“海綿城市”理念在市政道路給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蔣秀榮

（煙臺(tái)市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 煙臺(tái)264003）

1 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市建設(shè)過(guò)程中內(nèi)澇、水資源短缺、雨水徑流污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻【1】。為了從根源上緩解這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的合理利用，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的城市生態(tài)環(huán)境，建立新型雨水排放系統(tǒng)，提出了“海綿城市”的理念。該理念已經(jīng)逐步應(yīng)用于城市發(fā)展的各個(gè)方面，在城市道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用“海綿城市”理念，可以讓城市的道路與周邊的環(huán)境更好地進(jìn)行結(jié)合，在下雨時(shí)能夠表現(xiàn)出良好的吸水、蓄水、滲水、凈水功能，在面對(duì)自然災(zāi)害和適應(yīng)環(huán)境變化方面表現(xiàn)出良好的“彈性”，為現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)【2】。

2 海綿城市理念的基本內(nèi)涵

海綿有2 個(gè)特征，分別為力學(xué)特征和水分特征。其力學(xué)特征是指海綿本身在受力過(guò)程中的回彈、壓縮、恢復(fù)等性質(zhì)；水分特征是指海綿與水作用時(shí)的吸水、保水、釋水等性質(zhì)。所謂“海綿城市”是借用“海綿”的特征來(lái)比喻城市吸附功能的一種形象表達(dá)。海綿城市在面對(duì)外界的不利環(huán)境影響時(shí)會(huì)表現(xiàn)出良好的彈性，在豐水期，海綿城市可以及時(shí)吸收多余的水分，并將其存儲(chǔ)；待枯水期，海綿城市則將之前存儲(chǔ)的水釋放實(shí)現(xiàn)再利用。從城市雨水管理角度來(lái)看，海綿城市與傳統(tǒng)的“以排為主”的理念不同，它是一種可持續(xù)的城市建設(shè)模式，通過(guò)滲、滯、蓄、凈、用、排等多種生態(tài)化手段，使整個(gè)城市更加容易適應(yīng)新的環(huán)境。

3 海綿城市理念下的道路排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在長(zhǎng)期的建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，城市的道路路面部分采用瀝青混凝土和水泥混凝土，這些材料的滲透性較差，導(dǎo)致無(wú)法使地面的積水及時(shí)下滲，這是造成城市出現(xiàn)洪澇災(zāi)害的首要原因。因此，基于海綿城市的理念，在選擇道路路面材料時(shí)有著更高更為特殊的要求。關(guān)于機(jī)動(dòng)車(chē)道需要依據(jù)車(chē)輛類(lèi)型、數(shù)量以及水污染程度來(lái)確定透水材料，使地表與道路能夠有效連通在一起。對(duì)于人行橫道則可以不考慮水污染的因素，采用全透水鋪磚。行車(chē)道在設(shè)計(jì)時(shí)路面材料可以采用透水型瀝青，使得路面上的積水可以快速地滲入預(yù)留的排水管道中，再由排水管道將水匯入儲(chǔ)水設(shè)施中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)再利用。應(yīng)采用透水性好的材料作為路基壓實(shí)材料，避免面層水下滲后滯留于面層、基層之間，能夠快速滲透至下部自然土體內(nèi)。

目前使用的主要透水性材料有：透水性水泥混凝土、透水性瀝青、透水磚等，如圖1 所示。

圖1 海綿城市路面排水常用鋪裝材料

4 海綿城市理念在市政道路排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 道路橫斷面設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的城市道路橫斷面設(shè)計(jì)方法是通過(guò)橫向坡度讓其向外傾斜，也即道路斷面的中間高兩側(cè)低，讓雨水匯集在道路兩側(cè)的雨水篦子處，之后再讓雨水流入雨水管道系統(tǒng)，該種形式的綠化帶往往高于行車(chē)道。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式不同，當(dāng)考慮海綿城市理念時(shí)，則會(huì)將道路路緣石放置于與行車(chē)道齊平的位置，將綠化帶做成低于路面形式。在這種情況下，路面上的積水會(huì)首先排入凹型的綠化帶中，待綠化帶中的土壤完全飽水之后，再將多余的積水通過(guò)篦子排入雨水管道系統(tǒng)之中。為了可以更加方便地集聚路面積水，雨水主管道可以設(shè)置為滲井形式，同時(shí)，收集到的雨水還可以通過(guò)滲井進(jìn)入更深層來(lái)補(bǔ)給地下水。目前，國(guó)外的地下管網(wǎng)系統(tǒng)大多都可以同時(shí)處理污水和雨水，這樣，不僅可以節(jié)約一定的地下空間，而且也對(duì)地鐵的運(yùn)行造成阻礙。因此，在國(guó)內(nèi)對(duì)地下官網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)可以借鑒國(guó)外的這種模式。對(duì)于處于郊區(qū)的管道系統(tǒng)，為了能夠更高效地處理積水，則可以采用分離式的方式。例如，國(guó)外的一些公園和四周的住宅聯(lián)系在一起，在公園的周?chē)⒘怂颉竦亍⑼杆疁系赖龋@樣操作不僅達(dá)到雨洪調(diào)蓄、凈化生態(tài)元素的目的，還從整體上提升防洪治澇能力。對(duì)于一些舊道路改造的項(xiàng)目，為了最大限度地減少對(duì)道路基本功能的影響，對(duì)道路橫斷面和雨水徑流流程可做如下優(yōu)化處理：

1）全面考慮道路路面與周邊綠化帶在高程起伏上的關(guān)系，對(duì)道路的橫坡坡向、坡度進(jìn)行優(yōu)化處理，使得路面的積水更加便于匯集于綠化帶之中；

2）將側(cè)綠化帶的高程下移與路面平齊或略低于路面，并在綠化帶周?chē)贾美鴾粼O(shè)施，防止垃圾污染綠化帶；

3）中央綠化帶雨水必須經(jīng)過(guò)污染物凈化系統(tǒng)凈化之后方可匯集進(jìn)入市政雨水管道。

4.2 道路景觀的設(shè)計(jì)

道路的綠化帶在城市中起到了很大作用，不僅可以緩解行車(chē)中的視覺(jué)疲勞，還能起到凈化汽車(chē)尾氣的功能。綠化帶與道路所在區(qū)域的氣候條件有較大的關(guān)系，因此需要遵循因地制宜的原則，緊密結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等情況合理地選擇植物。應(yīng)當(dāng)著重區(qū)分新型綠化帶和傳統(tǒng)道路綠化帶參數(shù)，設(shè)置參數(shù)時(shí)要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，全面考慮當(dāng)?shù)氐耐寥篮秃樗畼?biāo)準(zhǔn)的差異性，為了更好地到達(dá)排水與儲(chǔ)水的目的，新型道路參數(shù)往往要高于傳統(tǒng)的道路。根據(jù)海綿城市理念，可以將道路設(shè)計(jì)成中央綠化帶模式，將雨水合理排放到綠化帶中。另外，還可以將碎石溝設(shè)置在綠化帶的下方，更加有效且高效地收集多余的積水。在貯存雨水方面，道路可以采用分隔綠化帶，并對(duì)綠化帶進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，充分利用綠化帶的植物，優(yōu)化設(shè)計(jì)水流的流向和方式，雨水部分流入綠化帶內(nèi)，節(jié)省人工對(duì)綠植的澆灌。

4.3 路面停車(chē)場(chǎng)的設(shè)計(jì)

與人行道類(lèi)似，城市停車(chē)場(chǎng)的路面也可以采用透水性比較好的透水磚，在雨量較大的天氣，雨水可以通過(guò)透水磚直接滲入路面以下。除此之外，透水磚表面較為粗糙，能夠增大輪胎與地面之間的摩擦力，減少汽車(chē)打滑，進(jìn)而在一定程度上減少了交通事故的發(fā)生。對(duì)于室外停車(chē)場(chǎng)，也可以采用嵌草透水磚，通過(guò)植物和土壤的吸水性間接地提高了停車(chē)場(chǎng)地面的透水性。

4.4 其他

在雨水工程的構(gòu)筑物中，雨水井的設(shè)計(jì)要有足夠大的承載能力和過(guò)水能力，必須選擇合適的雨水井的大小尺寸。在管材選用中，選擇環(huán)保型管材，同時(shí)，要有足夠厚度的砂石基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)【3】。

基于海綿城市理念的道路雨水排放流程如圖2 所示。

圖2 基于海綿城市理念的道路雨水排放流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了海綿城市理念的重要性及其在道路設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用，主要得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論：

1）海綿城市是一個(gè)系統(tǒng)的理論，不單單是對(duì)水的儲(chǔ)存，還有包括對(duì)水的處理和凈化；

2）目前，海綿城市理念在道路設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用主要有道路路面材料選擇、道路橫斷面設(shè)計(jì)、道路景觀設(shè)計(jì)以及路面停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)等方面；

3）海綿城市理念應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)優(yōu)化中能夠大大減少路面的徑流污染，并且可以實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用；

4）海綿城市的理念在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不是短時(shí)間內(nèi)就能完成的，需要逐步完善實(shí)現(xiàn)。