海绵城市低影响开发

海绵城市

海绵城市的定义，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生[1]。

国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，将70%的降雨就地消纳和利用[2]。

海绵城市的建设实际上就是雨水开发的一种低影响开发系统。

低影响开发指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征，也称为低影响设计或低影响城市设计和开发。其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等(见图 1-1)。从水文循环角度，要维持径流总量不变，就要采取渗透、储存等方式，实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流量不变，就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。发达国家人口少，一般土地开发强度较低，绿化率较高，在场地源头有充足空间来消纳场地开发后径流的增量(总量和峰值)。我国大多数城市土地开发强度普遍较大，仅在场地采用分散式源头削减措施，难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维持基本不变，所以还必须借助于中途、末端等综合措施，来实现开发后水文特征接近于开发前的目标。

图 1-1低影响开发水文原理示意图

从上述分析可知，低影响开发理念的提出，最初是强调从源头控制径流，但随着低影响开发理念及其技术的不断发展，加之我国城市发展和基础设施建设过程中面临的城市内涝、径流污染、水资源短缺、用地紧张等突出问题的复杂性，在我国，低影响开发的含义已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。城市建设过程应在城市规划、设计、实施等各环节纳入低影响开发内容，并统筹协调城市规划、排水、园林、道路交通、建筑、水文等专业，共同落实低影响开发控制目标。因此，广义来讲，低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头削减、

中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能。

1 技术类型

低影响开发技术按主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化等几类。通过各类技术的组合应用，可实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等目标。实践中，应结合不同区域水文地质、水资源等特点及技术经济分析，按照因地制宜和经济高效的原则选择低影响开发技术及其组合系统。

低影响开发设施选用一览表：

2 单项设施

各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施，主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。

低影响开发单项设施往往具有多个功能，如生物滞留设施的功能除渗透补充地下水外，还可削减峰值流量、净化雨水，实现径流总量、径流峰值和径流污染控制等多重目标。因此应根据设计目标灵活选用低影响开发设施及其组合系统，根据主要功能按相应的方法进行设施规模计算，并对单项设施及其组合系统的设施选型和规模进行优化。

2.1 透水铺装

概念与构造

透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。

意义：

1) 表径流洪峰流量，减轻排水压力。由于透水性沥青路面可减少地面70%～80%的径流量，所以设置简单的路侧排水沟即可满足排水要集中降雨时透水路面能减轻城市排水管线的泄洪压力，减少地下的排水设施的建设投入。

2)提高行车安全性、舒适性。透水路面下雨时能较快消除道路的积水现象，大大提高行车安全性。反光现象减少后行车更加安全和舒适，尤其是在夜间，效果突出。

3)环保效益良好。透水路面具有良好的生态环境效益，主要体现在:可将雨水渗入地下，自然补充地下水资源，有利于植物的生长，维护地下水。经过路面和路基的截留、吸附、物降解等作用，净化径流，使其水质更好。

透水路面的孔隙率较大，具有吸音作用，与常规路面相比可减少行车噪声。

4)缓解城市热岛效应。透水路面可以起到隔热层的作用，因而缓解热岛效应。据报告，透水路面温度维持在35℃40℃，而常规密级配沥青路面温度则在60℃左右。

5)拥有系列色彩配置，更加美观。透水路面颜色中较丰富，有利于提高城市市容市貌，可以根据周围环境需要进行设计，具有较强的装饰性。

材料的选择

渗透性（透水）路面透水路面是由上至下均有良好的透水性，在表层采用孔隙率高的耐磨材料（如连锁砖、植草砖、水泥板块、砌石、透水性沥青），并以透水性较高的砂石为基层，则降水可由表层面材间的缝隙渗入地表以下，使得整体而言具有良好的透水性能。一般透水性路面的透水能力为正常土壤吸收雨水的60倍。

对于透水性路面，其主要性能参数是透水性、抗压性、耐磨性。同时，路面下基础层的蓄水度和土壤层的吸水能力也是此种路面渗透雨水的能力的相关因素。

透水性路面多采用透水沥青混合料、透水水泥混凝土、透水路面砖等多孔材

料来铺装面层。

1.透水沥青混合料：

透水沥青混合料常用于路表磨耗层，兼具磨耗与排水功能，加之所用集料级配为空隙率较高的开级配，故常称开级配磨耗层沥青混合料(OGFC)。透水沥青混合料所用粗集料为单一粒级且用量较大，而细集料与矿粉填料用量很少，从而形成骨架—空隙结构，空隙率可大于20%。透水沥青混合料的设计以经验设计为主，其排水、降噪等功能发挥的关键在于空隙率。

2.透水水泥混凝土

透水水泥混凝土属大孔混凝土，它采用单一粒级的粗集料，同时严格控制水泥浆用量，使其恰好包裹粗集料表面、但不致流淌填充其间空隙，这样便在粗集料颗粒间形成可透水的较大空隙。透水水泥混凝土通常不加砂，但也可加入少量砂以增加强度。

3.透水路面砖

目前我国透水路面砖品种较为繁杂，常见的有混凝土透水路面砖、自然砂透水路面砖、陶瓷透水路面砖等，其设计、生产方法不尽相同。混凝土透水路面砖和自然砂透水路面砖是将粒径相近的砂、石颗粒用无机胶凝材料或有机粘结剂搅拌混合后压制成型，形成带有通道孔的砖坯，再经养护而成;陶瓷透水路面砖是将粒径相近的陶瓷碎粒经配料压制成型，并预留通道孔，烧结而成。此外，近年来多孔混凝土透水路面砖在工程中的用量增多，其砖体透水孔隙的形成不是靠预留通道孔、而是在原材料中加入松香等发气剂，发气剂在制砖过程中因体积膨胀而形成连续孔隙，此种孔隙孔径较小、分布较均匀。

4.植草格

在人行道和停车场地面，非连续拼接块状或镂空的植草砖、连锁砖，这些框格状镂空模块铺在较厚的粗砾石之上，多孔的可渗透织物铺设在砾石之下，以防止土壤颗粒扩散进入砾石的空隙之中。模块中间植草，使雨水渗透到土层，使地表土既可渗水又可接触空气、，以利植物生长。草皮砖因有草类植物生长，能更好地净化雨水径流及调节大气温度和湿度，试验表明它对重金属如铅、锌、铬等有一定去除效果。框格状地砖铺设的可渗透路面，基本不存在堵塞问题，它在任何气候条件下都能较好的工作。然而砖块会因为受过多车辆的碾轧易发生沉降或错位现象。

注意事项：

（1）透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时，可采用半透水

铺装结构。

（2）土地透水能力有限时，应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。

（3）当透水铺装设置在地下室顶板上时，顶板覆土厚度不应小于 600 mm，并应设置排水层。

透水砖铺装典型构造如图 4-6 所示。