关于海绵城市建设技术措施“渗”之使用的探讨100

关于海绵城市建设技术措施“渗”之使用的探讨

摘要：随着城市化的快速发展，城市不透水区域面积逐年增加，阻断了雨水的

下渗通道，改变了区域雨水循环过程，导致洪涝风险增加、径流污染加剧、水资

源流失、地下水补给涵养能力降低等问题。建设具有自然积存、自然渗透、自然

净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要途径。文章重点就海绵城市建设技术

措施中的“渗”技术的使用进行探讨。

关键词：海绵城市；透水铺装；雨水滞留

由于城市下垫面过硬，改变了原有自然生态本底和水文特征，因此要加强自

然的渗透，把渗透放在首位。通过具有渗透功能的设施在源头分散的就地拦蓄雨

水径流入渗，既可以节约水资源，缓解市政排水压力，又减轻了对土壤的侵蚀和

水土流失，有利于水土保持，涵养地下水，美化生态环境，是海绵城市建设中重

要的技术措施和手段。

一、海绵城市的概念

国际上通常以构建低影响开发雨水系统作为海绵城市的衡量标准，一个成功

的海绵城市建设须在应对洪涝灾害等方面具备较好“弹性”。当城市遭遇暴雨时，

可以在短时间内实现雨水下渗，而在城市长时间不降雨时，又可将地下蓄存的水“释放”并加以利用。由此可见，海绵城市自然积存、自然渗透、自然净化的特征，与实现人与自然和谐发展的生态城市建设理念不谋而合，也是构建社会主义生态

文明的题中应有之义。

二、海绵城市中渗的适用条件

以下条件禁止使用：①雨水入渗场所应不引起地质灾害及损害建筑物；②

可能造成陡坡坍塌、滑坡灾害的场所；③自重湿陷性黄土、膨胀土和高含盐土等特殊土壤地质场所。适用条件为：①采用土壤入渗时，土壤渗透系数宜大于10-

6m/s，且地下水位距渗透面高差大于1.0m；②当入渗系统空隙容积计为调蓄设

施时，应满足其入渗时间不大于12h；③地下建筑顶面覆土层厚度不小于

600mm，面层为透水层或绿地，且设有排水片层或渗排水管时，可计为透水铺装层；④除地面入渗外，雨水入渗设施距建筑物基础不宜小于5.0m；⑤当雨水入

渗设施埋地设置时，需在其底部和侧壁包覆透水土工布，土工布单位面积质量宜

为200-300g/m2，其透水性能应大于所包覆渗透设施的最大渗水要求，并应满足

保土性、透水性和防堵性的要求。

三、海绵城市建设中“渗”技术典型应用设施

（一）透水铺装

目前，主要使用的透水铺装分为两大类，一类是现浇整体铺筑，比如透水混

凝土、透水沥青混凝土、聚合物混合料大孔隙透水铺装（PPM）等；整体现浇铺

筑施工速度快、造价较低、选择范围广，能够与周围环境形成有机的统一和协调，其中彩色透水混凝土、透水沥青混凝土、聚合物混合料大孔隙透水铺装（PPM）

在人行道和广场的铺筑中应用较为广泛。一类是预制件铺装，比如混凝土透水砖、陶瓷透水砖、聚合物砂基透水砖等。预制件铺装有混凝土透水砖、陶瓷透水砖、

聚合物砂基透水砖等。混凝土类透水砖和陶瓷类透水铺装均采用大孔隙透水结构，透水速率快，但无过滤功能。聚合物砂基透水砖具有微孔渗滤功能，路用性能较好。对于透水铺装材料的选取而言，主要集中在如何解决孔隙大小与透水性、透

水时效性、强度耐久性、造价等相矛盾的问题，但大孔隙具有易堵塞、透水年限短、无过滤功能，不满足“自然净化”的生态功能，易造成海绵城市建设配套系统

失效。高分子聚合物可以明显提高铺装材料的强度、耐磨、冻融等物理力学性能。因此，将高分子聚合物作为胶凝剂或外掺剂来研究透水铺装是一个发展趋势。大

孔隙生态透水铺装明显存在固有的缺陷，而砂质微孔渗滤铺装结构具有多功能属性，能够克服大孔隙类生态透水铺装的系列缺陷。大孔隙透水铺装材料虽然造价

较低，但在规范规定使用年限内翻新次数较多，不能满足海绵城市对透水铺砖的

要求。砂基透水砖等微孔渗滤结构，尽管存在生产质量控制难、采用进口设备成

本高和产品价格高问题，但综合比较其应用效果，明显优于大孔隙类透水铺装产品。

（二）渗排一体化管道

渗透排放一体化管道系统是建筑生态化、资源化的一种全新的系统工程，以

雨水渗透和存贮为目的，兼具排水、抑制洪灾功能，具有良好的节水功能和环境

生态效益。城市绿地雨水井可采用渗井形式，雨水管采用渗管形式，通过地表、

渗管和渗井多层次立体渗透，达到加快地表水入渗和吸收的作用。公园绿地内的

径流雨水污染较轻微，雨水井可全部采用渗井形式。防护绿地内的径流雨水污染

较小，可通过植草沟、沉淀池等对径流雨水进行预处理后溢流入渗井。城市广场

内的径流雨水污染较严重，不宜采用渗井。

（三）环保型塑料模块渗渠

塑料模块渗渠一种主体由储水模块组合形成承力骨架，外包土工布构成的集

水渠。渗渠具有很好的排水能力，同时兼顾蓄水能力。降雨过程中径流雨水通过

雨水收集管道汇集或者通过级配碎石入渗进入模块渗渠内储存，待降雨结束之后

可以直接从指定的取水口抽取回用，也可通过渗透的方式慢慢向底部及周围土壤

渗透，有利于水土保持，涵养地下水源，提升地下水位。

（四）雨水滞留设施

雨水滞留设施是一种有效的雨水储蓄与净化处置技术，也是一种生物滞留设施。雨水滞留设施通常建在道路两边、城市广场、花园小区、河道两侧等，建造

地理位置在汇水面最低的地方，方便雨水的汇流。雨水滞留设施有单一形式的雨

水滞留设施和多功能形式的雨水滞留设施，单一形式的雨水滞留设施功能形式的

雨水滞留设施由两种及以上雨水滞留设施组成，一般会根据雨水收集利用目标选

择不同的形式。雨水滞留设施结构形态不同，功能差别明显。雨水质量设施种繁多，常见结构形式有雨水花园、下凹式绿地、渗透塘、湿塘、蓄水池等。以下经

分析雨水花园和下凹式绿地。

1.雨水花园

雨水花园是“海绵城市”建设低影响开发措施的重要方式之一，被广泛应用于

雨水蓄滞带和净化领域。雨水花园一般建在地势较低的区域，由耐淹植物、蓄水层、树皮覆盖层、树皮覆盖层、种植填料层、砾石层组成。雨水花园根据是否在

底部做防渗和是否埋设穿孔管，分为自然入渗式和外排式，自然入渗式底部无任

何防渗措施，雨水下渗和蒸发是滞留雨水的主要排空方式，此类雨水花园通常建

在花园小区、公园内，体积较小；外排式雨水花园底部需做防渗处理，通常铺设

防渗透膜，并埋设穿孔管，雨水下渗至底部时通过穿孔管排出，适合运用在小区、停车场、道路等空间。雨水花园具有通过沉淀吸附作用、生物降解作用去除雨水

中的污染物质的作用，还具有消纳小面积汇流的径流雨水、削减洪峰流量、涵养

地下水的作用。某小区利用雨水花园可以收集雨水量83653m3，可以有效吸纳雨水，减轻城市排水管网负荷。陈舒等通过人工模拟实验研究发现，雨水花园对径

流中化学需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）、总氮、总磷的去除效率最高