海綿城市理念在市政道路工程中的應用探析

范卓越 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

隨著經濟、科技的快速發展，在我國城市化進程不斷加快的同時，一系列的“新城市病”也隨之而來，生態環境問題成了全民關注的重點。海綿城市作為新一代雨洪管理理念，一經提出便成為廣泛研究與實踐的熱點，《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》中指出海綿城市建設的核心是實現控制徑流污染、預防內澇災害、雨水資源化及城市生態修復等綜合目標。在城市建設過程中，通過科學合理配置“綠+灰”基礎設施，以“慢排緩釋”“源頭分散”為控制方法，構建城市彈性系統，實現雨水徑流的“滲、滯、蓄、凈、用、排”。

1 傳統市政道路排水存在的問題

道路系統作為城市基礎建設的重要組成部分，在城市發展過程中必不可少，其用地面積一般可達城市總用地面積的20%左右。隨著城市硬質化地面不斷擴張和蔓延，道路成為產生徑流及其污染物的主要場所之一，綠化面積小、徑流污染大，產匯時間短、徑流量大。傳統的市政道路排水主要是以排為主，忽略了對徑流污染、防洪排澇、雨水資源化等方面的控制，給城市水系統帶來了諸多不良影響。

1.1 路面徑流污染直接排放，破壞生態環境

傳統的城市道路雨水排水系統一般為“路面雨水匯集→雨水口收集→市政雨水管網排放”，雨季時，在這種快排模式下，道路徑流污染及周邊部分地塊污染物被帶入水體或河道，破壞水體生態，造成水體富營養化、黑臭水體等現象，給環境帶來不良影響。

1.2 水資源浪費

高速發展中的城市大都以水泥、瀝青、硬質鋪裝為下墊面，這種完全粗放式、高硬質化建設使路面滲透性能減弱，雨水失去自然下滲的過程，使產流速度及徑流量加大，地下水沒有獲得很好的補充，雨水未經利用就排放，造成水資源嚴重浪費。

1.3 排洪壓力增大，局部積水嚴重

隨著城市化發展大步向前，在城市建設的同時，對地表環境的結構與功能影響越來越大，軟性透水性下墊面逐漸被不透水表面所覆蓋，削弱了雨水的滲透能力，降雨量大時易導致雨水排放不暢，路面積水、內澇災害等問題，長時間積水不僅破壞路面結構的完整性，還直接影響行車舒適性，阻礙城市的正常交通。

2 海綿措施在市政道路中的應用

海綿城市建設是未來城市水系統建設的重要發展模式，強調自然途徑與人工措施的有效結合，在城市建設過程中采用源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等多種技術手段，提高雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，實現城市良性水文循環，維護、促進城市的生態平衡。

將海綿城市理念引入市政工程建設，在保障交通安全與排水系統基本功能的前提下，優化城市道路的生態排水，加強生態體系保護。常用的海綿建設措施主要有透水磚鋪裝、下沉式綠地、生態樹池、生物滯留帶、蓄水池、滲井、環保型雨水口等海綿措施，通過整體分析，因地制宜，將一個個小海綿體搭配組合，連接成片，實現有效控制徑流污染，緩解城市內澇，提高水資源利用率，增強城市滲、滯、蓄、排及適應環境的能力。

3 以銅陵市某城市道路為例

3.1 工程概況

該道路位于銅陵市開發區，地處安徽省南部，屬于北亞熱帶濕潤季風氣候，雨量豐沛，氣候多變，降水年際變化大，春季南北氣流交鋒頻繁，造成雨水偏多，常出現低溫連綿陰雨天氣。該設計道路為新建城市支路，紅線寬度20m，道路橫斷面為：3m（人行道）＋2×7m（車行道）＋3m（人行道）＝20m，總體呈東西走向，周邊主要為商業、住宅、綠化用地。

城市道路不同于小區、廣場和公園，由于面積、場地、安全性等因素的限制，將海綿城市理念融入市政工程建設中時，應因地制宜，結合項目實際情況，科學合理地運用各項措施。經過分析，本次設計采用透水鋪裝、生態樹池及植草溝、環保型雨水口等海綿措施，加強雨水徑流的滲、滯、蓄作用，從而控制雨水徑流量、削減地面徑流污染、實現雨水資源化利用。

3.2 人行道透水鋪裝

在海綿城市建設實踐中透水性鋪裝是實施措施的重點，也是降低地表徑流的重要措施之一，主要采用透水鋪裝新材料或者傳統材料改變鋪設形式，增大空隙率，增加路面的透水效果。一般透水鋪裝面層材料有透水性路面磚、透水性瀝青混合料、透水性水泥混凝土等。因地制宜地設置透水性路面，具有一定的削峰減排作用。在人行道鋪設透水性地磚，這種磚本身可滲水，而且磚與磚之間也采用透水性填充材料拼接，工程簡單易操作，可實施性強。本次道路設計對人行道采用透水性鋪裝，設計結構為6cm透水磚（面層）＋3cm中砂（整平層）＋15cm級配碎石（基層）＋20cm中砂（墊層）。

圖1 海綿道路橫斷面示意圖

圖2 透水鋪裝結構示意圖

3.3 生態樹池

目前，大多城市行道樹是由簡單的四個側壁和一個蓋板組成，只能保持樹池的清潔和避免樹根處的水土流失，不能很好地利用水資源，也起不到凈化的作用。本次結合項目特點及行道樹位置，在人行道栽種的樹木的樹池內，利用透水材料或格柵類裝飾性材料覆蓋其表面，在不影響道路結構防水需求及景觀綠化效果的前提下，樹池表面高度略低于鋪裝地面，條件允許時可設置小型儲水單元（如圖3），雨水通過樹池初步過濾后進入儲水池內，使其能有效地參與地面雨水滲透、收集，延緩地表徑流峰值，增加雨水的利用效率。生態樹池相對于下凹式綠地、雨水花園開發措施具有透氣、透水、環保，并且占地面積小，應用靈活，可以根據實際情況分散設置等特點。

圖3 生態樹池示意圖

3.4 植草溝

植草溝是低影響開發模式在雨水利用方面一種較簡便的運用技術，雨水通過流經具有過濾作用的植被土壤層而進入到地下排水系統或自然土壤層中，可收集、輸送和排放徑流雨水，并具有一定的雨水凈化作用。

在道路紅線兩側綠線范圍內設置植草溝，城市硬化地面的設計高程高于綠地高程約0.05m～0.25m，植草溝斷面采用倒拋物線形，從上到下依次為20cm～30cm種植土＋60cm砂質土＋75cm礫石＋素土夯實（壓實度90%）。植草溝邊坡坡度比為1:3，縱坡結合道路坡度設為2%。地表徑流通過植草溝滯留、植物過濾和滲透，在徑流過程中滯滲一部分降水，同時多數懸浮顆粒、污染物和部分溶解性污染物得到有效去除。植草溝設置暗管，超蓄超滲雨水溢流進入排水暗管，排至市政雨水管網或下游自然水體。

植草溝措施的運用不僅可以促進雨水入滲，補充地下水，節約水資源，還可凈化地表徑流，減輕城市面源污染，在調節區域氣候，遏制熱島效應方面發揮積極作用。

圖4 植草溝示意圖

3.5 環保型雨水口

雨水口作為道路排水系統的起端，是連接地表與地下管網的重要節點。城市道路上的雨水均由雨水口進入排水管道，在雨水排放過程中起著重要作用，也是非點源污染進入水體的源頭,因此，雨水口是海綿型道路建設過程中的重要關注對象。

本次設計采用環保型雨水口，結合初期雨水處理技術，將雨水篦子的過水和截污功能分離，在雨水篦子下方增設截污掛籃裝置和專用濾磚。濾磚由礫石和活性炭等配比而成，可凈化雨水，同時具有防蚊蟲防臭和擾流的作用。這種簡易的雨水口截污凈化措施，在不改變傳統雨水口結構的基礎上，有效調控道路雨水徑流，達到凈化初期雨水，且不影響雨水正常排放的效果，可以控制徑流污染，緩解黑臭水體，日常安裝維護便捷。

4 結束語

圖5 環保型雨水口示意圖

海綿城市技術體系仍在不斷探索和研究階段，各城市在進行海綿應用時應充分尊重當地的自然條件及建設特征，把握宏觀系統與微觀參數的協調性。將海綿城市理念及措施科學、合理地融入到市政道路建設過程中時，應以相關規劃、設計標準為基礎，在保障道路基本功能及結構穩定性的前提下結合實際情況，因地制宜選擇合適的海綿措施，通過構建多個小海綿體來充分發揮海綿技術的作用，提升排水系統的運行效率，滿足城市發展需求，加強生態系統的穩定性，促進城市生態文明建設穩步向前。海綿理念的實踐與運用對我國城市低影響開發、可持續發展具有重要的現實意義。