海綿城市在市政道路雨水系統改造設計中的應用

鄧輝

隨著社會經濟的發展，我國城市化進程加快，城市面積不斷擴大。同時，道路和水泥建筑的大量建設，大大降低了城市表面的滲透性。如果降雨量大，就容易引起城市洪水和水污染。海綿城市的概念及其應用，在一定程度上解決了我國的洪澇災害問題，提高了水資源的利用率。它符合環境可持續發展戰略的各項目標。

本文從方案、設計和施工三個方面論述了如何按照海綿城市的理念，對市政道路雨水系統進行了探討，以供參考。

一、工程概況

該項目位于我國某城市，地理位置優越，交通便利。在分析管網普查資料的基礎上，將D400～D1000 兩個管徑的雨水管布置在某大道南段非機動車道上。因設計周期早，設計標準低，缺乏系統支持，現有雨水管道系統不斷發展，地面硬化，不能滿足雨水排放要求，周邊地區積水嚴重。安路北段是占地18.5 平方公里的海綿城市試驗區重要道路建設示范工程。目前的道路狀況不符合以“低影響開發雨水系統”的開發理念，主要問題是存在大量積水以及行人安全隱患，雨水徑流污染嚴重。

二、雨水系統總體設計方案

項目道路北段為中江跨江大橋的一部分。橋北路低而平坦。雨水主要通過機動車道與非機動車道之間的排水管道流入濕地。橋南地勢平坦，這一路段坡度較慢。雨水主要通過機動車道與非機動車道之間的排水管流入濕地，根據道路地勢、排水特性，道路北段設計為 A段和 B 段。

1.源頭控制方案設計

（1）A 段特點

A 段東面以微高綠地、緩坡綠地為主，西面以高、緩坡綠地為主，路北段靠近某湖濕地，生態條件優越；其緩坡綠區設有硬化步道，有利于行洪。3-5m 路旁基本沒有灌木，為改造提供了很好的空間。

（2）平面方案

降雨量設計為37.1mm(控制全年徑流的83%)。項目北路生態環境好，綠化面積大。通過自然生態的綠色雨水處理和源頭控制技術來治理雨水徑流污染。道路綠化由滯流型植草溝及雨水花園控制，坡面綠化則由護坡型雨水花園控制，濕地則由集雨花園控制。其具體技術方案為：道路積水通過植物溝和雨水花園滲透到兩側水體中。

（3）典型斷面方案

當前A 段的斷面現狀為：機動車道11.5m，非機動車道4m，人行3.5m，綠地10～15m。

改造方案：保留原有的機動車道排水設施。封堵現有的排水溝；新建1m 機耕道，切割機耕道，從40×15 cm 的明溝向機動車道排水至非機動車道；人行道的改造工作，使其雨水沿非機動車道和人行道流入周圍綠化帶，并且不增加人行道高度；在道路西側綠化帶上修建滯流植草溝，將雨水處理時用作滯水雨水輸送到周圍綠化帶，作為雨水的輸送渠道，雨水輸送到零星分布的雨水花園，并將雨水輸送到濕地周圍的集雨花園，道路東側綠化帶上的滯水植草溝，滯水植草溝被覆蓋，雨水花園被治理；改造現有的人行道，調整路緣石高度，將雨水從集雨花園外溢流到現有道路，再將雨水輸送到集雨花園。植物溝蓄水深度約10 cm，雨水花園蓄水深度約15 cm，保證了植物長期不被雨水淹沒。

2.B 段控制方案

（1）B 段特點

B 路段北部為緩坡地帶，南部為大坡度地帶。西側為稍高綠地和緩坡綠地，東側以低矮綠地居多；道路西面靠近自然水塘，背景條件良好。在3～5m 的道路綠化帶內基本沒有灌木和喬木，為改造提供了良好的空間。西面客水大量流入公園，增加了工程道路積水的風險。

（2）平面方案

年徑流量控制率83%，設計降水量37.1mm，充分利用自然條件，因地制宜，采用生態化技術，有效地控制了雨源。分片方案 B 主要采用因地制宜的分片式生物養護設施，包括植草溝、雨水花園等；有針對性地進行客水管理，包括客水管理和公園道路客水管理。

（3）典型斷面方案

既有路段的機動車道寬度為11.5m，非機動車道寬度為4m，人行道寬度為3.5m，綠化帶寬度為10-15m。

改造方案：保留機動車道排水豎向，封閉原有排水溝；1m 長機動車道與非機動車道分隔處新建車道隔離帶，機動車道與非機動車道分隔帶每隔10m 挖出40×15 cm 的溝槽，防止機動車道上的雨水通過溝槽流入非機動車道；改進人行道，提高其高度，使之與南段的人行道相協調；每隔30m 設一條溝槽，供雨水流入車道和人行道，流向周邊綠化地帶；與此同時，人行道坡度向綠地傾斜，方便雨水入園；在道路西側綠化帶內，建造一個輸水式植草溝，將雨水輸送到分散的雨水花園集中控制；在項目道路的東、北兩面建造一個輸水式植草溝，將雨水輸送到雨水花園或前水池，以控制雨水。調整深度在15cm 左右，可以保證植物長時間不被雨水淹沒，前池調整深度在1m 左右。

3.澇點控制方案

（1）積水原因

本項目道路積水的主要原因是，本項目道路周圍有大量客水，例如公園客水和本項目道路上的客水，因此，大約8.2 ha 的雨水流入本項目道路；此外，在兩條工程道路之間的路段，由于坡度較大，容易產生雨水積水，而且該區域下部排水不足，沒有地面排水通道，造成下部積水嚴重。

（2）解決方案

在項目道路上，由于客水匯流的原因，積水點采用了分區源頭控制的方法，鄰近的客水引入，通過對周邊綠地的雨水控制，減少客水流量；在項目道路與道路交叉口的人行道、非機動車道的改造中，增加了多條道路排水通道，使雨水可研性道路能夠進入周邊低地綠地、濕地、水塘。

4.客水控制方案

本工程客水約2m3，全部客水由2 部分控制，工程北部的水首先流入靠近水塘的梯級濕地，并在其前面設置柵欄、旋流沉降沉沙等設施，以減少對濕地的破壞。在其南部，尾部可收集雨水，然后溢出進入處理池。

5.大排水控制方案設計

（1）A 段大排水方案

由于 A 段路面較平緩，雨水流通不暢，主要為豎向積水，對人行道、非機動車道采用低斷面改造，使道路雨水易于排入公路綠化帶，遇有暴雨時，最初流入植草溝和雨水花園的雨水超過低效的設施雨水，沿植草溝向已硬化的坡道入口溢流，不僅減少了對綠地的沖刷，而且還起到了將雨水輸送到綠地末端，溢流到濕地的作用。雨量較少，道路綠化帶內植草溝、雨水花園不受雨水控制，而是通過步道向濕地末端集雨花園輸送。

（2）B 段大排水方案

B 段針對不同匯水區域采用不同的大排水方案，分3 個區域進行分流控制，以降低匯水終端流量。

區域一在西段 B 段的一個匯水區域內，雨水沿著道路匯流到鄰近項目道路的最低處，并在最低處改造西段人行道，使雨水可直接通過人行道流入某湖，中段雨水通過排口雨水花園來控制，而暴雨雨水通過卵石排口直接排入水體，控制積水深度不超過10 cm。

區域二公園區原有的自然排水溝將雨水排入園區北側的自然濕地，有助于減少徑流污染；園區內的雨水可通過卵石溝快速排入前置塘。

區域三從公園的東面，山岳雨水與道路相連，山岳雨水主要通過自然溝渠進入天然水塘前池，而道路雨水則通過現有停車場邊緣的植草溝漫過雨水塘。

區域四該項目北部道路上的雨水經過多層濕地、分散式排水系統后，分流到人行道邊緣的卵石配水溝，最后流入連片雨水花園，最后流入水塘。

區域五位于項目道路南面，雨水經道路自然排泄進入綠地，綠地最終綠化，人行道改為小雨雨水花園，雨水漫過卵石的區域最終流入某湖。該區域應綜合考慮到項目南段的匯水區域。

6.景觀系統方案

（1）沿湖雨水花園游覽區

沿湖雨園旅游區以花景為主，主要包括以下這三大部分：花景雨水花園、分段雨水花園和排水雨水花園。

以雨水花園花卉景觀為主的大型低勢綠地改為自然景觀和低勢開放綠地。以雨水花園和卵石溝為核心，建設大型雨水排水網絡。

（2）濱水海綿景觀帶

在池塘南面設置雨水設施，既解決了游人流量和雨量問題，又將景觀整體提升效應融入其中，形成親水海綿景觀帶。亭連接雨水設施與親水平臺，在親水海綿景觀帶內設置亭，并在亭的四周設置供游客休息的椅子。

三、結語

本文通過實地調查，結合相關實例，針對海綿城市道路工程，提出了海綿城市道路工程規劃建設方案，對海綿城市道路網絡進行了總體設計。建立城市道路工程設計的基本理論框架，以創建海綿城市為理念，研究具體設計方案和技術。概括如下：

（1）本文首先對海綿城市道路工程與道路的關系進行了界定，梳理出海綿城市道路不同路基設施的應用場景；

（2）該文以低影響開發措施概念為基礎，介紹了城市道路連接前池、濕地、植草溝和雨水花園的設計成果，以供參考。