低影響開發雨水系統在市政道路設計中的應用

張翼

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東　濟南 250101）

低影響開發雨水系統在市政道路設計中的應用

張翼

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東濟南 250101）

基于低影響開發理念在市政道路工程設計中的實踐，歸納總結了市政道路進行低影響開發設計的主要流程以及主要指標的核算方法，有關經驗可供相關專業人員參考。

低影響開發；雨量綜合徑流系數；雨水徑流總量控制率

0　引言

2015年3月27日，濟南市以總分第二的成績成功入圍“國家海綿城市建設試點城市”。此次海綿城市建設試點，是按照習近平總書記“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，由財政部牽頭組織，中央財政給予專項資金補助開展的。海綿城市建設試點城市申報成功，有利于濟南市緩解泉水枯竭、減少城市內澇、補充城市水源、消減水質污染。

海綿城市是指城市具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能，能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，提高城市防洪排澇減災能力、改善城市生態環境、緩解城市水資源壓力。

1　工程概況

鳳凰路南起二環南路東延，北至濟樂高速連接線，全長約13 km。鳳凰路聯系東西向快速路網，可提高快速路網的通達性，使車輛能夠迅速進出快速路網。南端與二環南路東延相連，北端遠期與濟樂高速連接線相連，可服務長距離交通，加強組團之間的聯系，因此具有承擔通過性交通的功能。

2　下墊面分析及水文地質條件

2.1下墊面分析

工程范圍內，降雨受水面主要有：

不透水的瀝青混凝土路面、透水的人行道和綠道以及綠化。

其中不透水的瀝青混凝土路面約占60%，透水的人行道和綠道約占16%，綠化面積約占24%。

2.2水文地質條件

沿線第四系地貌單元由南部的山前傾斜平原向北過渡到山前沖洪積平原。地勢南高北低，地形較為平坦，道路縱坡0.3%。

第一層為雜填土，局部為素填土；

第二層為黃土，南端500 m范圍內具有輕微濕陷性（非自重性）。土的滲透系數為1.0×10-5cm/s，小于規范中對透水路面的要求（1.0×10-4cm/s）。

第三、四層分別為粉質粘土、粘土。

場地內第四系地下水主要為第四系孔隙潛水，由大氣降水補給，埋藏較淺，勘探期間在鉆孔內測得地下水靜止水位埋深3.20～5.20 m，相應標高25.35～28.36 m。

3　系統構建

“源頭減排——小排水——大排水”綜合系統構建。

（1）“源頭減排”

“源頭減排”即低影響開發，指在城市開發建設過程中采用源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術，實現城市良性水文循環，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復城市的“海綿”功能。

（2）“小排水”系統

“小排水”系統即傳統的管道排水系統，一般包括雨水管渠、調節池、排水泵站等傳統設施。

（3）“大排水”系統

“大排水”系統由地表通道、地下大型排放設施、地面的安全泛洪區域和調蓄設施等組成，主要為應對超過小排水系統設計標準的超標暴雨或極端天氣特大暴雨的一套蓄排系統。

4　總體目標

根據《海綿城市建設技術指南》我國大陸地區年徑流總量控制率分區見圖1，濟南市位于分區中的Ⅳ區，控制率70%～85%。通過對濟南市氣象站提供的近30 a 20-20時逐日降水量資料（不包括降雪），統計分析得出濟南市年徑流總量控制率與設計降雨量之間的關系，見圖2，同時可分別計算出濟南市不同設計降雨量對應的年徑流總量控制率及不同年徑流總量控制率對應的設計降雨量，見表1、表2。綜合以上統計結果，達到指南中要求控制率在70%～85%間對應的設計降雨量為23.1～42.1 m m。

圖1　我國大陸地區年徑流總量控制率分區圖

圖2　濟南市年徑流總量控制率與設計降雨量之間的關系

根據《濟南市雨水控制與利用技術指南》，在試點區之外，人行道、廣場鋪裝及非機動車道的透水鋪裝率不小于70%；年徑流總量控制率不小于70%。根據鳳凰路實際情況，年徑流總量控制目標確定為75%。

5　設計方案

5.1結合地形豎向設計，設置綠道

鳳凰路外側將人行道納入到綠地當中，給行人以良好的林蔭環境，綠帶外側綠帶結合園路和場地進行地形處理，外側多設置下凹式綠地和植草溝，收集地表雨水徑流，增加雨水下滲，部分路口節點綠地高于節點和道路，以豐富地形以形成良好的視線關系。

5.2植草溝（滲、蓄）

在沿園路及鋪砌路面附近設置低于周邊鋪砌地面或道路在200 m m以內的綠地。根據植物耐淹性及土壤的滲透性能，下凹深度在200 m m左右。并結合實際情況設置適量的雨水口以保證暴雨時徑流的溢流排放。

5.3雨水滯留塘（滲、蓄）

下沉式綠地根據綠帶的寬度及周邊高差，局部設置形成具有一定的調蓄容積且可用于調蓄和凈化徑流雨水的綠地（類似生物滯留設施、滲透塘調節塘等）。為保證景觀效果，形式上采用雨水花園的處理，下沉綠地與地形結合，形成雨水收集空間，同時在下凹綠地的低點結合設置了覆蓋層，種植土層，礫石層等。

5.4古槐廣場設計

主要通過建設旱溪，滯留塘，PP蓄水模塊，透水鋪裝等低影響開發的設施，并將雨水調蓄設施與景觀相結合，給游人打造開放式的景觀游園。滯留塘深度約0.4 m，并設置溢流井，超量雨水通過溢流井進入雨水管道。

5.5透水人行道

人行道分自由式綠道和平行式人行道兩種，均采用全透水結構。

5.6機非隔離帶

機非隔離帶做下沉式綠化帶，寬度2.5～3.5m，蓄水深度20 cm。

表1　濟南市不同設計降雨量對應的年徑流總量控制率

綜合道路系統工藝流程見圖3。

圖3　道路系統工藝流程圖

6　指標核算

綜合雨量徑流系數及調蓄容積的計算見表3、表4。

表2　濟南市不同年徑流總量控制率對應的設計降雨量

表3　綜合雨量徑流系數計算

表4　調蓄容積計算

7　措施效果分析

通過采用一系列低影響開發的措施，道路綜合雨量徑流系數降低為0.58，調蓄總量約為4 187.46 m3，滿足雨水年徑流總量控制率75%要求。

TU992.03

B

1009-7716（2016）09-0158-03

2016-06-13

張翼（1983-），男，山東濟南人，工程師，從事道路橋梁的設計工作。