海綿城市設計理念在城市建設中的研究與實踐

張衛艷，李磊

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司西安分公司，西安710018）

1 引言

近年來，城市內澇頻繁發生，如何徹底解決城市內澇問題，成為新時代的一個重要課題。目前國內城市內澇的原因主要為排水管網老化，設計標準低。國內一些城市排水管網欠賬比較多，管道老化，排水標準比較低。有的地方排水設施就不健全，不完善，排水系統建設滯后是造成內澇的一個重要原因。

2 海綿城市的定義

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用[1]。

3 海綿城市在城市道路建設中的實踐

某市新區的雨水調蓄設施主要由濕地、跑步道、草坪廣場和游戲廣場等雨水可滲入的設施組成。通過人造龜背式地形，雨水通過植草溝排入低洼地帶。雨水在低洼草地中短期儲存和在滲渠中的長期儲存，保證盡可能多的雨水得以下滲，不僅大大減少了雨洪暴雨徑流，同時由于及時補充了地下水，可以防止地面沉降，從而使城市水文生態系統形成良性循環。濕地周邊水生植物茂盛，坡面上做了綠化，在保持良好凈化作用的同時使景色清新自然，周圍堤岸上設計了運動跑道，吸引近居民和兒童前來休閑、玩耍。

在枯水期，新創湖是某市新區整個調蓄設施中唯一的親水區域，人們可以到這里來散步、娛樂和休閑；在豐水期，當暴雨來臨時，警報提醒游人疏散，此時的游戲廣場、草坪廣場作為雨水調蓄滲透塘進行蓄水，暴雨過后儲蓄的雨水下滲，在削減洪峰流量的同時補充地下水源。

3.1 道路設計

道路豎向設計在現有地形地貌的基礎上，順應規劃雨水排水方向，人造龜背式地勢。以考慮雨污水排向，與現狀高速、河流的高程關系，地塊地下空間產生的土方平衡，初步建立城市豎向高程控制網絡，指導下層次城市道路單項工程豎向設計，滿足城市防洪要求、道路排水坡度要求。

3.1.1 豎向與平面布局

豎向規劃在原有地勢的基礎上結合海綿城市建設要求人造道路坡向，充分利用地塊地下空間土方，避免大的土石方工程。結合平原城市的地形特點，道路的縱向坡度控制在3%以下。

3.1.2 豎向與道路排水

規劃道路縱向坡度控制在0.3%～3%，整體地塊中間高，周邊低，使得地塊內雨水能靠地表徑流匯集至地塊周邊綠廊，排入新創湖，豎向高程模型圖如圖1 所須嚴格按照規劃執行，每個交叉口需進行交叉口的豎向設計，保證雨水排放順暢，避免交叉口順接時縱坡不滿足相關規范要求。道路橫向坡度為1.5%～2.0%。

圖1 豎向高程模型圖

3.2 海綿城市設計

3.2.1 生態濾溝

本次設計將道路兩側分隔帶作為生態濾溝進行雨水利用，生態濾溝主要收集主路及輔路路面雨水進行滯留、下滲。當雨量過大時，多余雨水溢流排入溢流井，通過過路雨水暗管就近排入道路紅線外植草溝, 生態濾溝布置圖如圖2 所示，生態濾溝類型及功能劃分如表1 所示。

圖2 生態濾溝布置圖

表1 生態濾溝類型及功能劃分

本次設計采用轉輸型植草溝分為支溝、干溝2 種規格。植草溝均采用梯形斷面，設計邊坡系數均為m=3.0。支溝設計底寬為0.3m，有效水深為0.3m，設計頂部寬度為3m；干溝設計底寬為0.4m，有效水深為0.4m，設計頂部寬度為3.7m。

3.2.2 路緣石進水口

為使路面雨水快速匯流入綠化帶內，本次設計在路緣石與路面齊平，避免雨水集中進入綠化帶對慮溝內的種植土進行沖刷。

3.2.3 植草溝轉換井

為實現過街暗管、蓋板溝與植草溝的相互連接，本次設計在植草溝需要過街處或轉彎處設置過街轉換井，轉換井采用混凝土結構。

支溝過街轉換井設計平面尺寸為2.2m×0.8m，設計井深為1.0m。轉換井設置4×D300mm 過街暗管，管底埋深為-0.66m。轉換井與植草溝相接一側設置1.2m×0.3m 過流孔，過流孔外壁設置攔污格柵，柵條間距30mm。

干溝過街轉換井設計平面尺寸為2.6m×0.8m，設計井深為1.1m。轉換井設置4×D400mm 過街暗管，管底埋深為-0.76m。轉換井與植草溝相接一側設置1.6m×0.4m 過流孔，過流孔外壁設置攔污格柵，柵條間距30mm。

3.2.4 雨水花園

雨水花園主要接公交站臺上游植草溝轉輸雨水，就地消納，存蓄，滯留，凈化，過量雨水轉輸排入公交站臺下游植草溝。

本次設計雨水花園均采用梯形斷面，設計邊坡系數均為m=0.5。設計底寬為1.24m，有效水深為0.3m，設計頂部寬度為3m。雨水花園下設400mm 厚種植土層，種植土滲透系數≥1×10-5m/s；下設250mm 厚礫石（碎石）填料層；填料層下設防滲土工布防護；底部采用素土夯實，壓實度≥0.94[2]。

3.2.5 下沉式綠地

本次設計在道路中分帶及道路交叉口較大的安全島內設置下沉式綠地，下沉深度0.15m，就地消納自身范圍內雨水。

下沉式綠地控制邊坡系數m≥3，采用植物纖維毯護坡（搭接寬度不小于300mm）。

3.3 植物配植

轉輸型植草溝植物配置應優先考慮設施的功能性，轉輸型植草溝應選擇滿鋪草坪，最大限度地實現雨水徑流的轉輸。滯留型植草溝有滲透、滯蓄、凈化雨水徑流的作用。

植物配置應遵循以下原則：（1）選用植物應具有良好的抗沖刷能力（設計流速0.4～0.6m/s）；（2）選擇鄉土樹種為主的植物，提高植物成活率；（3）選擇具有耐水濕、耐澇、耐旱等生長習性的植物；（4）選擇吸收能力強，對徑流污染物有一定的凈化效果的植物，特別是氮、磷的去除；（5）應兼顧設施功能和景觀效果，選擇有觀賞性，滿足景觀效果的植物。

4 結語

海綿城市建設能在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護，有效緩解城市內澇，同時對水生生態的恢復和修復將起到積極作用，是城市可持續發展的必要措施。