基于海綿城市背景下的城市道路優化設計

周正 王瑋

摘 要：在海綿城市建設的背景下，基于江西省萍鄉市對于城市道路建設的相關要求，以國道319五陂段改造工程為例，探索了城市道路設計與景觀設計、城市防洪排澇設計等相銜接，為進一步推進萍鄉市海綿城市道路建設提供技術支撐。

關鍵詞：城市道路;海綿城市;低影響開發

中圖分類號：U412? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0146-03

1引言

為了貫徹和落實中央精神，2014年10月，住建部印發了《海綿城市建設技術指南》，在技術層面上為各地開展海綿城市建設提供了重要指引。2014年12月31日，財政部、住建部、水利部發布《關于開展中央財政支持海綿城市建設試點工作通知》（財建【2014】838號）和《關于組織申報2015年海綿城市建設試點城市的通知》（財辦建【2015】4號），在政策和資金層面落實海綿城市建設。

2015年，萍鄉市入選國家首批海綿試點城市，2016年確定五陂鎮為海綿特色小鎮建設區域。

國道319五陂段道路工程作為五陂鎮重要的基礎設施之一，在城市發展和生態建設過程中具有舉足輕重的地位。為響應國家及相關政策法規對海綿城市建設的要求，對道路建設也就提出了新的要求。道路建設除滿足自身功能外，還需要利用自身的設施有效控制道路本身產生的雨水徑流和面源污染[1，2]。

2工程概況

2.1項目概況

國道319五陂段直接連接萍鄉市區，為五陂海綿小鎮路網中的重要組成部分，但本次改造段落現狀僅為雙向4車道的二級公路，路基寬16m，且無非機動車道、人行道，人非系統缺失。該段道路規劃紅線寬度為55m，本次改造按照《海綿城市建設技術指南》（試運行）的要求對項目道路進行試點改造。

2.2設計目標

依據《安源區五陂鎮區控制性詳細規劃》，并結合《海綿城市建設技術指南》（試運行）提出通過海綿城鎮建設，最大限度地減少城鎮開發建設對生態環境的影響，道路實現年徑流總量控制率大于80%（設計降雨量大于27.1mm），可實現3年一遇重現期下道路雨水經調蓄后安全排放。匯水區域LID設施年污染總量消減率一般可達到40%（以SS表征），依據《萍鄉市海綿城市試點建設項目建設技術要求》，319國道共需調蓄容積不低于547m3。

2.3 設計原則

（1）滿足海綿城市建設技術要求。

（2）道路LID設施以削減地表徑流及其徑流污染為主，雨水收集利用為輔助。

（3）道路LID建設不應降低道路范圍內雨水排放系統設計降雨重現期標準。

（4）道路LID建設與區域總體規劃、控制性詳細規劃以及相關專項規劃為主要依據，并與之協調。

（5）道路LID設施只負責收集道路范圍的降雨，地塊內部的雨水通過地塊內部的設施進行綜合利用，且地塊內部外排雨水通過雨水管直接匯入市政雨水系統。

3海綿城市系統設計

3.1整體方案

雨水管道主管道布置與道路路基外側約2m處，行車道、非機動車道以及人行道采用透水鋪裝。總體排水方案見下圖1。

3.2生物滯留帶設計

國道319五陂段道路紅線寬度55米，局部兩側綠化及中分帶寬度2.5～3米，生物滯留設施凈寬2～2.5米。所有生物滯留帶中的綠化配種均以滿足生長條件和景觀要求為目標。見圖2、3。

設計參數要求：

（1）排水邊溝60cm×20cm，坡度隨道路縱坡;

（2）調蓄卵石層粒徑20mm～30mm，孔隙率12%，設計底標高與車行道路基層持平;

（3）碎石盲溝20cm×20cm，內設DN150穿孔排水管;

（4）排水橫管管徑DN150，坡度隨道路橫坡，設置位置同雨水檢查井，雨水最終排至道路雨水檢查井;

（5）穿孔排水管周圍包裹透水土工布，規格為200g/m2。

（6）防滲膜布置原理：在卵石層與車行道路基之間采用防滲措施。防滲膜采用兩布一膜防滲土工膜，規格600g/m2，斷裂強度≥8.0KN/m，CBR頂破強力≥1.4KN，耐凈靜水壓0.4Mpa，并滿足相關規范及標準。

3.3路緣石進水豁口設計

生物滯留溝入流系統是生態滯留溝的一個重要組成部分，其結構可影響到生態溝的凈化效果、維護和使用壽命。目前應用較普遍的就是在路緣石上預留豁口，將徑流道路滯留溝中。路緣石攔水帶構成前三角形形式，單一橫坡淺三角形溝泄流能力用修正的曼寧公式計算：

式中：K——修正系數，0.52;

B——路緣石豁口寬度（m）;

h——過水斷面水深即豁口高度（m）。

本次設計路緣石豁口B×h=0.5m×0.1m，經計算，豁口過流能力為14L/s，大于道路排泄流量，故雨水豁口布置滿足過流要求。

3.4 道路透水鋪裝設計

透水路面結構的鋪裝，在提高人行交通舒適性的同時，收集和吸儲部分雨水。雨天能大量吸儲雨水，為道路兩旁花草樹木的生長提供水源;晴天能釋放水汽，濕潤空氣，降低路面溫度，減輕城市熱島效應，同時在一定程度上也能減輕市政排水管道壓力，提高城市抗洪能力。

在人行道下，設置6cm透水磚+3cm水泥砂漿+15cm透水水泥混凝土+30cm級配碎石。在級配碎石以下沿樹池邊線設置20cm×20cm盲溝。雨水經透水磚滲透，儲存于級配碎石內，最終通過盲溝的UPVC穿孔管收集，排入雨水口內。見圖4。

3.5環保型雨水口設計

環保型雨水口適用于低影響開發雨水設施內的超過設計降雨量的雨水收集，本次設計雨水口既要滿足傳統排水系統的功能要求，又能有效地發揮LID設施的生態理念。見圖5。

雨水口泄水量一般采用孔口出流公式或堰流公式，考慮實際使用雨水口有部分堵塞等現象，本次設計采用以下公式：

式中：W——雨水篦的進水孔口面積;

C——孔口系數，此處設計方角孔，孔口系數0.6;

h——雨水箅上水深，設計取0.02m;

K——孔口堵塞系數，取2/3;

380mm×650mm雨水口進水口面積為0.124m2

則單個雨水口設計流量為：

該雨水口雨水泄流量為31L/s。道路總面積約14400平方米，雨水口每40米設置一個。

3.6調蓄容積計算

319國道調蓄容積主要包括生物滯留帶，調蓄容積主要分兩部分，一部分為卵石層蓄水容積和矩形碎石盲溝，一部分為生物滯留帶蓄水容積，如下所示：

調蓄體積V=調蓄設施橫斷面面積×調蓄設施長度

V =（0.34+0.51x12%）×3300m=2409m?，大于547立方米。滿足本次“海綿設計”要求。

4結語

隨著海綿城市理念的迅速推廣，城市道路海綿城市設計也從觀念和理念上逐步向工程落地方面發展。結合萍鄉市海綿城市建設實踐，探討了目前城市道路海綿城市設計的主要工程措施，萍鄉市在以后的研究中應增加相應監測設備，為定量評價城市道路海綿城市建設效果提供更為直觀的數據。總之，隨著工程實踐和基礎研究的進一步開展，再配合一定的技術革新措施，城市道路海綿城市設計勢必走向一個新的高度[3]。

參考文獻：

[1]張新會.城市雨水利用的意義[J].內蒙古水利，2011，（1）：115-116.

[2]徐振強.中國特色海綿城市的政策沿革與地方實踐[J].上海城市管理，2015，（1）：49-54.

[3]王寧.基于海綿城市理念的城市道路設計方案探討[J].給水排水，2016，52（11）：27-31.