深圳市龙岗区水务工程建设管理中心 广东深圳 518000
摘要：市政道路的排水系统直接关系着人们的日常出行以及城市的防洪排涝，对此需要认真对待市政道路的排水设计。本文结合工程实例，对海绵城市在市政道路排水设计中的应用进行探究，阐述了设计思路以及工程的一些具体设计，并分析了工程效益，旨在为市政道路排水系统的设计提供一定的指导作用。
关键词：海绵城市；市政道路；设计；效益
引言
近年来，在城市化进程不断加快的同时，自然水文的循环过程也遭到了破坏，传统的市政道路排水系统已不能满足城市快速排水的要求，导致了城市水资源短缺、内涝、水环境恶化等问题的出现，为此，需要探索新方法进行解决。而海绵城市理念的发展正好顺应了市政道路排水优化的需要，将其运用到市政道路排水优化设计中，可以有效实现吸水、蓄水、排水、利用，实现雨水资源化，有效地补充城市地下水及减轻城市内涝，进一步改善城市水环境，为城市的持续发展奠定良好的基础。
1.工程概况
设计道路位于某区信息产业园，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，根据海绵建设要求，道路设计径流总量控制率为65.8%，控制降雨径流深为27.6mm。
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
设计道路所在地区年降雨量约1427.9mm，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[1]。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
图2典型道路横断面图
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。
图3生物滞留设施断面图
图4生物滞留设施平面图
图5透水铺装结构图
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%[2]。
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。
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。
3.3透水铺装
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[3]。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。
表1 生物滞留设施维护表
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。此外，海绵城市人行道及非机动车道的建设，有效减少了重要路面雨水堆积、路面湿滑的问题，来往车辆与行人可放心通过，且对路表具有良好的保护，不会因雨水侵蚀而产成裂缝、路面变形的后果。
5.结语
总之，海绵城市在市政道路排水设计中的应用，不仅能够缓解市政道路排水压力，降低城市内涝发生的机率，而且对于国家社会建设能够充分利用雨水资源，改善城市生态环境具有着重要的作用。基于海绵城市模式下的市政道路排水设计应坚持因地制宜的原则，寻求最科学、合理、经济的设计方案，合理安排排水设施，以提高排水系统的实效性，同时也提高水资源的利用效率，为城市居民营造舒适安逸和可持续发展的生态环境。
参考文献：
[1] 徐佩,李明.“海绵城市”概念在城市排水设计中的应用探究[J].城市建筑.2015(15):20-20
[2]邓洁. 雨水花园在我国城市道路暴雨径流控制中的应用研究[J]. 中国水土保持，2011 (08)
[3] 杨芸.海绵城市理念在市政排水设计中的应用实践[J].现代商贸工业.2017(15):25-26
论文作者:艾石基
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：雨水论文; 径流论文; 机动车道论文; 透水论文; 道路论文; 路面论文; 城市论文; 《基层建设》2018年第6期论文;