“海綿城市”在市政道路設計中的應用研究

崔欽善

（廣州市市政集團設計院有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

現代社會人們的生態環保意識越來越強，對于自身所生活城市的要求也越來越高。而市政道路作為每個城市中最為基礎的公共設施，其設計方面的合理性與人們日常生活息息相關。因此在對市政道路進行設計時，要以環保為前提，在其中融入海綿城市設計理念，下文便對其設計要素、設計原則進行說明。

1 海綿城市在市政道路中的設計要素

市政道路設計中，應用海綿城市理念的設計要素有4個方面，分別為滲透、蓄水、滯留、凈化，具體如下。

（1）滲透。在當前推進城市化的背景下，各個城市中高樓矗立，瀝青柏油公路也成為常態。由于綠化面積逐年降低，城市自身的滲水能力也在下降，適逢雨季，雨水只能流入下水管道，這便造成了水資源的浪費。而且若降水量過大，無法短時間利用下水道將雨水排干，極有可能造成內澇。因此，海綿城市在市政道路中的核心設計要素便是增強滲透能力。

（2）蓄水。為秉承生態環保的設計理念，在對市政道路進行設計時，應當著重考慮到水資源的循環利用問題。而且蓄水功能還能加速城市排水，降低內澇問題發生的概率。可以說，該項功能是海綿城市的標志性功能。

（3）滯留。滯留指的是人為改變雨水的流向以及在某片區域的滯留時間，可以通過相關設計，對雨水的流動速度以及流量進行控制，緩解短時間內大量降雨產生的排水高峰，還能夠給植物、綠化區域帶來充足的水分，進而達到節約灌溉水資源的目的。

（4）凈化。凈化是海綿城市中的核心功能，此項功能在雨水回收利用方面可以起到極為重要的作用。但此項功能具有一定針對性，當前常用的凈化方法為生物凈化法以及土壤凈化法。生物凈化法指的是在一些海拔高度較低的區域，有目的性地種植一些特定的植物、培養特定的微生物，以此提高該片區域蓄水、滲水的能力，最后利用生物完成雨水的凈化。但此種辦法需要結合實際情況進行使用，并考慮到所在地區的降水量以及生物的耐淹能力。土壤凈化法較簡單，是利用土壤自然滲透實現雨水凈化，再通過蓄水池取出用于綠化灌溉、城市澆灑等。

海綿城市設計要素為滲透、蓄水、滯留、凈化，在市政道路設計中，要著重考慮這四個方面，將其應用其中，從而達到合理利用水資源、緩解城市內澇的目的。

2 海綿城市在市政道路中的設計原則

海綿城市設計理念一經提出在各界取得較大反響，此項理念不僅可以緩解我國諸多城市頻繁發生的內澇問題，還能將降水凈化后收集，用于綠化、灑水、灌溉、生活用水等，大大緩解了相關部門的供水壓力，也符合當前可持續發展戰略。由于市政工程與其他工程存在差異，所以在應用海綿城市設計理念時，應當遵循以下4點原則。

（1）經濟性原則。因市政工程需要城市財政進行支付，若超出政府預算，會給政府帶來較大的資金壓力，進而影響城市正常運轉，所以，在將海綿城市設計理念融入市政道路中時，要在保證工程質量、進度的基礎上，最大限度降低工程造價，從而達到降低城市財政壓力的目的。

（2）生態性原則。海綿城市設計理念便是基于生態、環保所提出的，所以在應用過程中，遵循生態型原則極為重要。因此，在對市政道路進行設計時，不但要考慮到道路自身的吸水性、滲透性、滯留性，還要對綠化、道路景觀以及鋪裝等進行綜合考量，最大限度提高市政道路的生態價值。

（3）因地制宜性。我國國土面積極為廣袤，各個地區的氣候、地質條件均存在較大差異。所以，在對市政道路進行設計時，設計人員要結合城市所在地區的實際情況進行綜合考量，以科學合理為根本原則對道路進行設計，并確保該項設計具備一定針對性，能夠對城市發展、水資源節約提供良好的保障。

（4）預先性原則。就市政道路而言，作為城市的基礎設施，很可能建設完成后十幾年甚至幾十年都不會更換設計，即便有所修改也都是小范圍進行修改。所以，在將海綿城市設計理念融入市政道路設計中時，設計人員要確保其可以在未來至少幾十年均能發揮作用。從該角度看，設計人員在進行設計前，必須要做好前期的勘察工作、并運用目前最為先進的相關技術，對城市未來的發展方向以及氣候變化趨勢進行預測，并將此點作為參考依據，確保參數的合理性，以此種方式增強海綿城市的預先性[1]。

3 海綿城市在市政道路設計中的應用措施

3.1 工程概況

為說明海綿城市設計理念在市政道路設計中的具體應用措施，本文以某市市政道路工程為例，對其中具體應用措施進行分析。該城市為海綿城市試點城市，試點區域為20km2，核心施工區域為齊山大道北段，此段道路全長1600m，紅線寬度為60m。施工前存在多處積澇點以及安全隱患，雨水污染問題較為嚴重。該項目的實際需求為以下3個方面。

（1）在設計排水系統時，要在該城市自然條件的基礎上對該道路進行整改，進而提高對水資源的利用率，實現水資源的積存、滲透以及凈化。

（2）充分運用海綿城市的相關技術，構建新型排水系統，徹底解決該道路積澇問題，具備應對三十年一遇暴雨的能力[2]。

（3）該工程必須要體現生態理念，在對雨水系統進行改造時，必須要兼顧景觀。

3.2 設計方案

齊山大道被中段的過河橋一分為二，北側地勢較低且平坦，南側地勢先緩后急，其排水方式為通過機動車道與非機動車道中間存在的排水溝排向濕地。為方便論述，下文將北側作為A段，南側作為B段。

3.2.1 A段源頭控制方案

A段機動車道寬為11m，非機動車道寬為4m，人行道寬為3m，綠化帶寬為15m。

該段改造方案為：將原有機動車豎向排水溝進行保留，并封閉其他排水溝。在機動車道與非機動車道中間建設寬度為1m的隔離帶，在隔離帶內部每隔10m切割一個長40cm，寬15cm的明溝，當降水量較大時，機動車道內的積水便可以流向非機動車道以及人行道，最終進入道路兩側的綠化帶。在兩側綠化帶中設計滯蓄型草溝（圖1），此處可對雨水起到傳輸作用，傳輸至兩側的雨水花園中進行儲存。其中草溝的蓄水深度設計約為10m，雨水花園的蓄水深度設計約為15m，以此種方式減少植物被雨水淹沒的時間。草溝位于人行道遠離機動車方向3m處，并在5m后設置雨水花園，需要注意的是雨水花園應當在沒有樹木遮擋的地方，并在建設過程中盡可能降低對周圍現有植被的破壞。

圖1 滯留型草溝設計

此方案中關鍵技術為雨水花園，其內容如圖2所示。主要由三方面構成，分別是蓄水層、溢流口以及種植層。其中蓄水層的作用是存儲間斷出現的積水，并將積水中存在的沉淀物以及雜物進行排除。此部分高度設計為150mm。種植層是為植被的根系生長提供空間，同時對積水也可以起到一定過濾作用。該工程中種植層選用的是吸水性能強、理化性能好并具備一定保濕能力的沙質土壤，此種土壤中有機物與黏土含量極低，不會給積水造成二次污染。該層厚度需要以植被的品種為準，比如植被為草本植物，預留200mm便可。溢流口在雨水花園的最上方，這樣便能夠與城市的總排水管道相連接，進行統一處理[3]。

圖2 雨水花園設計

該項目中雨水花園起到蓄水、凈水的作用，不但緩解了機動車道與非機動車道的排水壓力，還利用植被改善雨水的污染。

3.2.2 B段源頭控制方案

B段道路南側坡度較大，北側為緩坡區域，西側存在緩坡綠地以及微高綠地，東側多數為低矮綠地，并在西側存在自然水塘。從該角度來看，可以說B段的本底條件較好。且道路兩側五米內基本不存在灌木以及喬木，這便為后續的改造提供了良好的條件。

B段改造方案與A段改造方案基本相同，也設置了雨水花園，存在差異的是B段設計方案在植草溝處進行了改變，并增加了雨水前置塘以及透水停車場，上述三種技術也是B段應用的關鍵技術，具體內容如下[4]。

上文提到植草溝在整體設計方案中所起到的是傳輸雨水的作用，但B段的南部坡度較大，如果采用A段的植草溝很難起到良好的滯留效果。因此，在B段中需要在植草溝間隔20m處額外設置鵝卵石，以此種方式降低雨水的流動速度，進而提升其滯留效果，其設計圖如圖3所示。

圖3 B段卵石植草溝

雨水前置塘的種類主要分為兩種，濕塘與干塘。濕塘指的是長期有水，干塘指的是只有在梅雨季節才存在水分。前置塘通常會在湖泊或河流周圍等地勢較低處設置，從而達到水位保持的目的，而干塘并不需要保持水位，因此該工程選擇使用干塘。在干塘進水口設置了相應的消能裝置，用來降低雨水的流動速度，并將其作為前置塘進水的預處理措施，該裝置能夠去除水中存在的重金屬污染，最大限度保證塘內的潔凈程度。該方案中前置塘的長寬比以及坡度比均為4:1。

由于B段道路附近存在公園，為保護人們的財產安全，將公園停車場改造為透水生態停車場，該停車場在地表選擇了硬化鋪裝，以此增強對車輛的支持力，并在硬化鋪裝下設置了透水鋪裝，所選用材料為直徑3cm的粗砂，并鋪設厚度10cm的透水混凝土、20cm厚的礫石，并選用公稱直徑為100mm的滲排管，將滲排管直接連接至雨水花園的溢流口，上述施工的整體寬度約為6m，具體施工方案如圖4所示。

圖4 透水停車場施工方案

4 結語

綜上所述，將海綿城市設計理念融入市政道路設計中可以有效改善城市內澇現象，本文以某市市政道路改造工程為例，通過分析其施工方案說明了海綿城市在市政道路設計中的具體應用措施。從該工程的應用情況來看，不論是雨水花園、前置塘、卵石植草溝、透水停車場均可以解決齊山大道的積水問題，并且雨水花園與植草溝能夠存儲大量雨水，這便緩解了城市的供水壓力以及排水壓力，完美符合生態環保的理念。