融合海綿城市理念的市政道路設(shè)計應(yīng)用分析

呂紀(jì)佑、孫曉鋒、周斌

（中新南京生態(tài)科技島投資發(fā)展有限公司，江蘇南京 210019）

0 引言

城市道路是負(fù)擔(dān)城市交通的主要設(shè)施，它既是組織城市布局結(jié)構(gòu)的骨架，同時也為城市綠化、排水和其他工程基礎(chǔ)設(shè)施提供建設(shè)空間。將海綿城市理念與道路建設(shè)相融合，不僅需要從宏觀層面梳理城市開發(fā)與海綿空間布局，恰當(dāng)?shù)貙⒑＞d城市設(shè)施與道路相關(guān)設(shè)施進(jìn)行結(jié)合，還需要合理有效地考慮道路景觀、綜合管線、排水設(shè)施的布局關(guān)系，兼顧道路功能設(shè)施、城市水安全設(shè)施及其他基礎(chǔ)設(shè)施的合理布設(shè)，將海綿城市理念落實工程建設(shè)中。

1 海綿城市理念與江心洲海綿城市規(guī)劃

海綿城市是我國建設(shè)現(xiàn)代城市的重要建設(shè)理念。2014 年，我國政府宣布了建設(shè)海綿城市的計劃，并開始踐行海綿城市的建設(shè)。海綿城市理念將組織地面徑流盡可能地通過生態(tài)滯留、復(fù)用等海綿設(shè)施的控制后排放，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等方式，優(yōu)先保障排水安全，同時控制面源污染，提高徑流控制能力。海綿城市的建設(shè)不僅益于合理利用城市水資源，彈性地減少城市汛期的內(nèi)澇問題，還可以減輕水污染，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)，在市政道路的供水和排水中起著重要作用。

南京市江心洲隸屬于南京市建鄴區(qū)，東隔夾江與主城的河西新城區(qū)相鄰，西隔長江主航道與江北新區(qū)相望，屬于長江洲島，相對獨立，是江蘇省海綿城市建設(shè)的試點片區(qū)之一，也是系統(tǒng)化推進(jìn)全域海綿城市建設(shè)的區(qū)域。全島緊扣“生態(tài)科技城、低碳智慧島”的定位，結(jié)合洲島平原河網(wǎng)率、綠地率、水面率高的特點，從系統(tǒng)的角度建設(shè)海綿城市，將生態(tài)科技島打造成水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水資源有機結(jié)合、四位一體的海綿綜合體。以安全為重、生態(tài)優(yōu)先、因地制宜、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)為原則，以保障水安全、保護(hù)水生態(tài)、改善水環(huán)境、利用水資源、彰顯水文化為目標(biāo)，構(gòu)建良性水循環(huán)系統(tǒng)。全島年徑流總量控制率為85%，面源污染削減率為60%（見圖1）。

圖1 面源污染削減率統(tǒng)計分析

2 海綿城市理念在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用

江心洲全域海綿空間將全島劃分三類：一是大海綿系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在貫通性水系、大型濕地及綠化廊道系統(tǒng)，以大調(diào)蓄及保障水安全為主；二是中海綿系統(tǒng)，主要為市政雨水管渠對應(yīng)的雨水排放系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在海綿道路、小型湖泊、濕地等海綿斑塊綠地，以常規(guī)雨水排放與調(diào)蓄設(shè)施為主；三是小海綿系統(tǒng)，主要為低影響開發(fā)系統(tǒng)，對應(yīng)一年中占絕大多數(shù)的中小降雨，主要體現(xiàn)在片區(qū)各功能組團社區(qū)，如海綿居住區(qū)、海綿商業(yè)區(qū)等。具體如圖2 所示。

圖2 江心洲全域海綿及“四位一體三系統(tǒng)”海綿規(guī)劃布局

在全域海綿的規(guī)劃下，結(jié)合長江灘涂地區(qū)歷史降雨量大、地下水位高、土壤滲透性較弱、水面率高、地形低洼平坦等特點，提倡采用生態(tài)綠色的低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)，即指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施，使場地開發(fā)后的水文特征盡量維持開發(fā)前的特征，因地制宜、經(jīng)濟高效地將各種海綿技術(shù)組合應(yīng)用，實現(xiàn)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等目標(biāo)[1]。

市政道路作為中海綿系統(tǒng)，在滿足道路本身交通功能、市政管線敷設(shè)等基本要求外，應(yīng)通過有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸，經(jīng)截污等預(yù)處理后引入道路紅線內(nèi)、外綠地內(nèi)，并通過設(shè)置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、調(diào)節(jié)等為主要功能的LID 設(shè)施進(jìn)行處理。LID 設(shè)施的選擇應(yīng)因地制宜、經(jīng)濟有效、方便易行。經(jīng)比較，主要可采用下凹式綠地、透水鋪裝、生態(tài)樹池、雨水花園、植草溝、植被緩沖帶、人工濕地、雨水井等措施。LID 設(shè)施評價與適用范圍分別如表1 所示。

表1 LID 設(shè)施評價表

針對以上措施，結(jié)合市政道路各部分條件，對LID設(shè)施與市政道路融合設(shè)計分析如下。

2.1 人行道結(jié)構(gòu)設(shè)計

人行道是道路建設(shè)的重要組成部分，體現(xiàn)著城市市政工程發(fā)展以人為本的功能性。由于人行道通行荷載小，對路面鋪裝強度的需求較低，可在保證道路功能的前提下更便捷地將LID 設(shè)施融入進(jìn)來。因此，在人行道設(shè)計過程中可選擇透水性較高的材料，并利用透水材料將積水引入地下，并通過排水管道將積水排放到一個固定的區(qū)域。這樣既可以對路面的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免積水導(dǎo)致路面濕滑，保證行人出行安全，又可以起到凈化雨水、削峰錯峰的作用。

江心洲市政道路人行道采用砂基透水磚作為面層，下部設(shè)3cm 厚中粗砂墊層、15cm 厚透水混凝土基層及10cm 厚碎石墊層，在墊層底部設(shè)置有透水盲管，收集路面雨水后匯入市政雨水口中。江心洲中新大道人行道透水鋪裝灑水試驗如圖3 所示。

2.2 側(cè)分帶設(shè)計

市政道路設(shè)計要充分體現(xiàn)現(xiàn)代化交通建設(shè)智慧，更要將道路側(cè)分帶綠化設(shè)計和道路交通安全相結(jié)合，深度彰顯人與自然的和諧。綠化帶在城市建設(shè)中隨處可見，它能夠有效地改善城市內(nèi)部的環(huán)境，采用內(nèi)部下凹、側(cè)石開口、敷設(shè)滲透盲管等手段，引入下凹式綠地、雨水花園、植草溝等LID 設(shè)施，將路面徑流匯入各LID 設(shè)施，最大程度地對初期雨水進(jìn)行滲透、滯留。同時，設(shè)置溢流設(shè)施，將超量徑流溢流引入市政雨水收集系統(tǒng)，保證城市水安全。

此外，設(shè)計時應(yīng)注意以下兩點：一是側(cè)分帶寬度不宜小于1.5m，有條件時應(yīng)適當(dāng)增加寬度，便于處理綠化帶與路面豎向高程的關(guān)系，弱化下凹對道路觀感及人行安全的不利影響；二是非機動車道橫坡可根據(jù)側(cè)分帶下凹式綠地、雨水花園的設(shè)置情況，考慮調(diào)整橫坡向側(cè)分帶，便于LID 設(shè)施更多地收集路面徑流，增強調(diào)蓄能力。側(cè)分帶下凹式綠地設(shè)置情況如圖4所示。

圖4 環(huán)島西路側(cè)分帶下凹式綠地設(shè)置情況

2.3 生態(tài)樹池

對于不設(shè)側(cè)分帶的部分低等級市政道路，為更好地貫徹海綿理念，可以將道路樹池改造為生態(tài)樹池，也可將若干個獨立的樹池經(jīng)管道串聯(lián)為一個連續(xù)的海綿體，并最終與道路雨水收集系統(tǒng)連通，在保證水安全的同時，兼顧行道樹生長需求。

需注意的是，由于生態(tài)樹池主要位于人行道內(nèi)，考慮到人行道寬度相對有限，且往往下設(shè)綜合管線等設(shè)施，對生態(tài)樹池的設(shè)計和施工需細(xì)化考慮：一是盡量避免侵占樹池外其他管位；二是由于樹池出水管較深，在排水設(shè)計中需根據(jù)生態(tài)樹池相關(guān)要求預(yù)留連接管，直接接入雨水檢查井或加深相應(yīng)雨水口深度，保證人行道樹的成活與長勢。生態(tài)樹池設(shè)計方案及實拍圖如圖5 所示。

圖5 生態(tài)樹池

2.4 植被緩沖帶

當(dāng)市政道路瀕臨河道時，路面徑流可以考慮直接采用地表漫流或暗渠等形式排入河道。為有效控制徑流總量、峰值流量及面源污染，建議在道路與河道間設(shè)置植草溝、植被緩沖帶等LID 設(shè)施。

2.5 附屬設(shè)施設(shè)計

附屬設(shè)施在市政道路的排水系統(tǒng)中起著重要作用，為確保最終的設(shè)計成果可以達(dá)到理想狀態(tài)，附屬設(shè)施的設(shè)計不容忽視[2]。

2.5.1 設(shè)計環(huán)保型雨水口

環(huán)保型雨水口在很大程度上起到有效攔截機動車道面源污染的作用，其主要通過雨水口內(nèi)的截污構(gòu)件（見圖6），先對樹葉、垃圾等大污染物進(jìn)行濾網(wǎng)攔截，再通過濾磚攔截泥沙，削減面源污染。

2.5.2 設(shè)計路緣石

路緣石的高度與周圍表面應(yīng)保持良好的一致性，以避免積水問題，促進(jìn)雨水快速流入雨水口或綠化帶。但是在雨水口設(shè)置距離過長或者雨量過大的情況下，往往會出現(xiàn)路面積水嚴(yán)重而無法及時排除干凈的問題，這要求在路緣石設(shè)計時，做好打孔設(shè)計，切實提高路緣石排水效率。在具體的打孔設(shè)計中，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貙嶋H降雨情況，合理地設(shè)置孔洞數(shù)量及大小，確保無論何種程度下的路面積水都可以及時地排出。此外，開口后應(yīng)設(shè)置必要的截污消能措施（如鋪設(shè)卵石），便于后期管理養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

全域海綿城市的建設(shè)對改善城市的居住環(huán)境，保證城市內(nèi)部的發(fā)展將起到重要的作用。通過南京生態(tài)科技島（江心洲）海綿規(guī)劃建設(shè)，著重歸納分析市政公建的海綿建設(shè)方案，以實際工程案例為主，實務(wù)性對道路建設(shè)中可以利用的路面、綠化、排水設(shè)施等進(jìn)行分析、改造，在保證道路功能的前提下盡可能將海綿城市理念融入建設(shè)中，達(dá)到協(xié)調(diào)城市與自然環(huán)境之間關(guān)系的目的，進(jìn)而推動現(xiàn)代化城市的綠色發(fā)展。希望對類似工程起到一些啟發(fā)作用。