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摘要：海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”。本文主要针对已建道路海绵城市设施改造的特点，提出了几种改造方案，以期为城市已建道路海绵城市改造设计提供借鉴和参考。
关键词：海绵城市；发展现状；设计思路；改造
引言
海绵城市的提出旨在解决我国水资源匮乏、水资源污染、水生态破坏、城市内涝等严重制约我国经济社会发展和城市居民生命安全等长期面临的突出问题。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。
1 国内外海绵城市建设发展现状
1.1 国外发展现状
英国政府采取“源头入手、一举两用”的多项措施，以立法手段，鼓励和推动居民住宅、社区、商业建筑和大型市政建筑设立雨水回收利用系统。有效的雨水回收利用系统提升了城市排水能力，增强了城市应对突发强降雨的能力。
法国境内不少主要城市的排水、防涝以及雨水循环处理的设计思路各具特色，形态不一。这些不同的地表水处理体系如同海绵一般，既使得城市免受了内涝之苦，又提升了雨水循环利用率。近年来，随着科技的进步，法国在对一些小型城镇进行水循环规划与管理时，采用了更多现代化的设计理念与技术。工作人员认为，弱化城市与水界限的设计规划思路未来或将成为业界潮流，让冰冷的混凝土河堤与水电站被设计精妙的植被与大片绿化带代替，既有利于城市内水的自然循环，也有助于环保，说到底，是实现人类与自然的和谐共处。
过去60年间经历的快速城市化进程，使得韩国首尔染上了区域性水循环恶化等都市病，首尔地区的地表不透水率增长了6倍，降水排水越来越多地依赖人工排水设施，削弱了自然水循环能力。为了改变这种局面，首尔市政府制定了《建设健康的水循环城市综合发展规划》，提出到2050年大气降水地表直接排出比例下降21.9%，地下基底排出量增长2.2倍，使年平均降水量的40%成为地下水的推进目标。为促进这一目标的实现，韩国政府采取了以下几项措施：一是以政府机关为先导，改善地表透水状况；二是引导城市拆迁改造工程优先考虑水循环恢复；三是提高雨水利用设施的普及率；四是引导市民积极参与水循环城市建设；五是加强水循环技术研究和制度建设。
近年来，日本处理雨水的思路正从单纯排放到排放与利用有效结合的方向转变。除新建大楼配套建设雨水储存设施外，各公园、学校周围都建有储水池。市政道路普遍采用透水铺装，同时尽量减少地面硬化，多留泥土地面。
1.2 国内发展现状
2013年12月，海绵城市的概念首次提出；随后，财政部、住建部和水利部等发布开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知；2015年4月，第1批海绵城市建设试点城市名单出炉。
2015年10月，由国务院办公厅印发的《关于推进海绵城市建设的指导意见》提出：“通过海绵城市建设，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到海绵城市建设要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到海绵城市建设要求”。
通过对第1批16个试点城市方案的研究，发现试点城市海绵体建设主要是从主要工程和重点地块出发，全市（县、区）范围的海绵体建设较为有限。海绵体建设与其他市政设施、公共服务设施相比，增量成本较低，如果采用绿色材料，甚至低于常规建设投入。与传统的城市排水管网建设相比，海绵体具有较好的低冲击建设效果，在设计、建设和材料应用等方面，均体现就地取材、依靠自然竖向和应用自然能力的特点。
2016年，海绵城市建设进入政策密集发布期。2016年4月，14个城市入选为第2批海绵城市建设试点城市。多个省份也陆续公布推进海绵城市建设的实施意见及相关工作细则。建设海绵城市已经成为城市建设的重要理念。
2 城市道路海绵城市设施设计思路
城市道路是城市空间的重要组成部分，道路硬化用地面积占城市建设用地面积的15%～20%；通过城市道路改造，如选用优质环保的路面材料、减少地表水污染、建设地表水调蓄系统等，最大程度地把雨水保留下来是海绵城市建设的重点。
传统的城市道路建设以满足城市道路功能为目的，雨水控制和利用主要体现为“排”。这种以“路面横坡收集—雨水口—市政管网”为主的道路雨水排放方式，主要有以下弊端：①道路径流雨水经市政管网直接进入河道，道路绿地不能有效地滞蓄雨水；②道路绿化浇洒需要消耗大量的自来水，加剧了水资源短缺的现状；③雨季地表径流量大幅度增加，洪涝灾害频发。
城市道路径流雨水应通过有组织地汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外的绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的LID设施进行处理（见图1）。
道路径流雨水宜首先汇入道路红线内的绿地，当红线内的绿地空间不足时，可由政府主管部门协调，将道路径流雨水引入道路红线外的城市绿地内由LID设施进行消纳。当红线内的绿地空间充足时，也可利用红线内的LID设施消纳红线外的径流雨水。LID设施应通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统相衔接，保证上下游排水系统的通畅。
对于新建城市道路，在设计方案之初，应该提出海绵城市建设的目标要求。根据目标要求，在设计方案初始阶段，从道路结构、竖向、径流收集方式、景观竖向及平面布置等方面，进行整体方案优化设计。
对于已经建成的城市道路，道路结构、横断面形式、道路横坡坡向、路缘石高度等都已成既定事实，改造工程量不宜过大。海绵城市设施改造要因地制宜，并通过技术经济比较后确定。在这种情况下“如何进行海绵城市设施的改造提升”是个难题。结合工程经验，笔者从海绵城市渗、滞、蓄、净、用、排方面，提出了几种改造方案。
3 已建道路海绵城市设施改造方案
3.1 中央分隔带改造方案
道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面及道路绿带与周边绿地的竖向关系等，以便于径流雨水汇入LID设施。
将中央分隔带改造成下沉式绿地，同时将机动车道横坡由坡向道路外侧改为坡向下沉式绿地，使机动车道路面径流雨水汇入下沉式绿地内。改造方案见图2。
为保证路面径流雨水能顺利汇入下沉式绿地，需将下沉式绿地两侧的路缘石改造成豁口式，或者将路缘石高度降低至与路面平齐的高度。同时废除原车行道两侧的传统偏沟式雨水口。
路面径流雨水在下沉式绿地内通过滞、蓄过程，延缓了集水时间，为保护路基，超量雨水应及时排除。因此需要在下沉式绿地中增设雨水溢流口及其连接管（见图3）。
3.2 机、非车行道分隔带及道路外侧绿化带改造方案
对于三幅、四幅路，机动车道和非机动车道之间有侧分带。
1）对于侧分带较宽（≥2.5m）的道路，将道路的侧分带改造成下沉式绿地，机动车道和非机动车道径流雨水进入下沉式绿地，经过渗、蓄后，超量雨水通过下沉式绿地内的溢流口排入市政管道。道路红线以外若有绿化带，可将人行道横坡改造为坡向道路外侧，人行道径流雨水排入道路外侧绿化带内（见图4）。道路外侧绿化带内可布置下沉式绿地、雨水花园、植草沟等海绵城市设施。
2）对于＜2.5m的侧分带，海绵城市设施可利用区域较小，渗、滞、蓄空间有限，改造性价比不高，这种情况下侧分带可基本维持现状，仅将非机动车道横坡改造成坡向道路外侧。非机动车道和人行道径流雨水排入道路外侧绿化带内。非机动车道径流雨水可通过2种方式排入道路外侧绿化带内：一种是将非机动车道路面高程抬高，与人行道顺接，雨水经人行道排入道路外侧绿化带内（见图5）；另一种是在人行道下设暗沟，在人行道与非机动车道之间的路缘石上每隔一定距离开孔，非机动车道路面径流雨水经过暗沟排入道路外侧绿化带内（见图6）。综合比较，人行道下设暗沟的方式工程量较小，现状人行道基本不受影响。
暗沟可采用箅沟式，也可采用暗沟式。箅沟式具有清通方便、维护管理简单的优点。暗沟式人行道外观较整齐美观。
3.3 雨水口改造方案
通过合理设计暗管与雨水口连接管的高程关系，可以使初期路面径流雨水先进入道路外侧海绵城市设施，超量雨水排入市政管道（见图7）。该方案基本不用改造现状道路，初期部分雨水经现状雨水口收集后，进入道路外侧海绵城市设施渗、蓄，收集的雨水量达到现状雨水口连接管高度时，超量雨水通过雨水口连接管进入市政管道。
4 结语
综上所述，海绵城市建设是一项重要的惠民工程，也是符合可持续发展战略的重要工程。本文针对已建道路海绵城市设施改造的特点，提出了改造中央分隔带、改变道路横坡、设置雨水口与道路外侧海绵城市设施的连接管等切实可行的改造方案，在实际应用中，应结合工程具体情况，经经济、技术比较后可综合采用多种方案的组合形式，以达到最佳实施效果。
参考文献：
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[2] 李自敏.南宁市体强路海绵城市改造建设措施方案研究[J].工程技术：全文版.2016（5）：00162-00163
[3] 李丽.市政道路海绵城市建设方案及其效益分析[J].建筑•建材•装饰.2016（12）
论文作者:郭世华
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/26
标签：雨水论文; 海绵论文; 城市论文; 道路论文; 径流论文; 绿地论文; 城市建设论文; 《基层建设》2017年6期论文;