崇明海綿城市建設中道路雨水系統技術應用分析

1 崇明水文地質基底

崇明島是典型的河口沙島，由長江泥沙歷年淤積圍墾而成。沿島東部、北部灘涂發育，仍在不斷淤漲成陸。全島地勢低平，地面高程一般在 3.2～4.2 m 之間(吳淞基面，下同)，約占總面積 64.88%。4.2 m 高程以上約占總面積32.72%。

崇明水務局提供的水質監測資料顯示：崇明島有28個監測斷面，2009 年共監測 336 次，其中 I 類水質的監測斷面不存在，Ⅱ 類水質的監測斷面占 25.0%，III 類水質占48.9%，IV 類水質 22.2%，V 類水質占 2.1%，劣 V 類水質占 1.8%。全年水質總合格率 73.9%，II～ IV 類之間的水質占 96.1%。從近幾年崇明島內河水質監測情況分析可知，島內河道水質總體較好，但仍有部分水域水質為 V 類甚至劣 V 類。在 2016 年上海市管監測的 16 個河道斷面中，13 個斷面水質不達標。

2 海綿城市技術應用規范

城市用地面積增加，造成城市水源污染問題日趨嚴重。城市飲用水源和其他環境水體受污染威脅程度加大、種類增多，需要修建更多大型污水處理設施，達到更高的污水處理水平。

為緩解上述矛盾，基于對崇明水文地質基底的認識，“生態優先”是崇明海綿城市建設應遵循的原則：在確保城市排水防澇安全的前提下，將自然途徑與人工措施相結合，最大程度地實現雨水在城市區域的滲透和凈化，從而促進生態建設和環境保護。

2.1 建設海綿城市適用的標準和導則

GB/T 50378─2014 《綠色建筑評價標準》和《上海市海綿城市建設技術導則(試行)》均給出了海綿城市建設的指導意見。GB/T 50378─2014 中有大量涉及海綿城市的條文規范，如果能夠完全實現可得 21 分(一般綠色二星建筑得分為總分 60 分以上)。

《上海市海綿城市建設技術導則(試行)》給出了海綿城市的建設指導思想、控制目標、建設方法及步驟。該導則通過詳盡的技術措施描述，配合建設設計圖集，全面闡述了“滲、滯、蓄、凈、用、排”的技術應用規范。對綠地系統的建設給出了下凹式綠地、雨水花園、植草溝、雨水濕塘、人工濕地、綠化隔離帶、植被緩沖帶、廣場、小區道路、市政道路的建設方法和步驟。對排水設計給出了具體的技術參數和技術圖，特別對目前較為普遍的徑流污染控制(以懸浮物 SS 的控制率計)措施，給出了控制率要求。

2.2 河湖海綿城市建設的相關規定

《上海市海綿城市建設技術導則(試行)》有關條款要求河湖海綿城市建設應遵循功能安全、生態優先、統籌兼顧、因地制宜、綜合治理的原則，重點突出對城鎮徑流污染的治理與河湖水質和生態功能的提升，并應符合下述規定：

(1) 建設范圍為水體兩側陸域控制線所轄范圍，包括藍線范圍和綠化帶。

(2) 建設治理的對象包括排入水體的城鎮徑流污染、河湖中動植物的自然環境和濱岸綠化帶等。

(3) 城鎮徑流污染，應經過陸域緩沖帶排入水體；污染較重時，應通過滲透或凈化后再排入水體。

(4) 濱岸綠化帶宜設計為陸域緩沖帶，具有緩沖、攔截、吸附、水土保持等生態服務功能。

(5) 河湖水體應通過增強水體的連通和流動與生態治理，恢復健康良性的水生態系統，強化水體的凈化功能，改善水體水質。

(6) 根據排入河湖的污染物特性和水體監控要求，可在排口末端和水體內設置監測與監控設施。

具體技術落實主要包括生態護岸材料和形式的選擇、陸域緩沖帶、水域生物群落構建和已建硬質護岸綠色改造等。

3 陳家鎮道路雨水系統構建案例

陳家鎮國家實驗生態社區位于陳家鎮東灘大道南側，北陳公路東側，規劃面積為 4.5 km2，是崇明創建國家可持續發展實驗區的低碳試點社區。為指導低碳社區建設，在國家科技部、上海市科委的支持下，形成了崇明陳家鎮國際生態實驗社區的“建設導則”。遵循該導則的要求，陳家鎮國家實驗生態社區進行了相關的市政設施建設。從 2009 年開始建設以來，基本完成了中心河道琵鷺河以北的市政路網建設。以下重點介紹陳家鎮國家實驗生態社區城市道路雨水系統的構建情況。

3.1 道路雨水系統建設思路

陳家鎮國家實驗生態社區的城市道路徑流雨水系統建設思路：通過有組織的匯流與轉輸，經截污等預處理后引入道路紅線內、外綠地內，并通過設置在綠地以雨水滲透、儲存、調節等為主要功能的雨水滯留設施進行處理；已建雨水管線通過在排入河道入浜口加設截污井、棄流井對排入河道雨水進行預處理后排放。該生態社區城市道路雨水系統的構建流程，如圖1 所示 。

圖1 城市道路雨水系統構建流程

3.2 道路雨水系統建設原則

參照國家住房和城鄉建設部《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》的相關規定，陳家鎮國家實驗生態社區城市道路雨水系統的建設原則如下[1]：

(1) 在低影響開發設施的建設區域，城市雨水管渠和泵站的設計重現期、徑流系數等設計參數應按 GB 50014─2006《室外排水設計規范》(2016 年版)中的相關標準執行，以保障城市交通安全。

(2) 道路人行道宜采用透水鋪裝，非機動車道和機動車道可采用透水瀝青路面或透水水泥混凝土路面，透水鋪裝設計應滿足國家有關標準規范的要求。

(3) 道路橫斷面設計應優化道路橫坡坡向、路面與道路綠化帶及周邊綠地的豎向關系等，便于徑流雨水匯入低影響開發設施。

(4) 路面排水宜采用生態排水的方式：路面雨水宜首先匯入道路紅線內綠化帶，經紅線內低影響開發設施滯留、滲透后，再通過溢流排放系統與城市雨水管渠系統相銜接。

(5) 城市道路綠化帶內低影響開發設施應采取必要的防滲措施，以防止徑流雨水下滲對道路路面及路基的強度和穩定性造成破壞。

3.3 道路雨水系統建設的具體技術要點

3.3.1 生物滯留設施設計要求

對上海市降雨數據的統計分析顯示，控制 20.0 mm 的日降雨量即可實現滯留場地內非滲透性區域的 90% 雨水量的目標。

通過計算確定道路雨水系統生物滯留設施的主要設計參數(單位為 m)，如圖2 所示。

圖2 生物滯留設施主要設計參數

道路雨水系統生物滯留設施的排水方式，如圖3 所示。

圖3 生物滯留設施排水方式示意圖

3.3.2 隔離帶生態濾池植物配置

機動車非隔離帶生態濾池植物配置分為 3 層：① 小喬木層，如檉柳、海州常山、龍爪柳、龍爪槐、紅葉李、石榴、棕櫚，等等；② 灌木層，如海濱木槿、木槿、檜柏球、豐花月季、紫穗槐、木芙蓉、金絲桃，等等；③ 草本層，如菖蒲、荻、地膚、假儉草、狼尾草、蒲葦、蘆竹，等等。

3.3.3 生物滯留設施的施工要求

為保證生物滯留設施的滲透效果，對施工操作要求如下：

(1) 滲濾設施的人工介質裝填之前，應按照設計配比先充分攪拌均勻。

(2) 排水管道周邊的碎石，應采用(透水)土工布與滲透土壤層隔離，挖掘面應便于土工布的施工和固定；施工過程中，土工布不得出現堵塞和破損。

(3) 更換填料的作業，應盡量將原來已經裝填的、未經改良的土壤清除；同時注意避免損壞防水土工布，以免造成地下水淹沒填料層。

(4) 生物滯留設施施工應注意減少施工場地沉積物被沖刷進入設施造成的堵塞。

(5) 滲透設施的開挖、裝填施工中，應避免對滲透區域的直接機械碾壓，不應損傷自然土壤的滲透能力；在土壤回填或人工土壤的填充過程中，應避免過度壓實回填土壤或人工土壤。

(6) 施工過程中，如果在滲透設施表層形成淤泥等沉積物，應及時清理或更換填料。

3.3.4 雨水管線出口處設置截污井和棄流井

根據道路雨水量計算，確定截污井、棄流井的容積，選定相應的管徑及設備。雨水棄流井的設計參照《上海市海綿城市建設技術標準圖集》，見圖4。

圖4 雨水棄流井設計示意圖

4 結 語

綜上所述，陳家鎮國家實驗生態社區城市道路雨水系統建設的技術應用，最大限度地實現了雨水在城市區域的滲透和凈化，為 GB/T 50378─2014 和《上海市海綿城市建設技術導則》(試行)有關新建城區海綿城市建設的技術應用規范提供了具體案例，做了技術儲備。這一案例對緩解城市水源污染問題起到了一定的示范作用，促進了生態建設和環境保護。

參考文獻：

[1]國家住房和城鄉建設部. 海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)[M]. 北京：中國建筑書店有限責任公司，2015.