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摘要：市政道路排水系统是保证城市道路畅、安全的重要工程项目,高质量的排水系统可以提高城市化建设水平,对于防治城市的水体污染、防洪、排涝工程的建设具有十分深远的意义。本文依据工程实际状况，对分析海绵城市模式的市政道路排水系统设计状况，并对其工程所产生的效益进行探究。
关键词：海绵城市；市政施工；排水系统
前言
近些年,城市快速发展,导致了城市下垫面不透水面积不断增加,城市地表径流量不断增长,入渗减少,加之城市排水系统缺乏科学的规划, 存在管网排水能力不足、市政调蓄能力差、河道拥堵等诸多问题,造成多个城市地面积水难以排除,最终导致严重的内涝现象。"海绵城市"主要是指城市像海绵一样,于自然降水中极易吸收、储存雨水,并于需要水源补给的地区实现水资源补给，将此新型城市雨洪管理概念应用于市政道路排水系统设计是当前大趋势。
1.工程概况
设计道路是信息消费产业的聚集区，其定位为绿色、低碳、智能化的“信息消费”示范园区，园区用地以居住、综合产业、商业用地为主。设计道路等级为城市次干路，红线宽度为30m，全长1.5km，根据某市的海绵建设要求，道路设计径流总量控制率为70%，控制降雨径流深为26.8mm。
某市为2015年海绵城市建设试点城市之一，设计道路为海沧区信息产业园内第一条按海绵城市要求设计的道路。本工程在道路排水系统中融入低影响开发措施，对雨水进行有效控制，减少雨水径流直接排入附近水体，在控制径流量与径流污染的同时也缓解城市水涝、改善道路景观和生态环境、提升空气质量，将道路开发对周围自然环境的影响降低到最小，其目的是为了探索海绵城市建设理念与道路设计的结合方式，为类似城市道路排水工程设计的推广应用提供参考。
2.设计思路
设计道路所在某地区属南亚热带海洋性季风气候，年降雨量约1426.9mm，年均降雨天数多达136天，是典型的多雨城市，对于雨水的管理利用非常有必要。据道路地勘报告，设计道路沿线土层以种植土、粉质粘土为主，土壤的渗透系数比较大，同时地下水位较低，适合采用渗透性的措施。传统的道路排水系统将雨水口设置于机动车道边缘，路面雨水均由雨水口收集后排入市政管道。本次设计人行道以及非机动车道采用透水性铺装，雨水更多地自然下渗，同时将雨水口改造成溢流式，雨水口设置于两则绿化带内，并将绿化带在高程设计上低于市政路面，路面雨水经路缘石开口进入绿化带过滤、净化及下渗，因降雨强度大而来不及下渗的雨水则经溢流雨水口排至机动车道下的市政雨水管道。具体的雨水排放组织详见图1。
图1 雨水排放组织图
3.工程设计
3.1 道路横断面设计
设计道路标准断面为:2.0m(人行道)+2.5m(非机动车道)+3.0m(绿化带)+7.5m(机动车道)+7.5m(机动车道)+3.0m(绿化带)+2.5m(非机动车道)+2.0m(人行道)=30.0m。部分交叉口拓宽段断面为:2.0m(人行道)+2.5m(非机动车道)+3.0m(绿化带)+11.0m(机动车道)+32.0m(绿化带)+10.25m(机动车道)+3.0m(绿化带)+2.5m(非机动车道)+2.0m(人行道)=38.25m。考虑到行道树、路灯以及生物滞留设计均布置于两侧绿化内，因此本次设计加宽了两侧绿化带达到3.0m。设计道路横坡为1.5%，均倾向两侧绿化带，两侧绿化带做成下凹式绿地，其高程低于机动车道路面0.3m,内设高程低于路面但高于绿地的溢流雨水口。
3.2 生物滞留设施
生物滞留设施主要通过植物-土壤-填料的作用渗滤径流雨水，净化后的雨水渗透补充地下水或通过系统底部的穿孔收集管输送到市政系统或后续处理设施。生物滞留设施对于径流控制有着重要意义，研究表明，雨水花园通过土壤过滤与植物根系的吸收作用，可有效去除道路径流中大部分的污染物质，其去除率分别为:总悬浮物(TSS)80%、总磷(TP)40%、总氮(TN)30%、重金属离子(Cd、Pb、Zn等)50%、病原体70%。同时，生物滞留池能有效降低雨水径流流量，峰流流量可降低49%～59%，峰流的平均产生时间也被延迟5.8～7.2倍。
图2 典型道路横断面图
生物滞留设施是海绵城市模式道路排水系统的核心，包含进水系统以及主体单元。本次设计进水系统主要包括路缘石开口以及砾石缓冲带，根据道路的排水计算，路缘石口间隔为15m，开口长度为0.7m，开口设置格栅以阻隔路面垃圾。砾石缓冲带的尺寸为B×L×H=0.7m×0.5m×0.15m，粒径范围3～5cm。主体结构为:1.0m种植土+透水土工布+0.5m碎石层+透水土工布，碎石层内设透水软管接入绿地内的溢流雨水口，溢流式雨水口下游位置一道挡水堰，挡水堰采用卵石堆砌，顶宽为0.2m，底宽0.4m，高度0.3m。
图3 生物滞留设施断面图
本次设计在两侧绿化带内每隔30m设置一道挡水堰，将带状的下凹绿地划分成多个相对独立的生物滞留设施，以利于道路的雨水组织，减少短流。
图4 生物滞留设施平面图
3.3 透水铺装
图5 透水铺装结构图
热岛效应、径流污染和城市内涝等问题都与不透水的路面息息相关，而生态环保型透水性路面是缓解以上问题的有效途径。透水性道路是新型的路面结构,其对径流污染中的SS、COD均具有一定的去除效果，其去除效果与透水砖、透水层材料有直接关系。本次设计人行道以及非机动车道为透水路面，其结构为:0.08m彩色透水砖+0.03m厚中粗砂+过滤土工布+0.18m厚无砂透水砼+0.3m厚级配碎石。碎石层内设置透水软管，接往生物滞留设施内的溢流雨水井。
3.4 低影响开发设施运行管理建议
本次设计的低影响开发设计包括透水铺装以及生物滞留设施，透水铺装路面应尽量保持路面干燥，尽快清除表面泥浆等沉积物，每年至少检查一次路面，查看是否有裂缝、沉降、剥落、磨损及路基冲刷等状况，若有，应尽快维修。生物滞留设施维护建议见表1。
4.工程效益
本工程人行道以及非机动车道均采用透水性铺装，根据道路相关参数计算，本次设计道路雨量径流系数为0.61，有效地降低了道路的径流系数，减少路面雨水径流。同时本工程透水路面下设蓄水结构层，加上生物滞留设施的表面蓄水层以及结构蓄水层，每米道路约有1.8m3蓄水空间，折合降雨约60mm，可以有效降低内涝风险。
初期路面雨水污染的主要指标为:SS、COD、TP。本工程中透水铺装对SS的去除率约94%，对TP的去除率约为65%，对COD的去除率约83%。生物滞留设施对SS的去除率约85%，对TP的去除率约为60%，对COD的去除率约45%[11]。本工程透水铺装以及生物滞留设施的汇水面积占比分别为21%和79%，则本工程对SS的去除率约87%，对TP的去除率约为61%，对COD的去除率约53%，对于道路径流污染控制有着重要意义。由于缺乏对设计道路初期雨水水质以及排水系统末端雨水水质的监测，因此，具体的污染削减能力有待评估。
5.结束语
降雨强度较大、城市化效应突出、城市建设布局不合理、防洪排涝规划建设滞后、不透水面增多会引起的城市径流增大、城市水系及植被遭到严重破坏，"海绵城市"以生态平衡理念为基础,将其应用于城市排水系统中, 对城市化建筑的建设起到先导作用，并拉近自然生态系统与城市关系,促进人与自然和谐相处及发展。
参考文献
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【4】俞孔坚,李迪华,袁弘,傅微,乔青,王思思. “海绵城市”理论与实践[J].城市规划.2015(06)
论文作者:成晓辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：径流论文; 雨水论文; 透水论文; 道路论文; 机动车道论文; 城市论文; 绿化带论文; 《基层建设》2018年第13期论文;