盐城市北环路下凹式绿地排水系统设计
2016-05-14吴颜科王飞
吴颜科 王飞
摘 要：文章以盐城市北环路排水系统设计为例，探讨下凹式绿地道路排水系统布置、计算等内容，以期通过绿化带内的雨水调蓄功能来缓解城市水资源紧缺和城市防洪的严峻问题。
关键词：下凹式绿地；道路排水；雨水收集系统
1 工程概况
北环路地处盐城市亭湖区新洋经济区，道路全长约2300m，宽70m，横断面为：3.5m（人行道）+9m（辅道）+6.5m（侧分带）+12m（机动车道）+8m（中央分隔带）+12m（机动车道）+6.5m（侧分带）+9m（辅道）+3.5m（人行道），属于快速路。北环路南临公墓河，由于道路较长，为了减小雨水管道管径和埋深、降低造价，北环路排水设计采用下凹式绿地排水系统。
2 下凹式绿地排水系统特点
常规道路排水，雨水只能通过管道排除，容易形成内涝。下凹式绿地充分利用了土壤渗透能力。其工作原理：经道路横向坡度将路面雨水引入侧分带内，汇集到侧分带的雨水首先通过表层土壤下渗，未经下渗的积水超过一定高度时将通过溢流方式从雨水口排除。
3 下凹式绿地排水工程设计
3.1 设计参数的确定
（1）综合径流系数ψ
综合考虑工程造价、道路功能等因素，本工程道路绿化率为30%。有研究表明当道路绿化率为30%时，当暴雨重现期为2a时，下凹式绿地内积水有80%可以通过下渗方式排除。可以看出下凹式绿地对雨水的截留、渗流作用较大，可有效地降低综合径流系数。但目前尚无关于海绵城市径流系数的相关规定。本次设计以《室外排水设计规范》3.2.2条为依据，通过加权平均取综合径流系数为0.60。
（2）暴雨重现期
暴雨重现期是排水设计的重要因素之一，所选取暴雨重现期过小，将导致排水能力不足，容易发生积水。暴雨重现期选择过大，会导致工程造价增大。因此暴雨重现期的选择应依据排水设计规范并结合当地实际情况来确定。北环路为城市快速路，属于城市重要干道，一旦发生积水，对城市交通产生较大压力。根据《室外排水设计规范》（GB 50014-2016） 2014版3.2.4规定，暴雨重现期P取3a。
（3） 降雨历时t
地面集水时间t1的长短，应视汇水区域内是否存在雨水管网而定，雨水在管道中的流速比地面漫流流速大，因此汇水区域内存在雨水管网时，所用的集水时间t1较短。北环路两侧以新建居住小区为主，敷设有雨水管道，地面集水时间t1取10min。
3.2 开孔侧石设计
与常规市政道路排水不同，本次道路路面雨水通过开孔侧石汇入侧分带内。道路侧石孔洞是侧分带蓄水的一个重要过渡点，其大小将直接影响到路面排水能力。开孔侧石的设计是解决路面积水的保障，也是下凹式绿地设计中值得重视的内容。
考虑到美观要求以及施工方便，侧石孔洞采用圆形断面。从道路横断面可以看出，人行道、辅道、机动车道路面雨水经道路侧石孔洞汇入侧分带内（中央分隔带上方拟做高架，不考虑中央分隔带排水）。
本次设计孔洞直径为0.1m，孔洞间距为0.2m，孔前水深为0.04m（孔前水深参照图集06MS201中雨水口泄水能力相对应水深）。则湿周0.14m，过水面积0.0022m2，分别根据孔流和堰流计算其流量，取较小值为设计雨水量。
堰流流态下，孔洞过水能力Q1=1.25×0.14×0.041.5=0.0014m3/s； 孔流流态时，侧石孔洞过水能力Q2=0.67×0.0022×（2×9.8×0.04）0.5=0.0013m3/s。孔洞设计流量Q设计取较小值0.0013m3/s。每个孔洞汇集的最大雨水量Q0=q×ψ×F=q×ψ×L×（B人行道+B辅道）=0.00062m3/s 3.3 侧分带内雨水收集系统设计 道路范围内的雨水汇入侧分带后，主要通过侧分带下凹方式实现雨水的调蓄功能。侧分带下凹深度直接影响蓄水容量的大小，下凹深度较浅时，对削减暴雨洪峰流量作用影响较弱；而下凹深度过深时，不仅降低了道路的景观协调性，也为日常维护带来困难。因此本工程绿化带下凹深度选择25cm。 侧分带内布置平箅式双箅雨水口，间距为25-30m。雨水口箅面标高比侧分带标高高10cm。汇集到侧分带内的雨水首先通过表层土壤下渗，当暴雨强度较大时，超过雨水口箅面雨水通过雨水口排放至雨水管道。侧分带做法详见图3。 4 结束语 本工程将该理念引入市政道路工程中，对侧石孔洞、绿化带下凹深度、雨水口箅面标高进行了设计，在兼顾蓄水、防洪的同时，确保道路路面雨水及时排除。 参考文献 [1]张健林.下凹式绿地蓄渗城市路面雨水的试验研究[D].昆明理工大学，2007. [2]俞佳.一种新型城市道路雨水收集与利用系统的研究与设计[J].城市道桥与防洪，2011，9：219-222. [3]缪勤荣.下凹式绿化带优化市政道路排水研究[J].重庆建筑，2015，14（4）：25-27. [4]姚飞骏.雨水口的流量计算方法探讨[J].中国给水排水，2013，29（14）：45-48.
