浅析海绵城市在市政道路下应用

浅析海绵城市在市政道路下应用

吴高伟

吴高伟

（天津市市政工程设计研究院佛山分院，广东，佛山，528000）

【摘要】城市道路雨水径流量大，水质差，是城市面源污染的主要来源之一。初期雨水产生的大量污染物也随径流雨水排入受纳水体影响水环境。建设海绵城市，构建低影响开发的雨洪管理系统，主要指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”多种技术途径实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放，恢复城市的“海绵”功能。

【关键词】海绵城市；开口路缘石；下凹式绿地；雨水口

1．引言

随着城市开发建设，原来大面积的透水地面被建筑物、沥青、混凝土等不透水材料覆盖，阻断了雨水渗入地下的通道。传统城市雨水管理模式引发出城市洪涝灾害风险加大、雨水径流污染严重、雨水资源大量流失等问题。

2014年10月，住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》（以下简称《指南》发布试行，本《指南》旨在指导各地新型城镇化建设过程中，推广和应用低影响开发建设模式，加大城市径流雨水源头减排的刚性约束，优先利用自然排水系统，建设生态排水设施，充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境，为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。

2．项目概况

珠海富山产业新城起步区外马山南路道路工程位于斗门区富山工业园。本项目线位总体呈东西走向，起于高栏高速辅道，终于五山大道，道路全长约3.4km。道路标准路幅宽度为36m。本道路采用低冲击开发技术进行设计。

3．海绵城市---低影响开发技术概念

海绵城市---低影响开发技术，基于模拟自然水文条件原理，采用源头控制理念对工业园进行雨水径流控制。综合采用渗透、利用、滞留、调蓄等多种方式，在雨水源头减少雨水径流的产生，在径流产生过程中控制径流强度，削减洪峰流量，减少径流体积。通过布局“渗、用、滞、蓄”等各类分散的、小规模的调控设施，使区域开发后的水文特性与开发前一致，尽量减少雨水径流的产生。

由于降雨过程分为雨水下落、产生径流和排放进入受纳水体三个阶段，工业园雨水径流量控制采取源头控制、汇流控制和末端调蓄三类措施，不同控制措施建议布局不同的雨水径流控制设施。

①源头控制：在城市排水系统汇水分区的上游地区减少雨水径流产生，将雨水就地渗入地下，或延长其排放时间，或暂时贮存，得以实现减流、削峰、利用雨水，主要用在能迅速产生径流的城镇建设区。常用的源头控制设施有透水地面。

②汇流控制：在雨水径流输送过程中通过土壤过滤滞留、植物吸收等方式对雨水进行滞留、渗透，它可以显着影响地表径流量大小，通常用在潜在径流路径和径流交汇的低洼地区。汇流控制可采用的设施包括植草沟、生物滞留带、下凹式绿地等。

③末端调蓄：是在城市排水系统汇水分区中下游地区对雨水径流进行收集储存，实现雨水径流的削峰、滞流，主要用在雨水径流排往区域受纳水体前的地区。末端调蓄设施包括雨水湿地、地下砾石蓄水等。

4．本道路的海绵设计

道路雨水径流量大，但水质较差，道路雨水径流是城市面源污染的主要来源。道路采用低影响开发建设模式，将会有效降低雨水径流总量，削减雨水径流污染物。

（1）项目的建设条件

1）排水标准

本项目属于珠海市区斗门区，雨水排水重现期采用3年一遇，防涝标准能有效应对不低于30年一遇的暴雨。

地面积水设计标准：道路中一条车道的积水深度不超过15cm。

2）年径流控制率

根据《海绵城市建设技术指南（试行）》中的我国大陆地区年径流总量控制率控制要求及分区图，珠海市属于V区，其控制目标范围60%≤α≤85%。

考虑珠海市地下水埋深浅，一般在0.1~2.5m，降雨天数多，降雨量大，再加上海水入侵，土壤常年湿润，因此，珠海市的土壤渗透能力有限，源头控制指标不宜过高。珠海市海绵城市低影响开发雨水系统的年径流总量控制率目标设定为70%，对应的设计降雨量为28.5mm。

3）径流污染控制指标

根据《海绵城市建设技术指南》低影响开发雨水系统的年SS总量去除率一般可达到40%~60%，确定珠海低影响开发雨水系统的年SS总量去除率取50%。

（2）设计方案

1）设计原则

①道路人行道采用透水铺装，非机动车道采用透水沥青路面，透水铺装设计满足国家有关标准规范的要求。

②路面排水采用生态排水的方式，路面雨水首先汇入道路红线内绿化带，低影响开发设施应通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统相衔接，保证上下游排水系统的顺畅。

③城市道路绿化带内低影响开发设施采取必要的防渗措施，防止径流雨水下渗对道路路面及路基的强度和稳定性造成破坏。

④道路径流雨水进入道路红线内外绿地内的低影响开发设施前，利用沉淀池等对进入绿地内的径流雨水进行预处理，防止径流雨水对绿地环境造成破坏。

2）总体布置

本道路路宽36m，两侧分别有3m的绿化带，可充分利用了道路绿化带收集、储存、入渗、净化雨水径流的功能，将道路绿化带建设为下凹式绿地的形式，道路雨水通过开口路缘石入渗绿化带。绿化带高程低于路面10~20厘米，雨水口设于绿化带内，雨水口高程高于绿化带而低于路面高程。道路雨水首先进行储存和入渗，超过绿化带储存容积的雨水通过雨水溢流井溢流入市政雨水管道排放。同时人行道采用透水路面，消减路面的雨水径流量。

路面雨水工艺流程

3）控制容积计算

根据《海绵城市建设技术指南》城市“弹性适应”环境的变化，开发前后水文特征保持不变，峰值流量、峰值出现时间基本不变；低影响开发设施以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时，设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求，设计调蓄容积一般采用溶剂法进行计算，低影响开发设施单位面积控制容积计算如下：

V=10HφF

式中：V----设计调蓄容积，m3，包括调蓄设施的有效容积和顶部有蓄水空间的渗透设施的调蓄有效容积和渗透容积；

H----设计降雨量；（珠海市年径流总量控制率70%时，设计降雨量为28.5mm）

φ----雨水径流系数;

F----汇水区域的面积，hm2。

本次设计主要考虑道路两侧的绿化带（各3m）设置下凹式绿地，同时雨水口设于绿化带内，雨水口高程高于绿化带而低于路面高程。绿化带高程低于路面20cm，而雨水口高于绿化带15cm，绿化15cm的调蓄空间。

计算时按每30m全幅路面作为一个小排水分区计算，本次计算结果每30m需调蓄的容积为17.33m3，需要下凹绿地的面积为116m2。而本道路两侧的下凹绿地面积为180m2，满足年径流控制率的要求。

渗滞蓄设施调蓄容积计算表

5．结语

我国的地表水资源污染形式严峻，面源污染是其主要来源之一。本项目采用下凹式绿地对雨水的净化、蓄渗和缓释，有效控制雨水径流，在雨水通过“渗”“滞”的过程对大颗粒污染物达到截留和初步净化的目的。实现自然积存、自然渗透、自然净化，符合国家的海绵城市建设要求，因此项目的建设是珠海市贯彻落实国家对城市相关要求的重大举措，同时也是对国家和珠海市推进海绵城市建设的有力支持。

参考文献：

[1]丁年胡爱兵任心欣深圳市光明新区低影响开发市政道路解析《城市研究》

[2]《海绵城市建设技术指南》（建设部2014）

[3]珠海市降雨资料摘录于《珠海市海绵城市专项规划》