基于海绵城市理念的市政道路排水改造案例分析

基于海绵城市理念的市政道路排水改造案例分析

发表时间：2019-05-27T17:26:20.417Z 来源：《城镇建设》2019年第03期作者：黄静岩

[导读] 本文以某市政道路排水系统改造为案例，对海绵城市理念在道路排水改造中如何应用进行分析与讨论。

深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司广东深圳518000

【摘要】海绵城市理念在市政道路排水系统中的应用，不仅仅体现在透水铺装的建设，更为重要的是道路内部渗水、集水和排水系统构建，以及路面、道牙预留豁口生物滞留设施、溢流设施以及雨水管线系统的衔接。对于城市道路排水系统建设，尤其是既有道路排水系统的改造，如何将海绵城市理念融入到排水系统改造中，已经成为道路排水设计的重点部分。本文以某市政道路排水系统改造为案例，对海绵城市理念在道路排水改造中如何应用进行分析与讨论。

【关键词】海绵城市;市政道路;排水设计

引言

随着全球气候环境的不断恶化，很多城市都经历了暴雨的袭击，尤其是深圳、厦门等沿海城市，甚至是临近海岸线的部分内陆城市，都没能逃过暴雨的侵袭，出现严重的城市内涝现象，严重影响城市居民的出行及居住安全。

海绵城市作为一种新颖且科学的雨水管理理念，通过使用海绵状储存，有助于有效储存水，清洁水，提高雨水的利用率，能够很好地缓解市政排水问题。为了提高城市排涝能力，应对自然灾害带来的风险，有必要加强海绵城市理念下的排水系统的建设。

一、工程概况

某城市道路道路总长3353.03m，是一条集交通和生活功能为一体的城市次干路，本次设计主要是针对项目自身的特点及海绵城市建设要求对原设计进行局部调整，一方面考虑节约造价，减少对已施工内容的影响，另一方面需要考虑方案的有效合理，以达到最优的效果。

本道路改造设计在道路工程施工图设计的基础上根据海绵城市建设理念，综合运用透水铺装、下凹绿地、植草沟、雨水花园、路缘石开口等措施来对道路进行改造，有效提高道路的雨水径流量控制和面源污染控制，达到海绵城市建设要求。市政道路设计首先要满足道路交通功能，在保证交通安全的原则下，进行低影响开发改造，达到规划要求的指标要求。

本次设计在实施建设过程中考虑最大程度减少对城市原有水系统和水环境的影响，市政道路类新、改建项目可按类别代码 S1 城市道路用地选取，其综合雨量径流系数按≤0. 60 进行控制，并采取促进雨水下渗的有效措施，以实现雨水资源综合利用的同时不增加径流量的低冲击开发模式。

二、改造方案

透水铺装:通过透水铺装改造，起到降低雨水径流、增加雨水渗透、净化雨水水质等一系列的生态效益。下凹式绿地:下凹式绿地为绿地高程低于路面的绿化方式，绿地内设置雨水口溢流设施，溢流面高程介于下凹绿地高程与路面高程之间。通过绿地的吸收、滞渗作用实现削峰调蓄，超标雨水则可通过溢流雨水口收集排泄至市政雨水管渠。雨水通过开口路缘石进入下凹绿地，再通过溢流雨水口回市政管道中。

（一）设计标准

根据该区域海绵城市建设实施方案与行动计划的要求，确定本次设计的雨水年径流总量控制率达到75%，对应的设计降雨量为32毫米。城市道路综合雨量径流系数≤0.60。设计城市防洪标准按照50年一遇，设计排涝标准采用20年一遇。

（二）计算公式:设计暴雨量计算

本次设计雨水根据分散就地排放原则设计，各段汇水面积较小，采用城市暴雨公式计算流量。设计暴雨径流量计算:

Q=∅×q×F(升/秒)

式中:ψ为径流系数，取值 0.67－0.78，本工程综合径流系数取0.70;F 为汇水面积(公顷);q为暴雨强度。

式中:t1 为地面集水时间(5～15 分钟)，t2为管道内水流时间(分钟)。

（三）设计主要内容

本项目为在建道路，本次改造主要根据其可行性、合理性进行改造。本次改造主要包含横断面改造及路面结构改造两方面内容。横断面改造主要将绿化带调整为下凹式绿地，路面结构改造主要将非机动车道调整为透水结构。

本次设计内容主要为道路范围内两侧绿化带、侧分带、中央分隔带及道路退线绿地内沉砂池、溢流雨水口、下凹绿地、雨水口连接管、植草沟、雨水花园等，原设计道路下雨水主干管不做调整。

道路两侧绿化带采用下凹绿地。人行道及辅道雨水先排至下凹绿地后再溢流排至雨水主管，通过“蓄、滞、净、排”综合作用，起到海绵城市效应。

1.下凹绿地设计

道路车行道两侧绿化带和侧分带均设计成下凹绿地，进水口低于设计机动车道边缘 5 厘米，绿化带面层低于机动车道边缘约 20 厘米。①每隔 12 米设置立缘石开口，车行道内雨水分段汇集进入下凹绿地内，在每个排水单元末端设置溢流式雨水口，将来不及入渗的雨水溢流排入市政雨水管道系统，下凹绿地内溢流式雨水口井座底标高高于下凹绿地 10 厘米。②在溢流式雨水口下游位置设置一道挡水堰，堰顶高程高于下凹绿地底面 10 厘米，挡水堰顶部铺设一层 5cm 厚鹅卵石。③下凹绿地碎石层中铺设 PVC 穿孔管，管径 DN200，开孔率不少于 2%。雨水径流进入下凹绿地后经过下凹绿地滞留、植物过滤截留和地下渗透等作用，可以降低地表径流流速，减少径流流量，从而起到调蓄峰流量的作用，同时可以增加雨水土壤入渗量和净化雨水水质的作用。下凹绿地选择适应性强、生长速度快、生物量大同时喜湿、

耐淹的植物。主要功能:蓄水、滞留、净化、排放雨水。

2.雨水花园

远期在道路两侧退线绿化带中设植雨水花园，布置宽度按3 ～5 米考虑，消纳滞留道路和绿化退线内的雨水。退线绿化内雨水花园间距为200m左右设一座，雨水花园蓄水有效水深0. 4m，面积 15 ～20 ㎡。雨水花园溢流口标高比雨水花园池底高50cm，比人行道标高低

10cm。主要功能:蓄水、滞留、净化、排放雨水。

3.植草沟

植草沟不仅可以作为输送雨水的流道，其中的植被对雨水还有滞留作用。土壤具有雨水渗透和过滤的作用，增大雨水阻力的同时也可以降低雨水径流的流速，延长雨水汇流时间，达到延缓洪峰出现时间，消减洪峰流量的作用。同时，植草沟构成的植被、土壤、微生物系统，可以有效去除雨水中的悬浮固体颗粒和部分溶解性的污染物。主要的功能为滞留、净化、排放雨水。

（四）控制指标计算

1.综合雨量径流系数

本次设计道路主要由人行道、非机动车道、机动车道、辅道、绿化带、侧分带、中央分隔带、退线绿化等组成，综合雨量径流系数通过加权平均计算得到。

2.雨水调蓄量计算

根据 75%年径流总量控制率为目标，本工程地区设计降雨量 32mm，市政道路综合雨量径流系数 0. 6，故年径流控制总量(即下凹绿地和生物滞留带应具有的调蓄容积)为:V = 10HφF=10x32x0. 6x16. 34 =3137m3。

本次设计道路的下凹绿地总面积 30170 ㎡，有效调蓄水深为 0. 1m，调蓄容积约 3017m 3 ;雨水花园总面积为 888 ㎡，有效调蓄水深为

0. 4m，调蓄容积约 355m3 ;则本次设计海绵城市措施总调蓄容积为 3372m3，能满足75%年径流总量控制率的目标。

三、结束语

本文结合工程实例，对市政道路海绵城市的给排水设计进行了分析和介绍，得到以下结论:对于道路海绵城市的给排水设计，应综合运用透水铺装、下凹绿地、植草沟、雨水花园、路缘石开口等措施来对道路进行改造，使其在雨水径流量控制和面源污染控制方面得到有效提高，达到海绵城市建设要求。

参考文献：

［1］国务院办公厅．国务院办公厅关于推进海绵城市建设的知道意见［A］． 2016．

［2］李光照．海绵城市需重视绿色设施及灰色设施建设［J］．中国勘察设计，2015(11):66 －69．

［3］孙芳．基于海绵城市的城市道路系统化设计研究［D］．西安建筑科技大学，2015．