低影響開發（LID）下的城市互通立交排水設計

張 潔，姜 晗

（西安市政設計研究院有限公司，陜西 西安 710068）

0 引言

城市立交工程作為城市快速發展的需要，對緩解城市交通運輸壓力起著至關重要的作用，而城市立交排水更是保障城市交通正常運行的重要因素，他直接關系到了立交使用過程中的安全性。傳統立交排水通常是利用路面橫、縱坡產生徑流雨水，然后通過雨水口收集排至市政雨水管道，而低影響開發下的排水設計是突破了傳統的“以排為主”的城市雨水管理理念，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等海綿城市技術措施，實現自然積存，自然滲透的綠色排水方式。

1 低影響開發技術與設施

低影響開發（LID）是一種強調通過源頭分散的小型控制設施，維持和保護場地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數增大、面源污染負荷加重的城市雨水管理理念[1]。主要包含：植物淺溝、下凹式綠地、生態滯留池、綠色屋面、地下滲蓄、透水鋪裝等設施。

我們收集了國內外評價較好的市政工程常用的低影響開發技術設施，列舉于此，目的在于為項目實施的相關設計單位提供思路，經過各種方案比較，不僅達到雨水徑流控制的要求，也能起到較好的景觀美化作用，降低城市硬化對氣候的影響，有效減輕“熱島效應”，改善生活辦公環境。

（1）生態植草溝

生態植草溝（又叫植物淺溝）見圖1，是一種生態的地表淺層排水方式，通常在綠地或綠化帶內建設，淺溝內種植灌木、地被植物等，徑流雨水通過下滲、經植物過濾進行凈化和削減的工程措施。可以依靠沉淀、滲透及其吸附功能將雨水中的污染物過濾掉，洼地的坡度盡量緩，其表面植被密度較大，可達到良好的使用效果。

圖1 生態植草溝

（2）下凹式綠地

下凹式綠地通常是指地表高程低于周邊道路地面高程一定深度，可用于雨水調蓄和凈化初期雨水的綠地，通常利用現狀或規劃道路綠化隔離帶，將其改造為下凹式綠地或低勢綠地，徑流雨水流入綠地后優先進行蓄滲，主要以雨水下滲為主，超量徑流再進入市政雨水管道中。這不僅可以減少城市洪澇災害，還增加了土壤的雨水入滲量，豐富了地下水資源，凈化了水環境，給城市發展帶來了重要的意義。

（3）雨水花園（生態滯留池）

雨水花園是通過利用地表的自然凹地或人為打造淺洼地型，種植本地的水生、濕地植物、通過吸附、滲透和過濾等原理對降落在不透水表面的雨水進行控制利用，不僅達到了良好的景觀效果，還對初期雨水進行了有效控制。

雨水花園的特點：削減雨水徑流量、減少雨水外排；改善雨水徑流水質，減少水體污染；下滲雨水，涵養地下水；增加土壤滲透面積，有效減輕“熱島效應”。

（4）透水鋪裝

透水鋪裝是指可滲透、滯留或滲排雨水并滿足一定要求的地面鋪裝結構[2]。透水鋪裝按照面層材料不同，可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝等。

2 酒十路立交排水設計應用

2.1 項目概況

酒十路（咸寧東路—高樓路）位于西安市浐灞生態區（B區）內，是一條南北走向的城市主干路，道路全長1 225.961 m（含一處互通立交），規劃紅線寬60 m，瀝青混凝土路面，為新建道路。立交形式為：酒十路主線上跨韓森路，為苜蓿葉式全互通立交，分為兩層：下層為現狀韓森路，上層為酒十路，為使酒十路與韓森路全互通，設置8條單向匝道，2條雙向匝道，見圖2。

圖2 酒十路立交總體布置圖

2.2 設計理念

城市互通立交是將城市道路之間聯系起來的重要樞紐，常用為苜蓿葉形互通式立交，一般需占用較大面積的用地，在匝道與主線之間形成開闊的空間，通常種植綠化營造景觀效果[3]。傳統情況下，我們會將立交范圍內空地場平為中間高，兩邊低，降雨時，雨水順地勢快速向四周排出，然后通過路面雨水口收集排至市政雨水管道。

而“低影響開發”下的立交排水系統則是改變了傳統的收水方式，在立交范圍內綠地制造微地形，通過建設生態滯留池，使立交范圍內雨水通過采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的立交排水系統[3]。降雨時，立交匝道路面雨水通過道路橫坡沿下沉式路緣石排至綠地內，進入綠地內雨水首先自然下滲，過量雨水根據地勢排入生態滯留池進行蓄存，同時在生態滯留池內設置溢流式雨水口將過量雨水排至市政雨水管道。

2.3 立交雨水量計算

城市立交排水工程設計應遵循高水高排、低水低排的原則，滿足工程實際條件，其雨水量計算與城市道路雨水管道計算方法一樣，只是在各別參數的取值上有所不同。

2.3.1 雨水量計算公式

式中：Q為雨水設計流量，L/s；q為暴雨強度公式，L/（hm2·s）；Ψ為綜合涇流系數，橋面及匝道為0.9，其余路段為0.6；F為匯水面積，hm2。

2.3.2 暴雨強度公式

采用2016年《西安市城市排水（雨水）防澇綜合規劃》推導的最新暴雨強度公式）。

式中：q為暴雨強度，L/s·hm2；P為設計重現期，上跨韓森路立交段P=20 a，其余路段P=3 a；t為降雨歷時（min），t=t1+t2；t1為地面集水時間，橋面及匝道t1=2～9 min，其余路段t1=5～15 min；t2為管內水流時間。

3 設計要點

3.1 生態植草溝

將立交主線3 m、6 m寬側分帶設置為生態植草溝，地面徑流雨水沿道路橫坡分別流入道路兩側側分帶內，在側分帶內經滲、滯后，超量雨水溢流進入溢流式雨水口，最后通過雨水口連接管排入設計雨水管道。要求非機動車道及機動車道兩側每隔20 m設置一處開口路緣石，開孔寬度64 cm，路緣石底面與路面相平，以便路面雨水流入綠化帶，開口路緣石入口處鋪設卵石層防止泥土沖刷。為防止下沉式分隔帶內雨水下滲破壞道路路基，車行道路基外側設置防水復合土工膜，見圖3。

圖3 生態植草溝

3.2 生態滯留池（雨水花園）

將立交匝道范圍內綠地人為制造凹地，設置為生態滯留池，圖中陰影面積為生態滯留池，見圖4。除A2、B2匝道坡向人行道通過雨水管道收集外，其余6條匝道（A1、B1、C1、D1、C2、D2）全線設置為下沉式路緣石，坡向綠帶，路面徑流雨水通過橫坡流入綠地，經下滲、滯留、利用（植物吸納）等方式充分消納，過量雨水溢流進入溢流式雨水口，最終排入市政雨水管道。

圖4 生態滯留池總平面圖

3.3 溢流式雨水口

酒十路A1、B1、C1、D1、C2、D2匝道圍合區域內道路工程已按排水要求進行了場平設計，形成了下凹式綠地地形。根據場平設計，溢流式雨水口位置布置在高于地勢最低處約0.5 m的等高線上，使綠化帶中有一定的蓄水區域，發揮地形滲蓄功能，減少地面徑流量。

綠帶內雨水口采用環保型溢流式雨水口（具備防堵塞功能），雨水口高度應高于周圍綠地0.15 m，在雨水口四周0.3 m范圍內鋪設卵石，防止泥沙沖進雨水口。

4 結語

本文以酒十路互通立交排水設計為例，簡要介紹了在項目在低影響開發下，根據實際地形，合理利用低影響開發技術，提升雨水綜合消納能力，減輕“熱島效應”、城市內澇和徑流污染問題，還創造了宜人的生態景觀。當前，“海綿城市”建設理念在全國大范圍內進行試點，技術標準圖集及實用技術手冊等一系列技術指導文件逐步頒布，我們應積極總結經驗和教訓，把海綿城市建設理念更廣泛的應用在市政項目中，將我國打造為一個生態宜居的生態化強國。