發布時間：2022-03-11所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要 城市道路是城市空間的重要組成部分，也是徑流及其污染物產生的主要場所之一，城市道路海綿城市建設應采用凈、滲、蓄、緩排的系統模式。以廈門海綿城市建設試點區內某城市道路為研究對象，結合海綿城市設計標準，重點解析城市道路海綿城市系統設計和具體工程措施設
摘要 城市道路是城市空間的重要組成部分，也是徑流及其污染物產生的主要場所之一，城市道路海綿城市建設應采用凈、滲、蓄、緩排的系統模式。以廈門海綿城市建設試點區內某城市道路為研究對象，結合海綿城市設計標準，重點解析城市道路海綿城市系統設計和具體工程措施設計，校核了海綿城市建設指標完成情況，并提出了海綿城市工程設施維護及管理的相應要求。
關鍵詞 城市道路 海綿城市 年徑流總量控制率 生物滯留設施
0 前言
城市道路是城市空間的重要組成部分，在 城 市建設中占有很重要的地位。隨著城市化進程不斷加快，城市道路面積不斷增加，道路硬化用地面積占城市建 設 用 地 面 積 的15%～20%。目前 在 城 市 道 路建設中，以滿足城市道路功能為前提，在雨水控制和利用思路上主要體現了“排”，忽略了對生態保護的影響[1]，例如，大量的硬化地面減弱了雨水的滲透，雨季降水量大時容易形成洪峰，導致城市部分區域積水;同時，城市道路不透水面的大量存在，也助長了城市熱島效應[2];此外，城市道路是徑流雨水及其污染物 產 生 的 主 要 場 所 之 一[3，4]。因此，對 城 市 道路徑流雨水的控制尤為重要。
以廈門海綿城市建設試點區內某城市道路為研究對象，圍繞城市道路海綿城市建設理念，明確城市道路海綿城市設計標準，重點解析海綿城市系統設計和具體工程措施設計，校核了海綿城市建設指標完成情況，并提出了海綿城市工程設施維護及管理的相應要求，探討城市道路海綿城市方案優化設計，以期為城市道路海綿城市設計提供參考。
1 工程概況
1.1 項目概況
該城市道路位于廈門海綿城市建設試點區中西部，總體呈南北走向，本次設計長度650m。道路原狀機動車道寬7.5m，人行道寬3.5m，綠化退線寬8～10m，周邊地塊主要為廠區、綠化用地，改造前現狀見圖1。
本次設計主要圍繞海綿城市這一理念，改變傳統的雨水收集排放系統，即路面雨水→雨水口→雨水口連接管→檢查井→市政管網的“快排”系統，綜合運用透水鋪裝、路緣石開口、植草溝、生物滯留等工程措施，將路面的雨水通過低影響開發設施使其在雨水徑流量控制、面源污染控制和排水防澇方面取得效果。
1.2 設計標準
(1)雨水年徑流總量控制率。通過海綿城 市 方案設計，使本條城市道路年凈流總量控制率達到70%，即滿足26.8mm 雨水不外排的建設要求。
(2)雨水年徑流污染控制率。綜合考慮廈 門 市初期雨水污 染 實 際 和 城 鎮 排 水 受 納 水 體 水 環 境 容量，參考國內外城鎮初期雨水截流量，雨水利用設施的徑流污染控制以盡可能降低水環境污染為目標，同時考慮初期雨水處理設施規模。本次設計初期雨水截流量按照10mm 的降雨徑流量計算。
(3)排 水 防 澇 標 準。采 取 綜 合 措 施，有 效 應 對50年一遇暴雨。
2 海綿城市系統設計
2.1 整體方案
雨水管道均布置于道路中心線下，本 次 設 計 保留現狀雨水主管及檢查井，檢查井井蓋標高與設計路面標高保持一致。道路紅線寬度20m=2m(人行道)+2m(生物滯留綠地)+2.5m(非機動車道)+3.5m(機動 車 道)+3.5 m(機動 車 道)+2.5 m(非機 動 車 道)+2 m(生物 滯 留 綠 地)+2 m(人行道)，本方案雨水綜合利用主要是人行道及非機動車道采用透水鋪裝，道路兩側設置下凹式生物滯留設施，改造斷面見圖2。
2.2 生物滯留設施設計
將側分綠化帶加寬至2.5m，并做成下凹綠地，路緣石開口，收集、滯留機動車道的匯水。結合本次設計道路的實際情況，推薦采用生物滯留設施，復雜型生物滯留設施可通過化學過程、物理過程、生物過程有效去除徑流初期的污染物。
生物滯留設施結構剖面自上至下為持水區/沉砂池/擋水堰/雨水溢流井、種植土壤層、砂濾層、卵石層，詳見圖3所示。生物滯留設施中材料參數見表1。
結合景觀道路沿線兩側種植錢根喬 木 的 需 要，本次設計生物滯留溝種植土壤層厚度采用120cm。下凹式生物滯留設施主要負責收集和處理沿線相鄰車行道及人行道的徑流雨水。下凹式生物滯留設施收集的雨水 優 先 通 過 下 滲 進 行 水 質 和 水 量 的 處 理(下滲雨水通過卵石層內的穿孔管收集);超出下滲能力的雨水在持水區持續蓄積，超量雨水將通過溢流口(溢流口高出持水區底部20cm 或25cm)直接溢流至雨水管道系統。
生物滯留設施植物的耐淹時間過長將會影響綠地植物的正常生長，因此在滲透設施容積深度確定以后，需要用綠地的淹水時間進行校核。經計算，生物滯留設施空 池 標 準 蓄 水 量 排 空 時 間t0 =11.1h，滿足設計的最大雨水排空時間為24h。
2.3 非機動車道、人行道透水設計
為提高地面透水能力及考慮到環 保，采 用 透 水性硬化地面做法，是提高地面透水能力的有效途徑之一[5，6]。本項目非機動車道、人行道均采用透水磚材料，以便雨水入滲回補地下水，人行道采用環保透水性地磚鋪面，由上至下主要結構分別為：8cm 聯鎖透水磚、3cm 中粗砂找平層、一層400g/m2 土工布、15cmC15無砂透水混凝土、12cm 級配碎石，如圖4所示。
透水鋪裝地面削減污染物的去除效果明顯[7]，相關研究表明對 COD、BOD5、NH3-N、TP、TN、SS均有良好的去除效果，能達到地表水Ⅱ類水質標準。
非機動車道、人行道均坡 向 綠 化 退 線。道 路 兩側綠化退線范圍均較大，通過道路兩側的植草溝將路面雨水收集至退線內雨水花園滯留下滲。
2.4 附屬設施設計
2.4.1 路沿石豁口
生態滯留溝入流系統是生態滯留溝的一個重要組成部分，其結構可影響到生態溝的凈化效果、維護和使用壽命。
結合立箅式雨水口進水量綜合考慮，確 定 路 緣石豁口的開口長度確定為每間隔15m 設置1.5m的路緣石豁口。道路起點至道路樁號 K0+208段，由于設計道路坡度為1.78%，路緣石開口收集雨水難度比較大，本 次 設 計 道 路 坡 度 大 于1.5%段采 用環保雨水口收集路面雨水。設計路緣石為花崗 巖，C15混凝土后背，規 格 為15cm×80cm×130cm，本次設計路緣石開口為每15m 設置一處開口對路面徑 流 進 行 引 入，路 緣 石 開 口 尺 寸 為 80cm × 7.5cm，并設置鑄鐵格柵防止異物進入綠地。
2.4.2 溢流雨水口[9]
生物滯留設施間隔20～30m 設置一處溢流雨水口，當雨水超過海綿城市收納能力時，通過溢流設施排入市政管 網。溢流雨水口采用模塊混凝土結構，規格為680mm×1300mm，溢流口最大過流流量為30L/s。
2.4.3 沉泥槽
路緣石后側設置80cm×20cm×12.5cm 沉泥槽(PVC沉淀 槽)，沉泥槽采用鋼筋混凝土底座，底座規格130cm×30cm×20cm。
2.4.4 擋水堰
擋水堰采用卵石堆砌，頂寬為20cm，底寬40cm，高度20cm，基礎50cm 細石混凝土 墊 層。擋 水 堰設置于雨水溢流口下游，避免下游就近路緣石開口雨水造成短流，擋水堰根據雨水溢流口設置間隔約 為30m。城市道路雨水收集系統設計詳見圖5所示。
3 指標校核
3.1 雨水年徑流總量控制率校核
定義水量控制比率=(滲透量+空池最大蓄水量)/進水量，可知水量控制比率越高，說明溢流外排的徑流雨水量越少，當水量控制比率值≥1時，說明設施能夠完全控制設計范圍內的雨水量而不外排。另外，下凹式生物滯留設施空池標準蓄水量為水池在流入雨水溢流口所需要雨水量，超出空池標準蓄水高度的雨水通過雨水溢流口流入雨水管道系統。取機動車道徑 流 系 數 取0.9，則雙 側2.5生物 滯 留溝對雨水徑流量控制能力見表2。
相關知識推薦：城市立交與道路規劃論文投稿規劃類期刊
由表2可知，按照海綿城市要求年徑流總量控制70%設計降 雨 量 條 件 下 的 生 物 滯 留 溝 都 不 發 生溢流，能滿足海綿城市的徑流總量控制目標。
3.2 初期雨水污染的控制校核
設計按照 每 延 米 生 物 滯 留 溝 處 理 其 側 面 車 行道、人行道相應每延米的初期雨水量計算。另外，定義空池最大蓄水量為水池在不考慮下滲和溢流口外溢情況下的最大蓄水量。當空池最大蓄水量≥初期雨水徑流控制量時，說明設施能夠完全控制設計范圍內的初期雨水攜帶的污染物量。在降雨后期或者降雨停止后，設施內滯留的污染物將通過設施內的植物吸附分解，或土壤及填料的過濾等方式得以有效地去除。生物滯留溝對初期雨水污染控制能力見表3。由表3可 知，本次設計中的雙側生物滯留溝能夠完全控制設計范圍內的初期雨水污染。
3.3 滲透設施設計校核
生物滯留設施植物的耐淹時間過長將會影響綠地植物的正常生長，因此在滲透設施容積深度確定以后，需要用綠地的淹水時間進行校核。
3.4 排水防澇能力校核
本設計中采用的海綿城市工程措施不改變傳統設計中的雨水管道系統(雨水管道系統設計重現期標準為3年一遇)，雨水通過開口路緣石進入綠地，并在綠地沿線設置沉淀槽/沉砂池、溢流雨水口等排水構筑物，溢流雨水口與市政雨水排水系統相連，路面降水經過綠地滲透后利用雨水系統進行排放。
4 維護及管理
4.1 基本要求
(1)應建立健全低影響開發設施的維護管理制度和操作規程，配備專職管理人員和相應檢測手段，并對管理人員和操作人員加強專業技術培訓。
(2)低影響開發雨水設施的維護管理部門應做好雨季來臨前和雨季期間設施的檢修和維護管理，保障設施運行正常、安全運行。
(3)低影響開發設施的維護管理部門宜對設施的效果進行檢測和評估，確保設施的功能得以正常發揮。
4.2 生物滯留設施維護
應及時補種修剪植物、清除雜草;進水口不能有效收集匯水面徑流雨水時，應加大進水口規�；蜻M行局部下凹等;進水口、溢流口因沖刷造成水土流失時，應設置 碎 石 緩 沖 或 采 取 其 他 防 沖 刷 措 施;進 水口、溢流口堵塞或積淤導致過水不暢時，應及時情理垃圾與沉積物;調蓄空間因沉積物導致調蓄能力不足時，應及時情理沉積物;邊坡出現坍塌時，應進行加固;由于坡度導致調蓄空間調蓄能力不足時，應增加檔水堰或抬高檔水堰、溢流口高層;當調蓄空間雨水和排空時間超過36h時，應及時置換樹皮覆蓋層或表層種植土;儲水水質不符合設計要求時應換填填料;由于坡度大導致溝內水流流速超過設計流速時，應增設檔水堰或抬高檔水堰高層。具體維 護 頻率見表4。
5 結語
隨著海綿城市理念的迅速推廣，城 市 道 路 海 綿城市設計也從觀念和理念上逐步向工程落地方面發展。結合廈門海綿城市建設實踐，探討了目前 城 市道路海 綿 城 市 設 計 的 主 要 工 程 措 施，廈 門 在 以 后的研究中應增加相應監測設備，為定量評價城市道路海綿城市建設效果提供更為直觀的數據�？� 之，隨著工程實踐和基礎研究的進一步開展，再配合上一定的技術革新措施，城市道路海綿城市設計勢必走向一個新的高度。——論文作者：王 寧
參考文獻
張新會.城市雨水利用的意義.內 蒙 古 水 利，2011，(1)：115～1162
徐振強.中國特色海綿城市的政策沿革與地方實踐.上 海 城 市管理，2015，(1)：49～54
汪慧貞，李憲法.北京城區雨水徑流的污染及控制.城市環境與城市生態，2002，(2)：16～18
申麗勤，車伍，李海燕，等.我國城市道路雨水徑流污染狀況及控制措施 .中國給水排水，2009，25(4)：23～28
秦健.透水性人行道鋪裝結構設計和適用范圍.中國市政工程，2010，(5)：11～13，79
何衛華，車伍，楊 正，等.城市綠色道路及雨洪控制利用策略研究.給水排水，2012，38(9)：42～47
潘安君，張書函，等.城市雨水綜合利用技術研究與應用.北京：中國水利水電出版社，2010.225～230
唐紹杰，翟艷云，容義 平.深圳市光明新區門戶區———市政 道 路低沖擊開發設計實踐.建設科技，2010，(13)：47～55
SCISSCIAHCI
