海綿城市在珠海某道路建設工程中的應用

李智

摘? 要：近年來，城市暴雨帶來的自然災害問題日益顯著。海綿城市是新一代的城市雨洪管理概念，通過吸、蓄、滲、凈的方式，使城市能夠像海綿一樣，在應對雨水災害等方面具有更好的彈性。文章以珠海某市政道路改造工程為例，結合當地海綿城市建設要求，提出有效可行的海綿城市建設方案，對減少地表徑流、緩解城市內澇具有重要的意義。

關鍵詞：海綿城市;市政道路;低影響開發;植草溝

中圖分類號：U412.37 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）34-0171-02

Abstract： In recent years， the problem of natural disasters caused by urban rainstorm has become increasingly prominent. Sponge city is a new generation of urban rain and flood management concept， through suction， storage， infiltration， clean way， so that the city can be like sponges， in dealing with rain water disasters and other aspects of better elasticity. Taking a municipal road reconstruction project in Zhuhai as an example， combined with the requirements of local sponge city construction， this paper puts forward an effective and feasible sponge city construction scheme， which is of great significance to reduce surface runoff and alleviate urban waterlogging.

Keywords： sponge city; municipal road; low impact development; grass planting ditch

1 工程概況

本項目位于廣東省珠海保稅區，屬于市政道路改造工程。道路斷面為“3m人行道+16m車行道+3m人行道”，道路兩側有綠化退縮帶，總長度為860m。

珠海屬于南方濱海城市，河網分布密集、規劃綠地面積比例大，其自然條件適合建設海綿城市。珠海氣候具有降水豐富、暴雨強度大的特點，其海綿城市建設的其中一個主要目的是防治內澇。

2 設計依據

《海綿城市建設技術指南-低影響開發雨水系統構建》（試行）;《室外排水設計規范》（GB50014-2006）（2016年版）;《雨水控制與利用工程設計規范》（DB11/658）;《珠海市海綿城市專項規劃》（2015-2020）;《珠海市海綿城市規劃設計標準與導則》;《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》;《關于進一步加強“一書兩證”、施工圖審查階段海綿城市管控的通知》。

3 海綿設計目標

根據珠海市住房和城鄉規劃建設局《關于進一步加強“一書兩證”、施工圖審查階段海綿城市管控的通知》，結合《珠海市海綿城市專項規劃》、《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》、排水系統方案及相關規范，由于本項目屬于改建、擴建項目，研究范圍的規劃用地性質為工業用地、物流倉儲用地，本項目設計目標如下：

年徑流總量控制率設計目標：60%;年徑流污染去除率（以TSS計）設計目標：50%;管網設計重現期為5年一遇。

4 海綿計算方法

4.1 排水標準

（1）雨水量計算公式。根據《室外排水設計規范》，設計雨水量按目前我國普遍采用的公式計算，即：Q=qψF。式中，雨水設計流量Q（L/s）、設計暴雨強度q（L/s·hm2）、徑流系數ψ、匯水面積F（hm2）。其中，設計暴雨強度根據設計重現期P和設計降雨歷時t確定。

（2）設計重現期及設計暴雨強度。本項目屬于新建項目、新建區域和成片重建改造的區域，按重現期5年標準建設。根據《珠海市暴雨強度公式及計算圖表（2015年）》，重現期為5年的暴雨強度計算公式為：q=1750.494/（t+8.978）0.477。

（3）降雨歷時。降雨歷時 t 按以下公式計算：t=t1+t2。式中，t為降雨歷時（min）、t1為地面集水時間（min）、t2為管渠內雨水流行時間（min）;按《室外排水設計規范》，地面降水時間t1一般采用 5～15min。

4.2 雨水量計算參數

（1）海綿城市設計目標。本項目位于珠海保稅區，該流域的規劃控制目標為年徑流總量控制率達到60%。

（2）設計調蓄容積計算。根據《海綿城市建設技術指南》（第四章，第八節，2.1容積法）計算匯水分區的設計調蓄容積。計算公式為：V=10HΦF;式中：設計調蓄容積V（m3）;設計降雨量H（mm）;綜合雨量徑流系數Φ;匯水面積F（hm2）。用加權平均法計算道路的綜合雨量徑流系數φ，徑流系數取值參照《室外排水設計規范》和《雨水控制與利用工程設計規范》

4.3 雨水年徑流總量控制率的計算

Φ=（Φ綠地×F綠地+Φ硬化道路×F硬化道路+Φ透水鋪裝人行道×F透水鋪裝人行道）/（F綠地+F硬化道路+F透水鋪裝人行道）。根據住房城鄉建設部印發的《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》，年徑流總控制率為60%，對應設計降雨量H=21.6mm。由總控制容積公式V=10HΦF反推可得設計降雨量H。當H≥21.6mm，則達到海綿設計目標。

4.4 面源污染控制率的計算

本項目僅植草溝具有污染物削減效用。生物滯留草溝的污染物削減率為0.8，則年徑流污染物削減率=年總徑流控制率×0.8。

5 低影響開發（LID）方案

5.1 所需調蓄容積

由總控制容積公式V=10HΦF可得所需總調蓄容積V，以達到本項目的海綿城市設計目標，詳見表1。

由表1計算結果可知，本項目需要新建海綿設施，使其設計調蓄容積大于355.65m3，才能實現雨水年徑流總量控制率60%的海綿設計要求。

5.2 LID方案

本項目利用道路兩側綠化帶分別設置3m寬的植草溝。人行道坡向車行道，人行道雨水直接進入植草溝。人行道下方設置溢流井和排水連接管，車行道雨水通過雨水口收集后，溢流進入植草溝。雨水量較少時，雨水通過自然下滲被吸收;雨水量較大時，雨水進入植草溝內的溢流口，回流至雨水口排入市政雨水管道。從而實現海綿城市的建設目的。

5.3 植草溝設計

植草溝自上而下主要包括蓄水層、種植土層、礫石層。其中，植草溝下凹處標高低于路面標高45cm，植草溝內溢流口高于植草溝表面25cm。種植土層深度根據植物要求確定，本次取25cm。礫石層厚度取30cm，埋設一根DN200開孔滲水管（外包透水土工布），收集植草溝下滲吸附后的雨水。要求種植土的入滲率不小于150mm/h，并滿足《海綿城市建設技術指南》相關要求。植草溝溝槽兩側及底部均以一層土工布包裹，種植土層與礫石排水層之間以兩層土工布隔開。植草溝剖面圖見圖2，控制容量見表2。

5.4 雨水年徑流總量控制率與面源污染控制率

道路雙側建設3m植草溝后，由總控制容積公式V=10HΦF反推可得設計降雨量H為60.00mm，即年徑流總量控制率為87%。年徑流污染物削減率為：87%×0.8=69.6%。

5.5 縱坡分析

根據道路縱斷面設計圖，本項目道路縱坡大于0.50%，道路縱坡較大，應考慮縱坡對LID設施調蓄體積的影響，建議在道路縱坡i≥0.5%路段的植草溝設置擋水堰，布置間距為10m。

6 結論

本項目海綿設施選用3m植草溝，建設在道路兩側綠化帶。道路雨水均進入植草溝內，先經過下滲被土壤吸收凈化，待植草溝吸水飽和后，再進入市政排水管道，從而達到控制徑流、凈化雨水的目的。本項目建成后，在道路范圍內，雨水年徑流總量控制率為87%，年徑流污染物削減率為69.6%，達到珠海市海綿城市的設計目標。

參考文獻：

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