“海綿城市”理念在市政道路設計中的應用

林杭超

（廈門中平公路勘察設計院有限公司， 福建 莆田 351100）

1 海綿城市的概念

海綿城市，是主打城市基建與自然生態完美配合的新一代城市雨洪管理概念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性并起到緩沖作用。下雨時吸收水、存儲水、參透水、凈化水，需要時將存儲的水釋放出來并加以利用，實現雨水在城市中的內循環和轉移利用，緩解城市內澇和熱島效應。海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，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中的存積、滲透和凈化，促進雨水資源的再利用和生態環境保護[1]。

2 海綿城市理念的重要性

2.1 有利于促進生態環境的改善

隨著我國城市化的高速發展，城市人口加劇，人們的生活水平的不斷提高，出行方式多樣化發展，城市中垃圾的產生速度也越來越快，對城市的生態環境提出新的挑戰。通過海綿城市的概念進行城市道路的基礎設施設計建設，能夠改善城市環境，防治生態環境繼續惡化等問題，使城市更宜居。

2.2 有利于水資源的合理利用

海綿城市理念中關于道路設計的主要思路是解決城市的蓄水、排水問題。在城市道路的設計時結合實際情況將水資源綜合利用，提高蓄水、排水系統的效率，防止出現城市內澇。與此同時，為緩解城市蓄水、排水壓力，提升水資源二次利用率，可對現有的或者新增的蓄水、排水系統進行改造升級，這樣既能防止內澇，也能解決水資源日益匱乏的現狀，有效地提升城市水資源調節能力[2]。

3 海綿城市理念在工程設計中的應用

3.1 工程概況

莆田市磐龍山莊片區位于荔城區西天尾鎮西南部，西天尾磐龍山莊配套路網一期及綠化的建設是完善莆田市城市路網的迫切需要，一定程度上彌補了片區道路密度低、路況差的問題，是片區合理的、具有特色的道路網絡建設重要的一部分。路網工程位于莆田市荔城區西天尾鎮，新建后卓路、慶豐路、后卓北路、后卓南路。道路總長度2.026公里。其中，后卓路道路長度535.183m，寬度30m；慶豐路道路長度721.763m，寬度24m；后卓北路道路長度254.325m，寬度18m；后卓南路道路長度514.789m，寬度18m。建設內容包括路基工程、路面工程、交通設施工程、市政管網配套工程、路燈工程、綠化工程、涵洞工程等。

3.2 綠化帶設計中的應用

在設計綠化帶時，相關設計人員應當基于“海綿城市” 理念，根據工程現場地形情況合理規劃綠化帶。可運用下沉式的綠化帶設計方案，即保留一定的凹陷空間存蓄雨水，同時要讓雨水滲透到地面之下，進行微型水循環。其良好的透水性且所需投資較少，對道路雨水分流凈化起到至關重要的作用，其示意圖如圖1所示。（1）做好城市降水規律分析計算，合理設計綠化帶下沉的高度、雨水滲透綠化帶土壤的速度、道路的分流坡度等，盡可能的減少綠化帶的整體高度，進而讓綠化帶周圍的雨水得以匯入綠化帶中。（2）通過裝置滲透管、碎石層和粗砂種植土換填等方法進行操作，這種方法不僅能保障水體的滲透速度，又能保障水體的清潔性，提高綠化帶的蓄水、過濾功能。（3）采取增強自然水體的排存效能。根據綠化帶的地形、結構，設置明溝等方法安排緩、排、滯、蓄措施，合理設計疏導體系。（4）安裝溢流體系，為了增強澇時排水功能，將雨水管道連接到排水管道。從而達到在非雨季能夠進行雨水儲存，在雨季時由市政管網排出雨水[3]。

圖 1 綠化帶滲排水示意圖

3.3 透水磚設計

在海綿城市理念下，為有效解決熱島效應，透水路面鋪裝應運而生，如圖2所示。采用孔隙率高的路面結構層，結合與之相適應的排水系統，讓雨水能較為快速地滲入路面鋪裝結構層，并通過鋪裝結構層對雨水進行過濾和儲存。可在雨季對雨水進行暫時的保存，降低區域范圍內在雨季的水澇災害，具有良好的經濟和社會效益。透水路面鋪裝可根據荷載條件等情況合理選用透水磚等材料來對人行道進行鋪設。采用透水鋪裝可在雨季對雨水進行暫時的保存，降低區域范圍內在雨季的水澇災害，具有良好的經濟和社會效益[4]。

圖 2透水磚路面設計圖

3.4 路緣石設計

路緣石也是道路邊緣的一項關鍵輔助排水設施，路緣石主要有立緣與平緣兩種類型，其中立緣石稍高于地表，雨水能夠直接漫流到立緣石內側雨水口內。同時也可以考慮將雨水口與立緣石結合，設置聯合式雨水口，進一步增加雨水收集能力；平緣石則和周圍地表高度相同，可以讓雨水直接漫流到綠化帶內，主要設置在非機動車道內側，使綠化帶快速收集人行道、非機動車道地表徑流雨水，最大限度地積存、滲透和凈化市政道路區域的雨水[5]。

3.5 路肩邊溝設計

在以往傳統的道路水泥混凝土邊溝中極易發生堵塞，美觀性和雨水凈化功能都較差。所以在運用“海綿城市”理念進行道路設計時，可以采取設置植草溝的方法進行處理。即在路肩邊溝內種植景觀性的綠植，不僅可以對雨水進行有效收集，還可以發揮其對雨水的輸送、凈化以及排放等作用。植草溝通常設置于公路兩側，在實際設計時要根據兩側地塊性質進行統籌考慮，盡量在兩側公共綠地中結合道路條件、環境條件、景觀條件等設置植草溝，同時做好植草溝的日常維護保養工作[6]。

總體上看，，西天尾磐龍山莊配套路網一期及綠化采用海綿城市理念進行道路的設計，解決城市內降水、排水問題，提高城市里雨水收集與存儲、凈化能力，有效預防城市內部產生熱島效應和洪澇災害，對存蓄的雨水進行二次利用，解決枯水期水資源短缺問題。對道路的吸水、蓄水、滲水、凈水有了較為理想的效果，提高了道路服務水平，取得了較為理想的效果。

4 關于海綿城市理念下市政道路設計的幾點建議

4.1 完善法律法規以及科學管理制度

海綿城市建設部是一朝一夕能夠實現的，需要長期的堅持，很多年以后才會有所成效。那么政府部門應當盡量完善海綿城市理念下市政道路建設的法律法規，并成立專門的監督管理部門執行到位，保證市政道路規劃設計和施工建設得以高效完成，同時又能提升對市政道路的監督管理。

4.2 加強公共管理

政府投資建設市政道路的初衷就是為了城市發展，改善交通環境，方便市民出行，那么在規劃設計市政道路時，應當結合“以人為本”的理念對城市的資源進行分析、調查、整理，合理的運用各種短缺資源，制定符合城市未來發展的方案。因此對于市政道路設計安排，應當建立公眾參與諫言的機制，讓城市居民有一定的發言權，能夠積極的參與到城市道路設計和建設制定當中。如果僅僅是相關政府單位進行規劃安排，又或者是以政府單位為主導，但沒有城市居民的意見為依據，或許就會導致道路最終實用性不足的問題，從而使城市道路設計出現片面化，導致由于資源分配不均造成政府和公眾之間矛盾的發生。所以城市市政道路設計的實施和監管都應該讓城市公民參與其中。

4.3 加強數據監控

隨著物聯網和5G技術的成熟，建立基于海綿城市理念下的城市在線水循環數據監控平臺，實時對城市雨水、泄洪以及水資源再利用等各個環節進行跟蹤接收，將所有設施通過物聯網鏈接成為一個整體，進行統一管理和功能調配。利用收集的地理空間信息和數據，為決策者提供直觀有交互性的可視化平臺。不間斷地對水流量進行監測，根據實時情況安排泄洪等任務，互聯共通地表上的與地下的水資源流量數據。在城市排水管網、河道、蓄水池等地安裝部署各種類型的傳感器，采集準確的數據，決策者能夠對整個城市的水循環輕松掌控，并能對可能出現的災害做出準確的預估和預防。通過對實時動態采集各類數據分析、處理，達到對海綿城市的總控制效果和目標，實現城市排水、用水以及水體、水環境監控的智能化管理。

5 結術語

市政道路是城市基礎設施建設的重要組成部分，在城市化快速發展的當下，人居環境與城市擴展之間的矛盾日益突出，城市所需的資源也日漸枯竭，多種因素制約著城市發展。因此，必須解決資源配置不合理與環境嚴重污染的問題。基于此，海綿城市理念應運而生，通過規劃設計解決城市內降水、排水問題，提高城市里雨水收集與存儲、凈化能力，有效預防城市內部產生熱島效應和洪澇災害，對存蓄的雨水進行二次利用，解決枯水期水資源短缺問題。當然，這并非朝夕之功，需要我們在城市市政道路建設的過程中，時刻堅持“海綿城市”理念，結合城市降水特點、城市的道路安全運行需求的實際條件，綜合考慮建設投資的經濟性價值，盡量降低城市市政道路海綿城市輔助設施的建設成本，提升單位成本下的城市道路運行安全性與環保價值，為城市道路提供健康發展的條件。