曾清华
广东省基础工程集团有限公司 广东 广州 510620
摘要：为提升城市市政排水质量，在市政道路建设中充分引入“海绵城市”理念的雨水系统设计，既可以将雨水通过聚集、渗透、净化方式对城市内部水资源进行调节，还能够有效满足市政内涝防治和径流控制等功能，以实现城市发展过程中的生态平衡。现本文先解析海绵城市理念在市政道路雨水系统设计应用的重要性，然后通过应用实例分析其具体的雨水系统设计，实现市政吸水排水能力的建设，增加水资源的利用。
关键词：海绵城市理念；市政雨水系统；重要性；设计分析
前言
人们生活资源来至于水，但我国大部分地区水资源又比较缺乏，所以水资源的保护和开发再利用应该加大投入。而雨水作为淡水资源，应该切法合理进行收集和利用，不然就被白白地浪费。而且很多地区每年的径流量有80%左右集中在汛期，且夏季就有60%左右，雨水在不透水地面的阻碍下，加速了地表的径流量，从而降低了地下水的补给，使水资源更加缺乏。所以，市政道路路面范围内的雨水收集是非常可观，应该充分发挥海绵城市雨水系统建设这种新型的水资源构建系统，并遵循生态优先原则大力推行市政道路雨水系统设计，利用自然途径与人工措施有机地结合起来，在保证城市排水防涝安全的前提下，最大限度实现雨水收集工作，提高区域的雨水整体缓流效果，保护水资源及生态环境。
1 “海绵城市”理念在市政道路雨水系统设计中的重要性
在以往市政道路给排水系统中，对雨水的收集与处理是无法单独实施，而伴随城市建筑规模以及人口密度的日益增长，以致大量的建筑泥水及生活污水不断涌入地下管网，造成地表透水面积越来越小；同时，道路路面随着时间的推移，硬化程度越发厉害，当遇雨季暴雨天气时，雨水不能通过路面渗入地层，只能夹带着大量的生活污染物随地表径流冲刷受纳水体，发生因降雨量过大而导致市政下水道倒灌现象，不仅影响到人们的生活、出行，还严重污染水资源及威胁河流生态环境。故此，在新的市政道路建设项目中，有必要对给排水系统进行规划和设计，科学合理地减缓汛期地面径流量，解决雨水滞留问题，使雨水能及时流入地下市政管道，消除隐患，进一步加大城市的防洪排涝能力。
从另一个角度来看，近年来我国大力倡导海绵城市建设，即低影响开发雨水系统构建，每当下雨时能够将大量的雨水通过收集和循环系统进行自动净水、渗水、蓄水和吸水，不仅有效解决路面雨水积聚及堵塞问题，还可以提高水资源的循环和再利用。由此可见，海绵城市理念在市政道路雨水系统设计中应用是具有十分重要的意义，应该充分渗透到每一个市政建设项目环节中去，成为城市基础设施的重要载体，构建一个全新城市生态系统，逐步实现环境与经济的和谐发展。
2 海绵城市理念建设实例
本工程项目为某市主干道，路线全长约1570 m，双向六车道，按两侧用地规划增设1条公交车专用辅道，以方便快慢车辆交通分流。为完善该市内部的生态环境，以及加大防涝抗洪能力，本次市政道路雨水系统设计引入海绵城市理念，以“渗”、“滞”、“蓄”、“排”为原则优化各个设计环节，以减少雨水径流面源污染和促进雨水下渗，为居民提供洁净的水资源。
3 道路路面降水径流收集设施方案比选
在市政道路排水设计中，如果采用管道排水方案，在道路两侧分别敷设排水管道和设置雨水收集口方式，不仅可以减少雨水口管敷设的长度和路基填方的高度，还能够集中收集路面的雨水径流。而如果选用明沟排水方案，在机动车道外侧每相隔一段距离就要设置急流槽，集中排入两侧的绿化带下设置的集水沟里面，且集水沟须随道路设计坡度予以控制。对于路面降水径流问题，虽然这两个方案都能够实现集中收集，且均有防渗功能，但因市政道路两侧建筑物较多，交叉路口又多，若采用明沟方式，则集水沟在交通路口须增设过路涵洞，对下游集水沟的深度也需要相应加深，故加大了排水的难度。基于此，根据本工程的实际情况选用管道排水方案。经计算所得，该管道长度如在1 km范围内：设计管径D为500 mm；如1～2 km范围内：设计管径D为600 mm；如道路竖向低点两侧管道汇集后设计管径D应为800 mm，雨水可通过管道排入道路外侧设置的雨水集蓄再进行净化处理。
4 分析海绵城市理念的市政道路雨水系统设计
4.1 雨水系统总体设计思路
本次市政道路雨水系统改变以往的雨水收集方式，围绕海绵城市理念进行设计，并充分利用生物滞留、透水铺装、植草沟等措施，将马路面的雨水通过低影响开发设施控制雨水径流量、面源污染及排水防涝问题。总体设计思路分别是：①机非隔离带设置生物滞留带或下沉式绿地，使雨水流入后能够充分净化，并下渗后汇流到雨水管渠系统。②非机动车道、人行道道路设置透水路面，加大雨水的下渗能力。③行道树池设置生态树池。④道路红线外为建筑群，周边的雨水可通过人行道汇入机非隔离带中，再流入雨水系统中。⑤如果超过道路系统雨水量控制范围时，须转至其他系统予以解决。（如图1所示）
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图1 市政道路海绵雨水系统流向图
（1）下雨时的雨水，一方面，通过非机动车道的地表径流排入侧分带，以及通过人行道的透水砖流入边沟里面；另一方面，通过机动车道的地表径流分别进入绿化带的土壤和收集管并汇入积水井里面。在集水井中的雨水，便会集中流入到地下的市政管网当中；
（2）当降雨量加大时，侧分带收集的雨水一旦超量，机动车道的雨水就会通过溢雨水口流进市政雨水管网并排出；
（3）雨过后，管道储存的雨水就会自动流入到附近的土壤里，湿润绿化植物，降低灌溉用水，进而提升了城市水资源的利用率。
4.2 道路横断面设计
在符合道路基本功能设计要求外，尽量加宽绿化带，使雨水可以在道路范围内迅速流入生态滞留带，进而有效减少地表径流量。本次设计中，道路横断面一般从中央向两侧按顺序布设：机动车道、绿化带、非机动车道和人行道；并且采用科学合理的双坡排水方法予以改善，中间车道横坡向外倾斜，而两侧的人行道则向内倾斜，使下雨时的雨水能够快速通过收集口汇至地下雨水管，实现排出和收集地表雨水。（如图2所示）
图2 道路横断面图（单位：m）
4.3 生物滞留带
本次设计综合场地实际状况，选用下凹式生物滞留带，将侧分绿化带加宽到2.5 m，铺垫开口路缘石，在路缘石上预留豁口，使相邻车行道和人行道的径流雨水先滞留沟中，然后下渗到卵石层内的穿孔管进行收集。生物滞留带通常间隔20～30m就设置一处溢流雨水口，溢流口最大过流量为30 L/s。路缘石豁口可按以下公式计算：
式中L－豁口长度，m；Q－设计径流量，m3/s；Ko－经验常数，一般取0.718；S－纵向坡度；n－曼尔系数，一般可取0.016；i－路面横向坡度。
综合考虑，确定本次路缘石豁口的开口长度每间隔15 m设置1.5 m的路缘石豁口。若持水区蓄积的雨水超量时，就会通过溢流口汇入雨水管道系统，并排入市政管网。为避免生物滞留带的雨水淹泡植物时间过长，将会影响绿地植物的正常生长，确定渗透容积深度后，校核计算绿地的淹水时间，生物滞留带空池标准蓄水量排空时间t0为11.1 h，能够满足最大雨水排空时间24 h的设计。（如图3所示）
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图3 生物滞留带断面图
4.4 透水路面及植草沟
本次设计的非机动车道、人行道都布设了透水路面，以提升地面透水能力，使雨水能够下渗到地层。同时，在人行道从上而下铺设环保透水性地砖：联锁透水砖、中粗砂找平层、一层土工布、无砂透水混凝土、级配碎石，加大地下水的补给。经有关研究，透水铺装地面能够削减污染物，去除效果良好，可以达到地表水Ⅱ类的水质标准。此外，在非机动车道、人行道都布设了坡向绿化退线，因道路两侧的植草沟范围较大，均设置了雨水花园、雨水湿地等生态雨水设施，以便路面滞留的雨水能够通过植草沟进行收集、下渗。当降雨量较大或高坡绿地渗透饱和时，下渗不及的雨水就会顺着坡度汇入植草沟，并借助纵坡沿植草沟流向下游。
5总结
总之，海绵城市理念的市政道路雨水系统设计构建的城市系统可以在雨季、集中降水时发挥着重要的作用，使城市道路排水压力及洪水内涝得到缓解，并有效提升雨水资8源的再利用，进一步改善城市的生态环境，为城市的健康、持续发展奠定良好基础。
参考文献
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