市政道路海綿城市建設(shè)方案及其效益分析

李麗

摘要：探討了常規(guī)市政道路海綿城市建設(shè)方案，根據(jù)近期住建部發(fā)布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）》、《海綿城市建設(shè)績效評價(jià)與考核指標(biāo)（試行）》定量分析了臨沂市北城新區(qū)二期市政道路海綿城市效益，以期為海綿城市設(shè)施在臨沂及國內(nèi)其他地區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：海綿城市；市政道路；低影響開發(fā)；徑流總量控制率

前言

針對我國城市化過程中的地表水環(huán)境惡化、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)加劇、初期徑流污染嚴(yán)重等問題。海綿城市的雨洪管理理念應(yīng)運(yùn)而生。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水加以利用。海綿城市建設(shè)可將自然途徑和人工措施相結(jié)合。在確保城市排水防澇安全的前提下。最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化。

本文以臨沂市北城新區(qū)二期項(xiàng)目為例。探討了市政道路海綿城市建設(shè)思路及建設(shè)方案。并以年徑流總量控制率與年徑流污染控制率兩個(gè)指標(biāo)為依據(jù)，定量評價(jià)了市政道路海綿城市效益。

1.市政道路海綿城市系統(tǒng)建設(shè)方案探討

1.1技術(shù)措施的選擇

根據(jù)國內(nèi)各城市海綿城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。市政道路中海綿城市相關(guān)技術(shù)措施見表1。

1.1.1透水鋪裝

透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝。透水磚鋪裝和透水水泥混凝土鋪裝適用于廣場、停車場、人行道以及車流量和荷載較小的道路，如建筑小區(qū)道路、市政道路的非機(jī)動(dòng)車道等。

1.1.2下凹式綠地、生物滯留設(shè)施

下凹式綠地和生物滯留設(shè)施是目前國際上流行的雨水徑流管理設(shè)施，可通過植物、微生物、以及土壤的化學(xué)、物理、生物作用去除非滲透鋪面徑流中的污染物。實(shí)現(xiàn)徑流水質(zhì)及水量的控制。不同于人工濕地，下凹式綠地、生物滯留設(shè)施可在較短時(shí)間內(nèi)排空集水區(qū)域內(nèi)地表徑流，具有適應(yīng)范圍廣、占地少，環(huán)境生態(tài)效益顯著的特點(diǎn)。已成為美國能源與環(huán)境設(shè)計(jì)先鋒獎(jiǎng)評定標(biāo)準(zhǔn)（LEED）推薦的首選技術(shù)。其主要適用于道路綠化帶、停車場、密集建筑等附近區(qū)域。

1.1.3植草溝

植草溝指種有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水。具有一定的雨水凈化功能，也可作為生物滯留設(shè)施、濕塘的預(yù)處理設(shè)施。同時(shí)植草溝也可與雨水管渠聯(lián)合應(yīng)用。場地豎向允許且不影響安全的情況下可代替雨水管渠。植草溝適用于建筑與小區(qū)內(nèi)道路、廣場、停車場等不透水地面的周邊，城市道路及城市綠地等。

1.2臨沂市北城新區(qū)二期道路海綿城市系統(tǒng)建設(shè)方案

1.2.1建設(shè)思路

通過人行道、專用非機(jī)動(dòng)車道透水鋪裝、生態(tài)樹池及分隔帶下凹式綠地或生物滯留設(shè)施構(gòu)建市政道路的海綿城市系統(tǒng)。市政道路海綿城市系統(tǒng)的構(gòu)建可以將“綠色排水系統(tǒng)”與“市政管渠系統(tǒng)”結(jié)合到一起。從而有效的控制徑流污染，削減徑流流量。同時(shí)溢流口與市政雨水系統(tǒng)的連接也保證了區(qū)域的排水安全。

1.2.2北城新區(qū)二期市政道路概況

臨沂北城新區(qū)二期道路系統(tǒng)規(guī)劃形成快速路、主干道、次干道、支路四級道路系統(tǒng)，區(qū)域內(nèi)共32條市政道路。道路紅線寬度20-60m不等。區(qū)域內(nèi)道路總面積約480.0hm2?？偩G化率（紅線范圍內(nèi)）為15.3%，根據(jù)各道路綠化率及透水鋪裝的可建設(shè)比例加權(quán)得到道路平均綜合徑流系數(shù)為0.72。

2.市政道路海綿城市效益分析

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）》和《海綿城市建設(shè)績效評價(jià)與考核指標(biāo)（試行）》要求，徑流總量、徑流峰值和徑流污染是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的主要規(guī)劃控制目標(biāo)。其中徑流總量是首要控制目標(biāo)。通常采用年徑流總量和年徑流污染控制率作為評價(jià)設(shè)施效益的主要指標(biāo)。

2.1年徑流總量控制率

指南中根據(jù)我國不同地區(qū)氣候特征、土壤地質(zhì)條件的差異，將臨沂地區(qū)劃定為Ⅳ區(qū)，要求年徑流總量控制率為70%-85%。據(jù)統(tǒng)計(jì)。臨沂市城市年徑流總量控制率對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量見表2。

本文根據(jù)相關(guān)原理與計(jì)算得到各道路的總徑流調(diào)蓄容積。從而確定該調(diào)蓄容積對應(yīng)的控制降雨量、年徑流總量控制率詳見表3。由表中統(tǒng)計(jì)可知，各道路海綿城市設(shè)施的總調(diào)蓄容積為73232m3?？刂平涤炅糠秶鸀?2.5-31.9mm。平均年徑流總量控制率約為62.0%。

2.2年徑流污染控制率

徑流污染控制是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的控制目標(biāo)之一。根據(jù)非滲透性地面徑流污染特性研究。徑流事件平均濃度中值為：COD 205 mg/L。BOD5 68 mg/L，SS 185 mg/L，NH4+-N 3.14mg/L，TP 0.40mg/L，TN 7.23 mg/L，這表明國內(nèi)地表徑流污染嚴(yán)重，污染程度遠(yuǎn)高于國外。在城市徑流污染物中，SS與其他污染物指標(biāo)具有一定的相關(guān)陛，通常用SS作為污染物控制指標(biāo)。

由上文可知。臨沂北城新區(qū)二期各市政道路海綿城市設(shè)施平均年凈流總量控制率為62%。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，下凹式綠地、生物滯留等低影響開發(fā)設(shè)施均可有效去除徑流中SS。去除率約為70%-95%。本文以80%的平均SS去除率。由下述方法估算設(shè)施的年SS總量削減率。

年SS總量削減率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS的平均削減率。

計(jì)算得到。北城新區(qū)二期各海綿城市道路平均年徑流總污染削減量約為49.6%（以SS計(jì)），表明道路海綿城市建設(shè)具有較好的徑流污染控制效果。

3.結(jié)論

分析表明。北城新區(qū)二期道路平均年徑流總量控制率約為62%，年徑流污染削減量約為49.6%（以SS計(jì)），具有良好的海綿城市效益。但區(qū)域內(nèi)大多主干道由于其紅線內(nèi)可利用綠化率較低。徑流總量控制效果相對較差。應(yīng)根據(jù)用地規(guī)劃于道路周邊綠化區(qū)域合理配置植被緩沖帶、植草溝、生物滯留設(shè)施和滲透塘等低影響開發(fā)技術(shù)措施?？傮w實(shí)現(xiàn)70%-85%的年凈流總量控制目標(biāo)。