海綿城市理念在市政道路設計中的運用分析

谷昀霖

（六盤水市規劃設計研究院有限責任公司，貴州六盤水 553000）

0 引言

海綿城市是新一代的城市雨洪治理理念，它是一種靈活的城市，它可以像海綿一樣，適應各種環境的變化，并能有效地處理各種自然災害。國際上通行的“低影響發展的雨水體系建設”，即在雨天吸收、蓄水、滲水，水的凈化，對水資源的有效綜合利用。近年來，一些城市在降雨過程中出現了嚴重的積水，嚴重地危及了人們的生命和財產。這是由于隨著城市化的發展，城市的硬化建筑越來越多，在遭遇大暴雨時，大量降雨形成地表徑流，遠遠超過了城市的下水道容量，造成了城市的內澇，給人們的生活和財產構成極大的威脅。海綿城市的主要特征是利用自然條件和人為手段，建設具有一定吸收、滲透能力的設施和道路，提高雨水的釋放能力，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等技術手段，實現城市的良性水文循環，改善雨水的滲透、調蓄和凈化，城市海綿的使用和釋放能力，保持或復原。當前，在城市道路建設中，由于存在著大量的土壤侵蝕問題，造成了嚴重的生態環境損害，制約了城市的發展。海綿城市的概念是以可持續、綠色、生態學為核心，并以目前的生態狀況為基礎，盡量避免對現有的道路排水設施造成損害，合理避讓河道等自然環境，合理規劃道路，運用海綿城市的理念，促進雨水資源開發，保護生態環境。本文以平潭綜合實驗區金井灣環湖路網為研究對象，對其進行了有效的設計。

1 海綿城市理念的產生背景以及含義

近年來，隨著城市化進程的加快，城市規模不斷擴大人口也持續增加，城市的環境保護問題也隨之出現，如果水資源的過度開采，造成了水污染，會影響居民的生命和財產安全，這是一個非常重要的問題，因此，各地的政府都提出了環保的要求。海綿城市就像是一塊海綿，擁有吸收水分的能力，能夠有效地應對自然災害和環境的變化。海綿城市極具彈性，可以在雨季吸水、滲水、儲水，還能凈化空氣，在城市需要用水的時候，可以“擠”出水，然后重新使用。將“海綿城市”的概念應用到市政道路建設項目中，不僅可以減少雨水和干旱對城市的影響，而且可以給居民的生活帶來更大的方便。在海綿城市建設中，必須遵循一定的原則，在實施過程中要對自然環境進行有效的調控，既能確保防洪、排水，又能凈化、滲透、積聚雨水，確保雨水資源得到最大限度的發揮，同時也能有效地保護城市環境。而且在海綿城市建設中，要對各系統進行綜合管理，包括地下水、地表水、天然降水等，并對各環節進行有效的協調，其應用的長期性、復雜性是重點。

另外，在海綿城市建設中，必須統籌規劃雨水排放系統、城市雨水管道系統和雨水系統。通過截污、截污、轉輸、調節雨水，通過儲存、滲透等方法，以低影響的方法發展雨水系統，可以有效地控制徑流量。雨水管道系統是海綿城市建設中的一個關鍵環節，它必須與雨水系統有機地結合，從而實現雨水的排放、輸送和收集。雨污分流系統的主要功能是調整降雨徑流，一般采用深層隧道、調蓄池、排水渠道，綜合調蓄水體、綜合選擇天然水體等人造設施或自然方式建設。

2 海綿城市理念下市政道路設計的基本原則

2.1 生態安全原則

中國的許多城市都希望通過海綿城市的概念來促進城市的發展，但同時也要遵守生態安全的原則，以保證城市的生態和城市的發展。在海綿城市的概念下，道路規劃要以基礎設施為基礎，以保證地區的水資源和安全性為核心和其生態安全[1]。

2.2 因地制宜原則

要結合本地區的自然地理、水文地質特征和水資源條件，根據水資源的保護和防洪的需要，合理地制定控制指標，科學規劃，統一規劃。所以，應根據實際情況和環境問題進行合理的規劃和設計，使其在城市道路的設計中起到積極的作用。

平潭縣位于福建省東部，與臺灣海峽接壤，是我國大陸與臺灣關系最為密切的地區，也是第一個全面探討兩岸交流與合作的新模式，金井灣湖片區是平潭綜合實驗區與海峽西岸連接的橋頭堡，三面環山，西臨大海，具有優越的區位條件[2]。環湖公路網以如意湖為中心，總體呈環狀，全長5.413km，其中包括建環湖東和如意湖的防潮閘，實際設計長度為3.546km，道路紅線寬度為32m，設計速度為30km/h。由于該區域還處在城市發展的早期階段，因此，從環境、生態等方面考慮，加強了對市政設施的地震治理，使其能夠系統化地進行海綿城市的建設。在設計時，要盡量保留該地區的天然水源，盡量減少道路的不滲透面積，盡量利用雨水的下滲和滯留。

3 海綿城市理念下的市政道路設計應用策略

在城市道路規劃中，要堅持以人為本和可持續發展的原則，建立一個功能完備的慢行體系，并將其與海綿城市的理念相結合，倡導生態化建立，保證生態和諧、環境和諧。

3.1 道路標準橫斷面設計

通過設置4條綠色帶，使快速交通和慢行交通得到很好的隔離，確保了用戶的獨立，機、非分隔帶采用了下凹的綠色帶，充分體現了“海綿城市”的概念，使得道路上的雨水直接排放到綠化帶上，而剩余的雨水則通過雨水出口流入雨水管。遠期，可在鄰近湖泊邊的綠地中，通過單獨的綠地將公共綠地、公園廣場串聯起來，形成一條水岸綠帶，既有景觀又有活力[3]。

3.2 路面材料的選用

在海綿城市建設思想的基礎上，在選擇路面材料時，必須考慮到整個道路的強度。如果硬化密度太大，就會造成原本應該滲入地面的雨水在路面上堆積，再加上雨水管道的排水不順暢，很容易造成積水和其他災情，危及人民的生命和財產。而不滲透路面在下雨天不可避免地會出現積水、濕滑等現象，嚴重影響了人們的出行。

因此，在設計非機動車道、人行道路面時，應采取綠色透水路面結構，以提高城市可透水透氣面積，調整城市氣候，降低地面氣溫，減輕“熱島”作用，減輕雨季城市排水系統的負荷，預防城區洪澇災害，改善城市生態環境。

3.2.1 非機動車道路面材料的選用

在海綿城市的概念下，在進行路面結構設計時，必須考慮到整個路面的強度。如果密度太高，雨水就會不能將原本已經滲入地面的雨水留在地面上，導致積水和水的流失[4]。因此，在進行路面設計時，必須保證水能通過路面進行有效的流通，避免雨水黏附在路面上，從而避免產生水花；透水性路面是指路面上存在著大量的空隙，當雨水較多時，就會從這些空隙中滲入地面，使路面變得堅硬，同時也能使雨水通過循環滲入，降低地表的雨水流量。環湖道路網項目的非機動車道采用了綠色、透水性的混凝土，多孔混凝土（孔隙率＞為20%）鋪設，是將雨水儲存在鋪設體中，讓雨水滲透、蒸發到路基上，而滲透混凝土中的有效孔隙是雨水快速滲透并為土壤中的生物提供氧氣的一個連續的孔隙，而半有效孔隙則是半透明的孔隙，可以儲存雨水，緩解城市洪水，降低鋪設表面的溫度。道路色彩鮮艷，對城市的環境有很好的美化作用；提高通氣透氣面積對減輕熱島的作用是有益的；充分發揮大氣降水的作用，減輕城市地面沉降；改善城市地面植被及土壤中有益微生物的生長狀況，調整生態系統，預防城區水災，預防道路積水；具有良好的消聲性能。

3.2.2 人行道路面材料的選用

人行道在城市建設中起著舉足輕重的作用，可以使人們的交通更加便捷。在城市道路建設中，要把海綿城市的概念運用到人行道的設計中，而傳統的市政道路建設大都采用不透水的路面，因此在下雨天容易產生積水或濕滑；危害人民的出行安全。特別是一些老人，在下雨天的時候，很可能會因為路面打滑而摔倒。在海綿城市的概念中，鋪裝時，采用透水材料，在下雨天，雨水可以通過這種材料及時滲透到地面，而不會產生積水，同時這種材料具有良好的視覺效果，可以有效地調整路面的溫度、濕度，并能適時的補充地下水。如果因為環境的原因，不能保證城市的土壤滲透性，也可以在基礎上安裝排水系統。比如，控制斜率縱向的范圍是2.5%，橫向斜率的控制范圍是1%～2%，這樣可以更好地發揮排水作用。以平潭綜合實驗區金井灣環湖路為例，在人行道的設計中，人行道的地磚采用綠色透水磚，其抗壓強度為Cc40，抗彎強度不低于C14.0，防水系數k（15℃）≥0.2min/s，磨槽長度不大于35mm，防滑級別R3，對應的防滑性指標BPN265。水泥穩定碎石路面的各項指標與道路路面基本相同[5]。

3.3 城市道路結構層次設計中的應用

從“海綿城市”建設的需求出發，可以發現路面積水的排放方式有三種：一是直接滲入路面地基土壤中；一種是從地面進入基層，再由盲管排出；另一類是路面上的積水，它是以滲透的形式從路面縫隙中流出。后兩種方法對路面的表面徑流量有一定的影響，達到了排水要求，但不能實現對路面的蓄積、凈化、滯留等功能。在“海綿城市”的概念中，7×10-5cm/s是城市道路基層土壤最小的滲透率。因此，在高負荷、高車流量的路段，很難實現積水的滲透。在傳統的人行道鋪裝中，一般采用預制混凝土，然后再采用花崗石。在“海綿城市”的應用背景下，城市道路的鋪設應該采用一種能減少地面熱輻射的新型滲水材料，從某種意義上說，可以達到對城市生態環境的有效保護。

3.4 排水盲溝滲透設計與側石設計

在城市道路規劃中，采用“海綿城市”概念時，應充分考慮排水盲溝的滲入。在排水盲溝的滲流設計中，PVC管道周邊還需進一步加固，目前采用的是具有較小顆粒的多孔材料。采用多孔層法對路面積水進行了綜合協調，這種排水系統因其滲透性能好、占用空間小等優點而被廣泛用于城市道路的設計。不過，目前還存在著一些問題，那就是碎石很難清理，如果被碎石堵住，那么滲透的效果就會大打折扣。另外，在側邊的設計上，必須嚴格貫徹“海綿城市”的設計思想，在側分帶上要有開放的側石，這樣的話，雨水就能通過開放的側向石頭流到兩側的下凹綠地里，剩余的水分會通過雨水管道滲入[6-8]。

3.5 市政道路建設總體規劃

市政道路是城市各種基礎設施中的重要組成部分。但由于城市道路的條形、平坦等特點，其局限性較大?！昂＞d城市”在城市道路設計中的應用，主要表現為“排、凈、滯、滲”。根據《海綿城市建設技術指南》的有關規定，城市在城市建設中，必須對自然的自然生態環境，如樹木、綠化、河流等進行有效的保護。所以，把“海綿城市”的概念應用到市政道路的設計中，就必須在規劃初期充分利用城市的自然環境；在此基礎上，按照規劃的需要避開自然湖泊、河流等自然景觀；合理地安排城市道路的空間布置。通過道路建設人行道、天然綠化帶，實現雨水的凈化、滲透和滯留，從而有效地貫徹“海綿城市”的概念。

4 結語

結合上文，“海綿城市”的概念開發模式對于我國今后的城市發展具有重要意義。在這些問題中，城市道路和給水系統是一個比較突出的問題。目前，城市道路規劃設計者應強化“海綿城市”的概念，以改善城市水體，控制城市面源污染，降低城市水患?；诤＞d城市理念在市政道路設計中的應用，有效的凈化城市水資源，減少水污染和補給地下水，有效保護生態環境，能幫助提高城市化建設水平，促進我國城市化進程中實現綠色可持續發展。