鹽城市北環(huán)路下凹式綠地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳顏科　王飛

摘 要：文章以鹽城市北環(huán)路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，探討下凹式綠地道路排水系統(tǒng)布置、計(jì)算等內(nèi)容，以期通過(guò)綠化帶內(nèi)的雨水調(diào)蓄功能來(lái)緩解城市水資源緊缺和城市防洪的嚴(yán)峻問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：下凹式綠地；道路排水；雨水收集系統(tǒng)

1 工程概況

北環(huán)路地處鹽城市亭湖區(qū)新洋經(jīng)濟(jì)區(qū)，道路全長(zhǎng)約2300m，寬70m，橫斷面為：3.5m（人行道）+9m（輔道）+6.5m（側(cè)分帶）+12m（機(jī)動(dòng)車道）+8m（中央分隔帶）+12m（機(jī)動(dòng)車道）+6.5m（側(cè)分帶）+9m（輔道）+3.5m（人行道），屬于快速路。北環(huán)路南臨公墓河，由于道路較長(zhǎng)，為了減小雨水管道管徑和埋深、降低造價(jià)，北環(huán)路排水設(shè)計(jì)采用下凹式綠地排水系統(tǒng)。

2 下凹式綠地排水系統(tǒng)特點(diǎn)

常規(guī)道路排水，雨水只能通過(guò)管道排除，容易形成內(nèi)澇。下凹式綠地充分利用了土壤滲透能力。其工作原理：經(jīng)道路橫向坡度將路面雨水引入側(cè)分帶內(nèi)，匯集到側(cè)分帶的雨水首先通過(guò)表層土壤下滲，未經(jīng)下滲的積水超過(guò)一定高度時(shí)將通過(guò)溢流方式從雨水口排除。

3 下凹式綠地排水工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

（1）綜合徑流系數(shù)ψ

綜合考慮工程造價(jià)、道路功能等因素，本工程道路綠化率為30%。有研究表明當(dāng)?shù)缆肪G化率為30%時(shí)，當(dāng)暴雨重現(xiàn)期為2a時(shí)，下凹式綠地內(nèi)積水有80%可以通過(guò)下滲方式排除。可以看出下凹式綠地對(duì)雨水的截留、滲流作用較大，可有效地降低綜合徑流系數(shù)。但目前尚無(wú)關(guān)于海綿城市徑流系數(shù)的相關(guān)規(guī)定。本次設(shè)計(jì)以《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.2條為依據(jù)，通過(guò)加權(quán)平均取綜合徑流系數(shù)為0.60。

（2）暴雨重現(xiàn)期

暴雨重現(xiàn)期是排水設(shè)計(jì)的重要因素之一，所選取暴雨重現(xiàn)期過(guò)小，將導(dǎo)致排水能力不足，容易發(fā)生積水。暴雨重現(xiàn)期選擇過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)增大。因此暴雨重現(xiàn)期的選擇應(yīng)依據(jù)排水設(shè)計(jì)規(guī)范并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況來(lái)確定。北環(huán)路為城市快速路，屬于城市重要干道，一旦發(fā)生積水，對(duì)城市交通產(chǎn)生較大壓力。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014-2016） 2014版3.2.4規(guī)定，暴雨重現(xiàn)期P取3a。

（3） 降雨歷時(shí)t

地面集水時(shí)間t1的長(zhǎng)短，應(yīng)視匯水區(qū)域內(nèi)是否存在雨水管網(wǎng)而定，雨水在管道中的流速比地面漫流流速大，因此匯水區(qū)域內(nèi)存在雨水管網(wǎng)時(shí)，所用的集水時(shí)間t1較短。北環(huán)路兩側(cè)以新建居住小區(qū)為主，敷設(shè)有雨水管道，地面集水時(shí)間t1取10min。

3.2 開孔側(cè)石設(shè)計(jì)

與常規(guī)市政道路排水不同，本次道路路面雨水通過(guò)開孔側(cè)石匯入側(cè)分帶內(nèi)。道路側(cè)石孔洞是側(cè)分帶蓄水的一個(gè)重要過(guò)渡點(diǎn)，其大小將直接影響到路面排水能力。開孔側(cè)石的設(shè)計(jì)是解決路面積水的保障，也是下凹式綠地設(shè)計(jì)中值得重視的內(nèi)容。

考慮到美觀要求以及施工方便，側(cè)石孔洞采用圓形斷面。從道路橫斷面可以看出，人行道、輔道、機(jī)動(dòng)車道路面雨水經(jīng)道路側(cè)石孔洞匯入側(cè)分帶內(nèi)（中央分隔帶上方擬做高架，不考慮中央分隔帶排水）。

本次設(shè)計(jì)孔洞直徑為0.1m，孔洞間距為0.2m，孔前水深為0.04m（孔前水深參照?qǐng)D集06MS201中雨水口泄水能力相對(duì)應(yīng)水深）。則濕周0.14m，過(guò)水面積0.0022m2，分別根據(jù)孔流和堰流計(jì)算其流量，取較小值為設(shè)計(jì)雨水量。

堰流流態(tài)下，孔洞過(guò)水能力Q1=1.25×0.14×0.041.5=0.0014m3/s； 孔流流態(tài)時(shí)，側(cè)石孔洞過(guò)水能力Q2=0.67×0.0022×（2×9.8×0.04）0.5=0.0013m3/s。孔洞設(shè)計(jì)流量Q設(shè)計(jì)取較小值0.0013m3/s。每個(gè)孔洞匯集的最大雨水量Q0=q×ψ×F=q×ψ×L×（B人行道+B輔道）=0.00062m3/s

3.3 側(cè)分帶內(nèi)雨水收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

道路范圍內(nèi)的雨水匯入側(cè)分帶后，主要通過(guò)側(cè)分帶下凹方式實(shí)現(xiàn)雨水的調(diào)蓄功能。側(cè)分帶下凹深度直接影響蓄水容量的大小，下凹深度較淺時(shí)，對(duì)削減暴雨洪峰流量作用影響較弱；而下凹深度過(guò)深時(shí)，不僅降低了道路的景觀協(xié)調(diào)性，也為日常維護(hù)帶來(lái)困難。因此本工程綠化帶下凹深度選擇25cm。

側(cè)分帶內(nèi)布置平箅式雙箅雨水口，間距為25-30m。雨水口箅面標(biāo)高比側(cè)分帶標(biāo)高高10cm。匯集到側(cè)分帶內(nèi)的雨水首先通過(guò)表層土壤下滲，當(dāng)暴雨強(qiáng)度較大時(shí)，超過(guò)雨水口箅面雨水通過(guò)雨水口排放至雨水管道。側(cè)分帶做法詳見圖3。

4 結(jié)束語(yǔ)

本工程將該理念引入市政道路工程中，對(duì)側(cè)石孔洞、綠化帶下凹深度、雨水口箅面標(biāo)高進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在兼顧蓄水、防洪的同時(shí)，確保道路路面雨水及時(shí)排除。

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