基于海綿城市理念的市政道路設計研究

王文娟

（煙臺市規劃設計研究院有限公司，山東煙臺 264003）

0 引言

近年來，隨著城市化進程加快，城市面積不斷擴大，城市排水系統能力的不足導致城市內澇、城市水環境污染等問題不斷加劇。因此，如何有效地解決城市排水問題成為當下亟待解決的問題。海綿城市作為新興的城市建設理念，將城市與自然融為一體，通過改變城市排水系統結構，以水為媒介，達到城市雨水管理、水資源保護、環境改善等目的，被廣泛關注和應用。而市政道路作為城市的基礎設施之一，其設計也應考慮海綿城市理念，實現城市的可持續發展。本文旨在探討基于海綿城市理念的市政道路設計，從雨水管理、道路排水、景觀綠化等方面出發，分析其優缺點，并提出改進建議，以期為城市規劃和建設提供參考。

1 海綿城市概述

1.1 海綿城市理念的內涵

海綿城市理念作為一種新興的城市建設理念，其核心思想是將城市排水系統的功能從“快速排水”轉變為“滯蓄滲透”，即通過城市內各種“海綿”設施，如綠地、濕地、滲透地面、雨水花園、屋頂花園等，最大限度地減少雨水直接流入排水管網中的數量，促進自然界的水文循環，實現城市雨水管理、水資源保護、環境改善等目的[1]。

1.2 海綿城市建設優勢

1.2.1 維護城市生態環境

在傳統城市建設中，城市化進程帶來的生態環境破壞問題已經逐漸凸顯。例如，城市熱島效應、生物多樣性下降、水資源污染等問題已經嚴重威脅人類的健康和生存環境。海綿城市建設可以通過增加城市綠地面積、構建雨水花園等措施，改善城市環境，提高生態系統的穩定性和自我修復能力。例如，深圳市寶安區在城市更新過程中采用了海綿城市建設理念，通過增加綠地面積、引入雨水花園等手段，改善區域內生態環境，提高了城市生態功能，得到廣大居民的好評。

1.2.2 補充城市地下水

隨著城市化進程加速，城市地表面積不斷擴大，原本可以滲入土壤中的雨水被直接排放到排水管網中，造成城市地下水資源的儲備大量減少，進而導致地下水位逐年下降，引發水資源短缺問題。通過實施海綿城市建設，利用透水鋪裝、綠色屋頂、雨水收集等技術手段，將雨水有效地收集和利用，從而補充城市地下水資源，緩解城市水資源短缺問題。例如，近年來深圳市通過開展海綿城市建設，采用大量的雨水收集、利用和地下水補給措施，使深圳市地下水補給量大幅度提升，城市水資源狀況得到明顯改善。

1.2.3 緩解排水系統壓力

在傳統的城市建設中，排水系統建設往往是為了滿足城市化進程中污水的排放和處理需要，而忽視對雨水的收集和利用，導致排水系統的負荷過大，常常出現排水系統癱瘓和水浸事件。海綿城市建設可以通過引入雨水花園、雨水溝、生物滯留池等設施，將雨水收集起來，通過植被、土壤等自然的過濾作用，凈化雨水后再進入城市排水系統，從而減輕城市排水系統的負荷，提高排水系統的容量和安全性[2]。例如，廣州市在推進海綿城市建設中，通過建設生物滯留池、雨水花園等設施，增加城市綠地面積和雨水收集利用率，大大緩解排水系統的壓力。

2 基于海綿城市理念的市政道路設計研究的必要性

城市內澇問題是城市可持續發展中亟須解決的重要問題之一[3]。近年來，隨著城市化進程的加速和氣候變化的影響，城市內澇現象頻發，給城市交通、居民生活以及城市環境和公共安全帶來很大威脅，甚至造成嚴重的人員傷亡和財產損失。以2019 年7 月至8 月間全國發生的暴雨天氣為例，兩個月時間內，至少26 個省出現內澇和洪澇災害，受災人數超過5000 萬，直接經濟損失超過150 億元。據不完全統計，2019 年全國因城市內澇事故造成的經濟損失超過400 億元，嚴重影響城市的健康、穩定發展。因此，實施基于海綿城市理念的市政道路設計研究，具有重要的現實意義。某城市暴雨后內澇情況如圖1 所示。

圖1 某城市暴雨后內澇情況

3 基于海綿城市建設理念的市政道路設計

3.1 基于海綿城市建設理念的市政道路設計原則

3.1.1 生態優先原則

生態優先原則的核心在于通過保護、恢復和建設生態系統，優化城市自然環境，提高城市生態系統的功能和穩定性。在市政道路設計中，應注重利用自然地形、地貌和水文條件，構建自然的生態系統，提高自然地保水、保土、保持和凈化能力，從而實現對降雨的調節和污染物的凈化。例如，在道路設計中，應該考慮自然生態系統的完整性和連通性，增加綠地和植被覆蓋率，促進生物多樣性和生態系統的恢復，提高城市生態系統的韌性和適應能力。

3.1.2 綜合利用原則

在市政道路設計中，應充分利用城市空間，實現道路、建筑、綠地等城市元素的多元化、協調化和集成化，使道路既具有通行功能，又具有多種社會功能。例如，在道路設計中，可以將人行道設計成集雨水、綠化、休憩等功能于一體的生態廊道，使其具有更高的綜合效益。此外，綜合利用原則還包括在設計中考慮道路與城市其他基礎設施的協同發展，如公交、自行車、步行等交通方式的協調，不僅提高道路通行效率，還能促進低碳出行，降低城市交通擁堵和污染。

3.1.3 低影響開發原則

在設計中，應避免或最小化對生態系統、水資源、大氣環境和人類健康等方面的不利影響，盡可能地減少土地使用和生態破壞，減少能源和資源的消耗。在選擇低影響設施方面，應結合當地實際情況，確保經濟有效、方便易操作。如，在道路紅線內采用下沉式綠地，而非機動車道采用植草磚、透水鋪裝材料等低影響設計；在道路紅線以外，則采用下沉式綠化帶與生物滯留帶相結合等措施，以提高地表的滲透性和自然凈化能力，減少道路排水量和污染物的排放。低影響開發雨水系統典型流程如圖2 所示。

圖2 低影響開發雨水系統典型流程圖

3.1.4 分區分級原則

在設計中，應按照城市不同功能區域的特點，分區分級設置市政道路的設計要求和措施，提高設計的針對性和適用性。例如，在城市中心區域，應該注重道路通行效率和交通組織的優化，同時考慮到環境保護和人行道的設施建設。在城市郊區和城鄉接合部，應該注重道路的綠化和景觀效果，同時考慮到自然水體的保護和利用。

3.2 基于海綿城市建設理念的市政道路的設計要點

3.2.1 綠化帶

市政道路兩側通常均會設置綠化帶，發揮凈化空氣、美化環境的作用。在基于海綿城市建設理念的市政道路綠化帶設計時，應注意如下幾點：一是選擇具有較強透水性的植被，如草坪、地被植物等，避免選擇生長緩慢的樹木，同時在植被上層，應注意土壤含量不宜過多，以便水分快速滲透。二是在綠化帶中層，增加小石塊等材料，增強植被的穩定性，防止植被生長過程中的松散和倒塌，同時幫助水分滲透土壤深處，增加土壤水儲量。三是在綠化帶下層部分，設置水管管道，便于雨水的收集和儲存，在減少城市排水系統負擔的同時，還可利用雨水資源，為城市節約水資源，達到節約能源、環保的目的。當前，海綿城市理念下道路設計中，宜采用凹形綠化帶形式，如圖3 所示。

圖3 凹形綠化帶斷面設計圖

3.2.2 雨水花園

在處理雨水徑流中，常采用種植洼地的方式，利用植物生長達到有機過濾污染物的目的，從而有效減少降雨峰值和雨水污染，但該方法不具備儲水能力。為兼具過濾和儲水的功能，在道路兩側設置雨水花園。雨水花園的主要原料為透水性良好的水土工質材料，并由雨水排水管和礫石排水泵組成，以便排出路面上的雨水[4]。雨水花園設計過程中，設計者應盡量對其進行分散設計，其規模宜控制在30～40m2，匯水面積與總體面積二者的比例控制在1∶20～1∶25，并將其整體結構深度控制在300mm 內。同時，雨水花園的防滲膜應確保包裹嚴密，并應設置溢流井，以便管制之外的雨水能順利排入市政雨水系統。

3.2.3 透水鋪裝

透水鋪裝作為海綿城市建設的典型結構，其主要材料為具有高孔隙率的粗骨料，當前廣泛應用于各類道路工程，可有效去除部分沉積物和污染物，控制雨水集中排放，實現雨水的有益滲透和補給。在設計階段，應注意如下幾點：一是對墊層材料進行拋光處理，提高透水性和透氣性，保證市政道路的使用要求得到滿足。二是根據不同的承載能力和透水性能要求，合理設計透水鋪裝的表層、基層和底層。三是與傳統市政道路排水系統相結合，設計并優化雨水收集、排放和再利用的設施。四是根據地形、土壤類型和滲透能力等因素，調整透水鋪裝的設計方案，以提高雨水管理效果。同時，根據所在地區的氣候特點和降雨強度，調整透水鋪裝的設計參數和材料選擇。五是在透水鋪裝周邊設計植被帶或雨水花園，以進一步提高雨水的滲透和滯留能力。

3.2.4 下沉式綠地設計

在下沉式綠地設計時，應充分利用周邊建筑及植被的雨水收集能力。例如，把附近區域的雨水引導至綠色設施中，創建自然儲水池。下沉式綠地主要位于室外停車場或廣場等區域，離城市道路紅線較遠。當道路出現積水時，下沉式綠地可將雨水迅速吸收并儲存，直至達到飽和狀態，再通過市政排水管道將收集的雨水排放。

3.2.5 植草溝設計

植草溝主要用于儲存與處理積水，通常與雨水花園等相關設施共同使用[5]。在設計時，應注意如下幾個方面：一是根據周邊環境、道路等級和土壤特性，選擇合適的植草溝類型和尺寸。二是選用適宜的植被，包括耐水、耐旱、耐鹽等適應性強的草本植物和地被植物。三是植草溝的形狀和尺寸需根據道路設計和雨水收集需求進行合理設計。溝道的縱坡和橫坡要適中，以保證雨水能順利流入植草溝，并能在溝道內留有足夠的時間，以利于雨水的滲透和植被的生長。

4 結語

綜上所述，市政道路作為城市基礎設施建設的重要組成部分，在城市的生態環境治理中起著至關重要的作用。市政道路建設要充分緊跟時代發展潮流，貫徹落實“創新、協調、綠色、開發、共享”新發展理念，把海綿城市理念貫穿到城市道路建設中長期規劃當中，貫徹到各個具體建設項目中，納入建設項目監督檢查工作中，為城市健康發展提供必要條件。