海綿城市理念在道路建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用探索

吳瑩瑩

(上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢(xún)有限公司，上海　200437)

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海綿城市理念在道路建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用探索

吳瑩瑩

(上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢(xún)有限公司，上海200437)

摘要：快速的城鎮(zhèn)化和傳統(tǒng)的建設(shè)理念較大的干擾、破壞了自然生態(tài)環(huán)境，大力推行海綿城市建設(shè)理念是不可阻擋的城市發(fā)展趨勢(shì)。以上海市奉賢區(qū)JH公路為例，介紹了海綿城市理念在道路建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：海綿城市；道路建設(shè)；凈化截污

1傳統(tǒng)排水系統(tǒng)和海綿城市雨水系統(tǒng)的區(qū)別與關(guān)系

傳統(tǒng)排水系統(tǒng)即城市雨水管渠系統(tǒng)，主要應(yīng)對(duì)一定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的小概率暴雨事件，如果從全年降雨量來(lái)看，僅占10%～15%的降雨量。但是，傳統(tǒng)排水系統(tǒng)建成后，在占全年降雨量80%～90%的中小降雨事件中同樣發(fā)揮作用，系統(tǒng)將大量的雨水資源外排，造成初期雨水污染環(huán)境，地下水資源得不到補(bǔ)充，干擾了水的自然循環(huán)，由此產(chǎn)生了一系列的城市水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)題。

海綿城市雨水系統(tǒng)狹義上來(lái)說(shuō)是屬于源頭控制系統(tǒng)，主要針對(duì)80%～90%的中小降雨事件；希望可以通過(guò)自然途徑和人工措施相結(jié)合，促進(jìn)雨水在原有區(qū)域內(nèi)積存、滲透和凈化，恢復(fù)自然水文循環(huán)和生態(tài)平衡。

海綿城市雨水系統(tǒng)和傳統(tǒng)排水系統(tǒng)互幫互助、互為整體，是城市規(guī)劃建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。

2在道路建設(shè)中應(yīng)用海綿城市理念的必要性

在降雨過(guò)程中，大氣和地面匯集的各種污染物經(jīng)傳統(tǒng)排水系統(tǒng)收集后排入收納水體，是城市水環(huán)境污染的重要原因之一。美國(guó)環(huán)保署(USEPA)已經(jīng)把城市地表徑流列為導(dǎo)致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。國(guó)內(nèi)外測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，公路路面徑流中的污染物有SS、COD、重金屬、TP、TN、氯化物、油和脂，農(nóng)藥和多環(huán)芳烴等，主要來(lái)源于輪胎磨損顆粒、筑路材料磨損顆粒、運(yùn)輸物品的泄露、與車(chē)輛運(yùn)行有關(guān)的顆粒物、大氣降塵、汽車(chē)尾氣的排放、燃料或潤(rùn)滑油的泄漏等。

利用生態(tài)措施來(lái)消減城市面源污染在發(fā)達(dá)國(guó)家受到高度重視，美國(guó)提出的“最佳管理措施(BMP)”和英國(guó)提出的“可持續(xù)排水系統(tǒng)(SUSDS)”廣泛應(yīng)用于城市面源污染的控制。因此，我們?cè)诘缆讽?xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用海綿城市理念，將城市地表徑流污染控制在源頭，利用生物滯留帶、植草溝等位于道路紅線(xiàn)內(nèi)或綠線(xiàn)內(nèi)的綠化景觀設(shè)施，將雨水就地沉積、凈化，盡可能的減少城市水資源污染是十分有必要且迫切的。

3海綿城市理念在實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1道路工程

本工程道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置形式如圖1所示。

本工程道路等級(jí)為二級(jí)公路，其功能以交通運(yùn)輸為主，因此本次設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)道及非機(jī)動(dòng)車(chē)道范圍內(nèi)路面結(jié)構(gòu)均采用不透水路面，僅推薦人行道鋪裝采用全透水結(jié)構(gòu)，其作用在于削減降雨徑流、增強(qiáng)入滲。透水人行道結(jié)構(gòu)如下：8 cm 透水性面磚+3 cm干拌中砂+15 cm 透水水泥混凝土+15 cm 透水級(jí)配碎石；面層透水系數(shù)≥0.1 mm/s，下面各層的透水系數(shù)不小于上層。

圖1　JH公路道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

3.2排水工程

由于本工程兩側(cè)規(guī)劃主要為農(nóng)林用地，暫無(wú)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，因此本工程無(wú)沿線(xiàn)地塊雨水納管需求，根據(jù)實(shí)際情況，本工程路面排水采用邊溝排水方式。

(1)路面雨水排水設(shè)計(jì)

在上海地區(qū)較為常用的公路邊溝為混凝土結(jié)構(gòu)。該邊溝形式屬于傳統(tǒng)快排模式，不利于雨水自然積存、自然滲透、自然凈化，不符合國(guó)家倡導(dǎo)的海綿城市理念；其砌體結(jié)構(gòu)又阻隔了附近植被生長(zhǎng)的小環(huán)境，影響路域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)其形式比較單一，破壞了沿線(xiàn)的自然景觀，與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)。

植草溝是一種植被的景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)，是指地表徑流以較低流速經(jīng)過(guò)植草溝，通過(guò)土壤、根系滯留、植物過(guò)濾、滲透等作用，徑流中的多數(shù)懸浮物顆粒污染物和部分溶解態(tài)污染物將被有效去除，特別是徑流中的金屬離子將在土壤層中得到沉積。它是海綿城市建設(shè)中的一項(xiàng)重要的技術(shù)措施，與其他技術(shù)措施分散或組合應(yīng)用，來(lái)控制進(jìn)入受納水體的污染負(fù)荷。

因此，本次設(shè)計(jì)采用植草溝替代混凝土結(jié)構(gòu)的邊溝，同時(shí)結(jié)合道路分隔帶綠化設(shè)計(jì)，采用開(kāi)口路緣石+生物滯留帶+溢流式雨水口等海綿體系設(shè)施收集機(jī)動(dòng)車(chē)道雨水，促進(jìn)雨水就地積蓄、就地凈化，超量的雨水經(jīng)溢流式雨水口收集排入植草溝，沿植草溝散排至沿線(xiàn)綠化、農(nóng)田和水系。

(2)植草溝細(xì)部設(shè)計(jì)

本工程雙側(cè)布置植草溝，單位長(zhǎng)度匯水面積為25 m2，設(shè)計(jì)底寬0.4 m，邊坡1∶2，有效水深0.25 m，縱坡隨道路縱坡，初雨污染控制按8 mm降雨量計(jì)算。

由于植草溝的邊溝和溝底都會(huì)在強(qiáng)水流下產(chǎn)生侵蝕，所以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮采取措施防止水土流失。一般采用敷設(shè)大石塊、植草磚、三維網(wǎng)墊等方式，本工程選擇在植草溝邊坡及溝底設(shè)置三維網(wǎng)墊種植草皮。

(3)機(jī)非分隔帶細(xì)部設(shè)計(jì)

為了削減路面徑流污染對(duì)沿線(xiàn)生態(tài)的破壞，本工程設(shè)計(jì)引導(dǎo)機(jī)動(dòng)車(chē)道范圍的徑流雨水優(yōu)先進(jìn)入機(jī)非分隔帶內(nèi)的綠化，經(jīng)截留、凈化后排入植草溝，在植草溝中進(jìn)一步截留、凈化、下滲，超量的雨水溢流至沿線(xiàn)綠化、農(nóng)田和水系。

本工程近期按四快二慢實(shí)施， 6 m機(jī)非分隔帶，遠(yuǎn)期擴(kuò)建為六快二慢，保留2.5 m機(jī)非分隔帶，因此，對(duì)于機(jī)非分隔帶內(nèi)的海綿設(shè)施設(shè)計(jì)也盡量考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合，避免廢棄工程，具體方案如下。

(1)結(jié)合道路縱坡設(shè)計(jì)，路緣石間隔30～40 m設(shè)置開(kāi)口，引導(dǎo)路面雨水流入分隔帶內(nèi)，并在開(kāi)口處設(shè)置石籠，內(nèi)填碎石，過(guò)濾凈化雨水；

(2)在遠(yuǎn)期保留的2.5 m機(jī)非分隔帶范圍內(nèi)設(shè)置生物滯留帶，低于路面20 cm，形成下凹，便于積蓄、凈化雨水；

(3)在生物滯留帶內(nèi)設(shè)置溢流雨水口(III型平式雨水口)，雨水口頂部標(biāo)高低于路面3 cm、高于生物滯留帶覆蓋層15 cm；從而保證中小雨時(shí)，雨水在綠化內(nèi)積蓄、凈化，而暴雨期間水位上漲，雨水可以通過(guò)溢流雨水口外排；

(4)一方面本工程道路等級(jí)較高，雨水下滲易破壞路基穩(wěn)定性；一方面，上海地質(zhì)特性決定了雨水下滲速度較慢，大面積的換填又較大的增加了造價(jià)；而本工程道路兩側(cè)有較寬的綠化可以利用，因此，本工程考慮結(jié)合道路盲溝設(shè)計(jì)，將分隔帶內(nèi)的下滲雨水通過(guò)道路盲溝收集引導(dǎo)排入外側(cè)的植草溝內(nèi)，通過(guò)道路外更大范圍的綠化下滲。

4結(jié)語(yǔ)

道路建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用海綿城市理念，其主要原則在于盡量利用紅線(xiàn)范圍內(nèi)的綠化，引導(dǎo)雨水徑流優(yōu)先進(jìn)入綠化范圍內(nèi)的海綿設(shè)施，從而促進(jìn)雨水的就地積蓄、就地下滲和就地凈化。在奉賢JH公路項(xiàng)目中在紅線(xiàn)范圍內(nèi)的綠色海綿設(shè)施主要作用于雨水凈化，下滲這一目標(biāo)將在綠線(xiàn)范圍內(nèi)得到實(shí)現(xiàn)。

但是，海綿城市系統(tǒng)發(fā)揮其設(shè)計(jì)功能的關(guān)鍵在于恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)營(yíng)和維護(hù)，而不僅僅在于設(shè)計(jì)研究；另外，海綿城市系統(tǒng)的管理也不是水務(wù)部門(mén)一個(gè)部門(mén)的工作，它需要多級(jí)政府的相關(guān)部門(mén)的相互合作，這樣才能有效地發(fā)揮其應(yīng)用的作用。因此，海綿城市的建設(shè)不僅對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了新的要求，對(duì)政府也提出了更高的目標(biāo)。

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Application of sponge city concept in road construction project

WU Ying-ying

(Shanghai Lin Tongyan & Li Guohao Civil Engineering Consulting Co., Ltd., Shanghai 200437，China)

Abstract:Since rapid urbanization and traditional construction ideas greatly interfere the natural ecological environment, it is an irresistible tendency that we promote the concept of sponge city in urban development. This paper, taking JH highway in Fengxian District of Shanghai as an example, introduces the application of concept of sponge city in the road construction project.

Keywords:sponge city; road construction; purification sewage interception

收稿日期：2016-03-15

作者簡(jiǎn)介：吳瑩瑩(1981-)，女，上海人，工程師， 主要從事給排水工程設(shè)計(jì)工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0170-02