崇明海绵城市建设中道路雨水系统技术应用分析

1 崇明水文地质基底

崇明岛是典型的河口沙岛，由长江泥沙历年淤积围垦而成。沿岛东部、北部滩涂发育，仍在不断淤涨成陆。全岛地势低平，地面高程一般在 3.2～4.2 m 之间(吴淞基面，下同)，约占总面积 64.88%。4.2 m 高程以上约占总面积32.72%。

崇明水务局提供的水质监测资料显示：崇明岛有28个监测断面，2009 年共监测 336 次，其中 I 类水质的监测断面不存在，Ⅱ 类水质的监测断面占 25.0%，III 类水质占48.9%，IV 类水质 22.2%，V 类水质占 2.1%，劣 V 类水质占 1.8%。全年水质总合格率 73.9%，II～ IV 类之间的水质占 96.1%。从近几年崇明岛内河水质监测情况分析可知，岛内河道水质总体较好，但仍有部分水域水质为 V 类甚至劣 V 类。在 2016 年上海市管监测的 16 个河道断面中，13 个断面水质不达标。

2 海绵城市技术应用规范

城市用地面积增加，造成城市水源污染问题日趋严重。城市饮用水源和其他环境水体受污染威胁程度加大、种类增多，需要修建更多大型污水处理设施，达到更高的污水处理水平。

为缓解上述矛盾，基于对崇明水文地质基底的认识，“生态优先”是崇明海绵城市建设应遵循的原则：在确保城市排水防涝安全的前提下，将自然途径与人工措施相结合，最大程度地实现雨水在城市区域的渗透和净化，从而促进生态建设和环境保护。

2.1 建设海绵城市适用的标准和导则

GB/T 50378─2014 《绿色建筑评价标准》和《上海市海绵城市建设技术导则(试行)》均给出了海绵城市建设的指导意见。GB/T 50378─2014 中有大量涉及海绵城市的条文规范，如果能够完全实现可得 21 分(一般绿色二星建筑得分为总分 60 分以上)。

《上海市海绵城市建设技术导则(试行)》给出了海绵城市的建设指导思想、控制目标、建设方法及步骤。该导则通过详尽的技术措施描述，配合建设设计图集，全面阐述了“渗、滞、蓄、净、用、排”的技术应用规范。对绿地系统的建设给出了下凹式绿地、雨水花园、植草沟、雨水湿塘、人工湿地、绿化隔离带、植被缓冲带、广场、小区道路、市政道路的建设方法和步骤。对排水设计给出了具体的技术参数和技术图，特别对目前较为普遍的径流污染控制(以悬浮物 SS 的控制率计)措施，给出了控制率要求。

2.2 河湖海绵城市建设的相关规定

《上海市海绵城市建设技术导则(试行)》有关条款要求河湖海绵城市建设应遵循功能安全、生态优先、统筹兼顾、因地制宜、综合治理的原则，重点突出对城镇径流污染的治理与河湖水质和生态功能的提升，并应符合下述规定：

(1) 建设范围为水体两侧陆域控制线所辖范围，包括蓝线范围和绿化带。

(2) 建设治理的对象包括排入水体的城镇径流污染、河湖中动植物的自然环境和滨岸绿化带等。

(3) 城镇径流污染，应经过陆域缓冲带排入水体；污染较重时，应通过渗透或净化后再排入水体。

(4) 滨岸绿化带宜设计为陆域缓冲带，具有缓冲、拦截、吸附、水土保持等生态服务功能。

(5) 河湖水体应通过增强水体的连通和流动与生态治理，恢复健康良性的水生态系统，强化水体的净化功能，改善水体水质。

(6) 根据排入河湖的污染物特性和水体监控要求，可在排口末端和水体内设置监测与监控设施。

具体技术落实主要包括生态护岸材料和形式的选择、陆域缓冲带、水域生物群落构建和已建硬质护岸绿色改造等。

3 陈家镇道路雨水系统构建案例

陈家镇国家实验生态社区位于陈家镇东滩大道南侧，北陈公路东侧，规划面积为 4.5 km2，是崇明创建国家可持续发展实验区的低碳试点社区。为指导低碳社区建设，在国家科技部、上海市科委的支持下，形成了崇明陈家镇国际生态实验社区的“建设导则”。遵循该导则的要求，陈家镇国家实验生态社区进行了相关的市政设施建设。从 2009 年开始建设以来，基本完成了中心河道琵鹭河以北的市政路网建设。以下重点介绍陈家镇国家实验生态社区城市道路雨水系统的构建情况。

3.1 道路雨水系统建设思路

陈家镇国家实验生态社区的城市道路径流雨水系统建设思路：通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内，并通过设置在绿地以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的雨水滞留设施进行处理；已建雨水管线通过在排入河道入浜口加设截污井、弃流井对排入河道雨水进行预处理后排放。该生态社区城市道路雨水系统的构建流程，如图1 所示 。

图1 城市道路雨水系统构建流程

3.2 道路雨水系统建设原则

参照国家住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》的相关规定，陈家镇国家实验生态社区城市道路雨水系统的建设原则如下[1]：

(1) 在低影响开发设施的建设区域，城市雨水管渠和泵站的设计重现期、径流系数等设计参数应按 GB 50014─2006《室外排水设计规范》(2016 年版)中的相关标准执行，以保障城市交通安全。

(2) 道路人行道宜采用透水铺装，非机动车道和机动车道可采用透水沥青路面或透水水泥混凝土路面，透水铺装设计应满足国家有关标准规范的要求。

(3) 道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，便于径流雨水汇入低影响开发设施。

(4) 路面排水宜采用生态排水的方式：路面雨水宜首先汇入道路红线内绿化带，经红线内低影响开发设施滞留、渗透后，再通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统相衔接。

(5) 城市道路绿化带内低影响开发设施应采取必要的防渗措施，以防止径流雨水下渗对道路路面及路基的强度和稳定性造成破坏。

3.3 道路雨水系统建设的具体技术要点

3.3.1 生物滞留设施设计要求

对上海市降雨数据的统计分析显示，控制 20.0 mm 的日降雨量即可实现滞留场地内非渗透性区域的 90% 雨水量的目标。

通过计算确定道路雨水系统生物滞留设施的主要设计参数(单位为 m)，如图2 所示。

图2 生物滞留设施主要设计参数

道路雨水系统生物滞留设施的排水方式，如图3 所示。

图3 生物滞留设施排水方式示意图

3.3.2 隔离带生态滤池植物配置

机动车非隔离带生态滤池植物配置分为 3 层：① 小乔木层，如柽柳、海州常山、龙爪柳、龙爪槐、红叶李、石榴、棕榈，等等；② 灌木层，如海滨木槿、木槿、桧柏球、丰花月季、紫穗槐、木芙蓉、金丝桃，等等；③ 草本层，如菖蒲、荻、地肤、假俭草、狼尾草、蒲苇、芦竹，等等。

3.3.3 生物滞留设施的施工要求

为保证生物滞留设施的渗透效果，对施工操作要求如下：

(1) 渗滤设施的人工介质装填之前，应按照设计配比先充分搅拌均匀。

(2) 排水管道周边的碎石，应采用(透水)土工布与渗透土壤层隔离，挖掘面应便于土工布的施工和固定；施工过程中，土工布不得出现堵塞和破损。

(3) 更换填料的作业，应尽量将原来已经装填的、未经改良的土壤清除；同时注意避免损坏防水土工布，以免造成地下水淹没填料层。

(4) 生物滞留设施施工应注意减少施工场地沉积物被冲刷进入设施造成的堵塞。

(5) 渗透设施的开挖、装填施工中，应避免对渗透区域的直接机械碾压，不应损伤自然土壤的渗透能力；在土壤回填或人工土壤的填充过程中，应避免过度压实回填土壤或人工土壤。

(6) 施工过程中，如果在渗透设施表层形成淤泥等沉积物，应及时清理或更换填料。

3.3.4 雨水管线出口处设置截污井和弃流井

根据道路雨水量计算，确定截污井、弃流井的容积，选定相应的管径及设备。雨水弃流井的设计参照《上海市海绵城市建设技术标准图集》，见图4。

图4 雨水弃流井设计示意图

4 结 语

综上所述，陈家镇国家实验生态社区城市道路雨水系统建设的技术应用，最大限度地实现了雨水在城市区域的渗透和净化，为 GB/T 50378─2014 和《上海市海绵城市建设技术导则》(试行)有关新建城区海绵城市建设的技术应用规范提供了具体案例，做了技术储备。这一案例对缓解城市水源污染问题起到了一定的示范作用，促进了生态建设和环境保护。

参考文献：

[1]国家住房和城乡建设部. 海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[M]. 北京：中国建筑书店有限责任公司，2015.