廈門集美軟件園市政道路LI D技術指標Pear s on分析與研究

關廣祿

（廈門中平公路勘察設計院，福建 廈門 361000）

1 引言

目前，我國大多數城市均存在內澇現象，而城市雨洪內澇災害與城市水文環境和水循環過程密不可分[1-2]。水文地理環境是低影響開發（LID）空間的基礎依據，因此，在開發建設過程中應根據城市水文空間系統與城市地理空間系統的對應關系，分析城市用地高程、自然匯水空間與地表徑流特征，確定LID開發過程規模及空間[3]。在遵循生態優先等原則下，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護[4-5]。

2 項目概況

廈門集美區位于地處東經117°57′~118°04′，北緯24°25′~24°26′，集美軟件園三期地處集美灌口-后溪生態綠楔最南端，集美新城中心區北側，廈門北站片區西側，灌口小城鎮東側（見圖1）。年平均降雨量在1 200 mm左右，風力一般3~4級，常向主導風力為東北風。片區道路綜合運用下凹式綠地、透水鋪裝、路緣石開口等方式對片區道路進行LID設計。

圖1 地理位置圖

3 技術研究

3.1 設計標準

集美軟件園三期片區已進行海綿建設詳細規劃，共計劃分10個徑流控制單元，徑流總量控制率范圍為65%~75%，具體各分區控制指標詳見圖2。

3.2 排水組織

車行道雨水流經路緣石開口[6-7]進入下凹式綠地，超標雨水則經溢流口泄入市政雨水管道；人行道及非機動車道主要由自身透水鋪裝部分下滲，或排入側分帶，超標雨水亦由溢流井排入雨水管道。排水組織分析詳見圖3。

圖2 規劃徑流控制單元

3.3 路面透水鋪裝

透水鋪裝在調蓄徑流總量控制率及污染控制率方面具有較大貢獻，其中污染控制率（以SS計）高達80%~90%[8]，鑒于機動車道透水鋪裝設計復雜，施工難度大，路基存在滲水隱患，本工程僅于人行道及非機動車道處設透水鋪裝。路面結構詳設計見圖4和圖5。

圖3 排水組織分析圖（單位：cm）

圖4 非機動車道結構設計圖（單位：cm）

圖5 人行道結構設計圖（單位：cm）

3.4 下凹式綠地

污染物在下凹式綠地中的去除主要是通過過濾沉淀作用，對SS、COD和重金屬均有較好的去除效果，可以滯留雨水中93%的SS，當坡度較緩時，效果則更好[9]。鉛離子的平均去除率能達到17%~41%，銅離子的平均去除率能達到34%，鋅離子的平均去除率能達到75%~91%[10-11]，Deletic[12]的研究表明，下凹式綠地對TN和TP去除率為60%以上。本工程設計綠化帶結構從上至下依次為60 cm種植土層、10 cm砂層、40 cm礫石層，種植土層一般由60%~85%砂子，5%~10%有機成分，不超過5%黏土（滲透系數不小于1×10-5m/s）等成分混合而成，并于礫石層底部設穿孔PVC管以排除超標滲透雨水，詳細結構層詳見圖6。

4 討論與分析

4.1 設計結果相關性分析

依據《廈門市海綿城市建設技術規范》（試行）徑流控制率相關計算公式[13]，本次設計根據道路寬度及位置選取10條代表性道路進行計算分析，結果詳見表1。

根據上述結果，徑流總量控制率范圍為62%~79%，基本滿足規劃要求。對上述結果進行相關性分析，可得結果詳見表2。

由Pearson相關性結果可得，徑流總量控制率與路線長度及寬度存在一定的相關關系，無顯著性相關特征，與透水鋪裝面積在顯著性水平α=0.01上極顯著性相關，與綠化帶面積在α=0.05水平上顯著性相關。該結果表明，在道路LID建設過程中，相對綠化帶而言，透水鋪裝部分在徑流總量進行調蓄時貢獻較大，該現象主要形成原因是片區道路透水鋪部分厚度為42 cm，同時寬度為7~12 m，且孔隙率為10%~30%，在下滲過程中形成了一定容積的下滲調蓄空間，導致其調蓄空間相對3~4 m寬下凹綠地（設計積水10 cm）更大。徑流污染控制率與透水鋪裝面積及綠化帶面積均在α=0.01水平上極顯著性相關，與路線長度及路基寬度無顯著性相關關系，表明徑流污染主要受道路透水鋪裝及下凹綠地鋪設范圍影響，該研究結果與《廈門市海綿城市建設技術標準圖集（試行）》（廈2016-J-1）中透水鋪裝污染控制率（以SS計）80%~90%，雨水濕地50%~80%相一致，且與Deletic的綠地徑流污染去除率60%以上研究結果相符合。

同時，徑流污染控制率與徑流總量控制率極顯著性相關結果表明，在工程實際中，能夠以徑流總量控制率作為市政道路LID設計控制指標，即與相關規范中以徑流總量控制率為主要控制目標相一致。

圖6 下凹式綠地結構設計圖（單位：cm）

表1 指標計算結果一覽表

表2 道路參數與徑流控制率Pear s on相關性分析

4.2 工程合理性分析

本次為對片區設計結果進行合理性分析，主要選取徑流控制率偏低的支路支四路、支五路、支六路、橫三路延伸段、次干路軟三橫路、誠毅大街6條道路為例進行分析，與周邊地塊屬性統籌設計，依據片區土地利用規劃，設計結果詳見表3。

表3 規劃片區年徑流總量控制率計算指標一覽表

表3結果表明，其中支六路徑流控制率結果較高，參考4.1節研究成果，主要與其道路橫斷面組成有關，透水鋪裝與綠化帶部分占道路面積比例達到60%以上；其余支路綠化設施主要為樹池，本次為避免樹池后續運行造成點源污染，未進行生態設計，故橫三路延伸段、支四路西段、支五路、支五路等道路僅由透水鋪裝部分及樹池自身下滲進行調節，其徑流控制率體現較低水平，僅為23%~25%，在與徑流控制單元綠地統籌加權設計后，加權設計結果滿足各徑流控制單元徑流總量控制率要求，達到了80%以上，結果詳見表3。

綜上所述，設計片區內各道路與周邊綠地統籌規劃實施后，均可達到其控制單元內徑流總量控制率要求，結合4.1節研究成果，設計成果與規范[13]及相關文獻[12]基本保持一致，故本工程LID設計成果具備一定工程合理性，對相關道路LID建設具有一定借鑒意義。

5 結論

1）集美軟件園三期片區市政道路LID建設過程中，以透水鋪裝及下凹式綠地設計為主，透水鋪裝由上至下依次為透水磚或透水瀝青面層，透水混凝土，級配碎石。

2）流污染控制率與徑流總量控制率在α=0.01水平極顯著性相關，徑流總量控制率與透水鋪裝寬度在α=0.01水平上極顯著性相關，與綠化帶寬度在α=0.05水平上顯著性相關，相對綠化帶而言，透水鋪裝部分在徑流總量進行調蓄時貢獻較大。

3）集美軟件園三期片區內各道路與周邊綠地統籌規劃實施后，徑流總量控制率達到了80%左右，滿足其控制單元內徑流總量控制率65%~75%的要求，具備工程合理性，對市政道路LID建設具有一定工程借鑒意義。