应适当增加宽度，便于处理绿化带与路面竖向高程的关系，弱化下凹对道路观感及人行安全的不利影响；二是非机动车道横坡可根据侧分带下凹式绿地、雨水花园的设置情况，考虑调整横坡向侧分带，便于LID 设施更多地收集路面径流，增强调蓄能力。侧分带下凹式绿地设置情况如图4所示。

图4 环岛西路侧分带下凹式绿地设置情况

2.3 生态树池

对于不设侧分带的部分低等级市政道路，为更好地贯彻海绵理念，可以将道路树池改造为生态树池，也可将若干个独立的树池经管道串联为一个连续的海绵体，并最终与道路雨水收集系统连通，在保证水安全的同时，兼顾行道树生长需求。

需注意的是，由于生态树池主要位于人行道内，考虑到人行道宽度相对有限，且往往下设综合管线等设施，对生态树池的设计和施工需细化考虑：一是尽量避免侵占树池外其他管位；二是由于树池出水管较深，在排水设计中需根据生态树池相关要求预留连接管，直接接入雨水检查井或加深相应雨水口深度，保证人行道树的成活与长势。生态树池设计方案及实拍图如图5 所示。

图5 生态树池

2.4 植被缓冲带

当市政道路濒临河道时，路面径流可以考虑直接采用地表漫流或暗渠等形式排入河道。为有效控制径流总量、峰值流量及面源污染，建议在道路与河道间设置植草沟、植被缓冲带等LID 设施。

2.5 附属设施设计

附属设施在市政道路的排水系统中起着重要作用，为确保最终的设计成果可以达到理想状态，附属设施的设计不容忽视[2]。

2.5.1 设计环保型雨水口

环保型雨水口在很大程度上起到有效拦截机动车道面源污染的作用，其主要通过雨水口内的截污构件（见图6），先对树叶、垃圾等大污染物进行滤网拦截，再通过滤砖拦截泥沙，削减面源污染。

2.5.2 设计路缘石

路缘石的高度与周围表面应保持良好的一致性，以避免积水问题，促进雨水快速流入雨水口或绿化带。但是在雨水口设置距离过长或者雨量过大的情况下，往往会出现路面积水严重而无法及时排除干净的问题，这要求在路缘石设计时，做好打孔设计，切实提高路缘石排水效率。在具体的打孔设计中，应充分考虑当地实际降雨情况，合理地设置孔洞数量及大小，确保无论何种程度下的路面积水都可以及时地排出。此外，开口后应设置必要的截污消能措施（如铺设卵石），便于后期管理养护。

3 结语

全域海绵城市的建设对改善城市的居住环境，保证城市内部的发展将起到重要的作用。通过南京生态科技岛（江心洲）海绵规划建设，着重归纳分析市政公建的海绵建设方案，以实际工程案例为主，实务性对道路建设中可以利用的路面、绿化、排水设施等进行分析、改造，在保证道路功能的前提下尽可能将海绵城市理念融入建设中，达到协调城市与自然环境之间关系的目的，进而推动现代化城市的绿色发展。希望对类似工程起到一些启发作用。