淺析海綿城市建設在道路排水中的應用

李玢　易凱　韓正功

摘要：目前，我國水資源嚴重匱乏，但各城市的洪澇災害也及其嚴重。究其原因，是城市在快速發展的過程中，不斷增大城市的下墊面面積，對雨水采用快排模式，往往造成旱澇急轉的現象，“海綿城市”的提出為解決城市傳統雨水處理模式中瞬時排水壓力大的問題提供了一個新思路。在道路排水設計中融合低影響開發技術，強調“慢排緩釋”和“源頭分散”，對防治內澇，實現水資源的合理利用提供了新方向。

關鍵詞：海綿城市建設排水系統低影響開發

1 前言

近年以來，“城市內澇”已經成為我國重大災害之一。主要原因在于在我國快速城鎮化的過程中城市存在大量的硬質鋪裝，如瀝青路面、水泥路面等，導致“熱島效應”和“混濁島效應”的增強，也影響了降雨時雨水的入滲，增大了雨水徑流量，在暴雨時無法滯納短期急劇增加的雨水[1]。在城市建設過程中，破壞原自然環境，硬化地面建設城市，導致自然水體遭到破壞，下墊面面積增大，徑流量增加，調蓄能力下降，再加上目前我國針對城市排水系統的設計標準較低，加上有的地方排水設施不完善，或者尚未建設排水系統，這使得城市的洪澇災害越發的嚴重。

盡管目前各城市因排水設施建設標準較低導致的洪澇現象比較嚴重，但由于城市地下管線錯綜復雜，若需要改造管線，需先對地下各管線進行摸排，且改造體量較大，難以在短時間內改善洪澇情況。

2 海綿城市建設的概念

海綿城市建設，是指在生態文明建設的背景下，恢復城市水文循環，重塑城市、人與水關系的新型城市建設理念，是指通過城市的規劃管理，發揮建筑、道路、綠地和水系等系統對雨水的吸收、滲透和凈化作用，恢復城市原有地下水資源，控制雨水徑流，實現自然對雨水資源的儲存、入滲和凈化作用的新型城市發展方式[2]。海綿城市建設能夠緩解快速城市化過程中引發的各種水問題，能有效改善城市的“熱島效應”以及“混濁島效應”等問題，創造出同時具備生態、景觀以及使用功能的空間，是修復城市水生態、增強城市防澇能力、提高新型城鎮化質量，促進人與自然和諧發展的重要手段。

海綿城市建設是通過低影響開發（Low Impact Development），簡稱LID的技術實現的。它是一個融合了多種不同設計的集合，比如植草溝、綠色屋頂，雨水花園，人工濕地、下凹式綠地、雨水收集箱、水廣場等元素。

海綿城市的重點就是“海綿”，這要求城市像海綿一樣吸住雨水，從建筑、小區，道路、綠地與廣場的建設來說，可在建筑上設置綠色屋頂，在小區內設置雨水花園，在道路綠化帶內設置植草溝，將綠地設置成下凹式綠地，廣場可設置成水廣場。當海綿體吸收了大量的雨水后，城市也就不會產生大量的積水。

通過LID模式防治內澇，可以增加雨水的集流時間，避免暴雨時雨水量暴增形成內澇；可以減少進入排水系統的雨水總量。（a）減輕排水管網的瞬時壓力，減少新建或擴建城市排水管網的產生的建設投資。（b）增加雨水入滲量，補給地下水源，恢復城市的水文循環，緩解地面塌陷現象。（c）海綿設施通常與城市的綠地及景觀水體相結合，從長遠來看，反而能減少城市的建設投資。（d） 能降低城市因洪澇災害而造成的巨額損失。

3 傳統道路排水模式

本文以貴州地區常見的三幅路為例進行討論。三幅路由車行道、兩條綠化帶、兩條非機動車道以及兩條人行道組成，兩條綠化帶分隔開機動車道與非機動車道，中間為雙向機動車道，機動車道兩側為單向非機動車道，詳見圖1。

傳統道路設計中，綠化帶高于道路路面，綠化帶兩側設置道牙，將機動車與非機動車及行人分隔開，以保證道路的通行能力。同時也將雨水疏導至雨水口，防止雨水進入綠化帶，從而影響路面結構。綠化帶面積內雨水滲入帶內土壤，路面雨水徑流則通過雨水口流入雨水管道進行排放。傳統的排水方式是以雨水的快排模式為基本理念，導致沿路緣石處易產生積水，城市因而易發生內澇災害，污染較重的初期雨水也直排進河道后污染城市受納水體，并且道路綠化帶也需要時常進行灌溉，這是對雨水資源的一種浪費，沒有對雨水資源進行有效的利用，導致大量雨水資源的流失。

4 LID排水模式

低影響開發模式下道路的設計應在滿足道路通行等基本功能的前提下，充分利用道路周邊空間實行透水鋪裝、雨水蓄積模塊、下凹式綠地、植草溝、雨水花園等LID措施，以削減徑流水量、改善徑流水質。將道路綠化帶設計成雨水蓄積模塊，流入路面的雨水徑流通過孔口道牙流入綠化帶，經過綠化帶內植物滯留槽的儲存、入滲、凈化，多余部分通過雨水管渠進行收集與排放。道路斷面形式見圖2。

LID模式下綠化帶低于道路路面，道牙設置成孔口道牙，將雨水口設置于綠化帶內，其高程高于綠化帶且低于路面。植草溝為帶狀的下凹式綠地，適用于道路旁的綠化帶等狹長式地帶，可將機動車與非機動車道之間的綠化帶設置為植草溝。由于植草溝坡度較大，水流速度較快，應在植草溝底部布置防沖刷設施，如鋪設鵝卵石等防止底部土壤被沖刷。流入路面的雨水徑流先經孔口道牙流入下凹式綠地，在下凹式綠地內進行儲存、入滲和凈化，而超過綠地收集量的徑流量則通過溢流的方式進入雨水口，經雨水管渠進行收集與排放。

除了設于綠化帶的植草溝等LID措施，在人行道也可以通過透水鋪裝來實現雨水入滲，也可以將非機動車道與人行道之間的綠化帶設置為生態樹池，通過管渠將雨水引流至附近的生態樹池中進行儲存、入滲和凈化，凈化后的雨水可以就地消化作為公廁沖廁水或景觀用水，也可以排入河流、湖泊等作為補給水源。

5 結語

LID模式在道路排水設計中將以雨水快排為目的的市政排水設計，轉變為以“滲、滯、蓄、凈、排”為設計理念的新型市政排水設計，對減少城市洪澇災害以及改善城市水體污染等具有重要意義。

但是LID模式的道路排水只是海綿城市建設中一小部分，海綿城市建設是一個綜合性的系統工程，建設海綿城市需要綜合考慮城市的各個部分，從點到面，從單體建筑到整個城市，需在建立完善的法律法規后，對一個城市進行總體的海綿城市規劃，確保各項目的實施在滿足必要的使用性能時，推行綠色雨水基礎設施，才能使城市從一塊塊分散的小海綿變成一整塊大海綿，才能保護和恢復城市的水文循環。

參考文獻：

[1]向日葵人生.如何理解「海綿城市」的概念？.

https：//www.zhihu.com/question/31200669/answer/87375927，2016-02-21.

[2]深圳市城市規劃設計研究院，任心欣，俞露.海綿城市建設規劃與管理[M].中國建筑工業出版社.2017：前言1.