海綿城市理念在市政道路設計中的應用研究

姜寧寧　康洪強

(1.北京科智成市政設計咨詢有限公司，北京　102600;　2.中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京　102600)

0　引言

海綿城市是國外低影響開發設計理念的中國應用，是一種運用滲、滯、用、蓄、凈、排等技術來對雨水徑流峰值、總量以及污染進行控制的暴雨管理和面源污染處理技術。顧名思義，海綿城市就是將城市比喻為海綿，在應對自然災害以及環境變化時能夠具有良好的“彈性”，即下雨時能夠吸水、儲水、凈水以及滲水，在需要時能夠將儲存的水資源釋放出來并進行有效利用，以實現城市良好的水文循環[1]。近年來城市頻繁發生內澇，同時不少城市缺水嚴重，大量雨水徑流被無序排放。城市雨水徑流帶來的污染越來越嚴重，根據統計，北京污染總量中30%以上來自溢流雨水[2]。海綿城市的設計理念為解決城市內澇與缺水，實現資源有效利用，減弱城市面源污染提供了解決思路。傳統的城市道路工程是利用道路排水系統對雨水徑流收集后進行集中排放，為了解決內澇問題，雨水排出系統往往非常龐大，對雨水資源的浪費也非常有限。為此，本文就在市政道路設計中引入海綿城市理念，綜合道路、雨水系統、道路綠化多方面的設計進行探討。

1　市政道路海綿城市方案設計思路

城市道路雨水通常經路面橫坡匯流到雨水口，然后經由市政管網進行排放。市政道路海綿城市方案設計要從“以排為主”轉變為“充分利用雨水資源和實現生態保護”的設計思想，設計可實現蓄流雨水、避免雨澇災害、實現雨水順利排出、補充地下水的雨水系統方案。

海綿城市人行道的設計思路是讓雨水一部分通過透水磚等透水材料后被土地滲透吸收，一部分經綠地過濾后被土地滲透吸收或被周圍雨水收集設施收集后利用或排放。

海綿城市車行道的設計思路是：利用道路周邊植草淺溝進行雨水初級處理后排入雨水口或在路中行車隔離綠化帶與路側綠化帶下設置滲透管收集雨水后排出。

2　設計原則與注意事項

市政道路在設計方案之初，應首先設立整體方案海綿城市設計目標，然后從道路路網、走向、結構、徑流收集方式、雨水利用方式、豎向與景觀設計等方面進行市政道路海綿城市方案整體設計。

在市政道路海綿城市方案設計中，需要遵循以下幾點原則：

1)因地制宜，從設計目標、經濟性、施工方便、管理難易等方面對雨水收集利用設施進行充分比選，綜合考慮道路紅線內外海綿空間的利用，注意海綿設施與道路的銜接關系。

2)在保證道路交通安全與排水暢通的情況下，在經濟可行性范圍內盡可能地減少市政道路的不透水表面積。

3)將市政道路海綿城市設計與周圍原有自然人文景觀充分考慮，保證整體景觀的協調與美觀，體現生態景觀價值。

5)合理設計滲透路面與周邊綠地，充分利用設施的入滲能力，延長徑流時間，減小雨水收集系統投資。

6)為便于雨水流入雨水收集設施中，在進行市政道路設計時，道路應合理地設計道路橫向的坡向，保證路面、道路綠化帶、道路外綠地豎向設計的整體性。

市政道路的海綿方案要由以排為主轉為排、滲、滯、蓄和凈綜合設計方案，完善城市道路的排水和蓄水功能。通過路面橫坡收集雨水到雨水口，然后經由市政管網來對雨水進行排放的方案可以根據雨水收集的情況進行縮小，但要有所保留以防雨澇災害發生。人行荷載較低給了設計師很大發展空間，可在人行道設計使用透水磚鋪裝，同時充分利用人行道側的綠地進行下沉式綠地、生物滯留帶、濕地塘的設計，將海綿城市與景觀設計結合。

在城市道路的海綿城市設計方案中，材料的選擇是重要的一環。道路材料要盡可能的透水，要保證雨水快速排除，不出現眩光、打滑等影響道路安全的情況。在機動車道上可選擇多孔混凝土、泡沫混凝土和透水瀝青作為路面材料，但在路面結構基層與中下面層需要選擇不透水的材料，以避免雨水破壞路基，并匯集雨水排入路側雨水收集系統。在人行道可選擇同質磚、半透水的舒布洛克磚或是鋼筋混凝土透水系統。鋼筋混凝土透水系統透水性能達0.02 cm/s，輔助排水與下滲效果最好，但造價也最高，可根據項目投資與地區環境選用。

雨水資源化利用是市政道路海綿城市設計的重要目標，雨水收集與資源化利用設施是海綿城市的重要組成部分。道路周邊綠地和滯蓄池收集是市政道路雨水收集與利用的兩種主要方式。道路周邊綠地收集是通過在道路周邊設置下沉式綠地、植物緩沖帶、植草溝等實現。雨水經過道路綠地后，雨水中的大部分污染物被截留在綠地，同時通過下滲周圍地下水可以得到補充，雨水匯集時間被延長，洪峰流量被消弱，減輕市政管網排水壓力。雨水滯蓄池可設置在道路兩側或路面下，也可用于解決下凹路段最低點處積水。汛期通過雨水滯蓄池將雨水收集儲存起來，可調蓄雨峰，實現錯峰排流，儲存起來的雨水經過處理還可用于周邊綠化與車庫用水等。

海綿城市的城市道路系統化設計注意事項如下：

1)出于安全考慮，對于一些主干路及車流量較大的重荷載道路則不宜采用透水路面。

2)設計過程應考慮地形地勢導致的片區銜接問題，確保系統完整性。

3)考慮道路縱坡與橫坡對雨水匯集的影響，保證雨水及時被收集到道路海綿城市設施中。

4)雨水利用前應根據用途進行凈化處理。

5)為降低工程造價，所選植物應盡量在本地植物中選取，所選植物應具有較強耐污染、耐淹和耐鹽性。

6)市政道路設置海綿城市設施后，要特別注意避免因雨水下滲導致的路基不穩與管線位移，延長道路使用壽命[4]。在設計方案中需考慮市政道路下燃氣等工程管線的保護與路基防水，做好相應的防滲措施，避免因暴雨造成事故發生。

7)道路的設計縱坡一般應大于基礎橫坡，從而保證雨水流向道路分車綠化帶中心。

3　結語

本文闡述了市政道路海綿城市設計過程中的注意事項與設計原則，市政道路海綿城市方案設計要從“以排為主”轉變為“充分利用雨水資源和實現生態保護”的設計思想，設計可實現蓄流雨水、避免雨澇災害實現雨水順利排出、補充地下水的雨水系統方案。在設計過程中要因地制宜，首先確定雨水的資源化利用目標，再通過雨水收集與利用措施來實現雨水滯蓄和利用，降低路面徑流污染，緩解道路的排水壓力，實現城市生態文明建設目標。

參考文獻：