基于海绵城市建设的城市道路水土保持雨洪利用工程设计<br/>——以房山区阜盛东街新建道路为例

基于海绵城市建设的城市道路水土保持雨洪利用工程设计
——以房山区阜盛东街新建道路为例

2017-11-29刘婕

中国水土保持 2017年11期

关键词：雨洪城市道路水土保持

刘婕

(北京良乡蓝鑫水利工程设计有限公司，北京 102488)

基于海绵城市建设的城市道路水土保持雨洪利用工程设计
——以房山区阜盛东街新建道路为例

刘婕

(北京良乡蓝鑫水利工程设计有限公司，北京 102488)

海绵城市；水土保持；城市道路；雨洪利用工程

近几年大中城市被内涝灾害困扰，海绵城市建设势在必行。海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的建设理念与水土保持雨洪利用的理念相似，雨洪利用措施既可以有效缓解城市内涝，又可以缓解城市用水紧张状况。以房山区阜盛东街新建道路为例，结合海绵城市建设和城市水土保持的要求，探讨了雨洪利用措施设计，并对其效益进行了评价，以期为后期城市道路建设提供参考。

2014年10月，我国住房和城乡建设部发布了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》，标志着我国海绵城市建设正从理论形成向实践应用过渡。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”出来并加以利用。海绵城市建设以遵循生态优先为原则，将自然途径与人工措施相结合，形成与自然和谐共处的低影响发展模式，确保城市排水防洪安全，同时最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境的保护，为缓解城市雨水资源短缺和城市内涝频发问题提供了行之有效的理论指导[1-3]。

城市道路是城市的主要交通网络，也是城市排水的重要依托，雨洪的安全合理排放及适量利用对保障城市交通顺畅、洪涝灾害防治和人民生命财产安全具有重要意义。因此，要从海绵城市建设的角度出发，结合城市自然气候条件、水文地质条件、水资源状况和城市内涝防治要求等，形成海绵城市道路设计的理念，提高对雨水的净化、渗透、调蓄、利用和排放能力，恢复城市道路良好的水文循环[2]。本研究以房山区阜盛东街新建道路为例，结合海绵城市建设和城市水土保持的要求，探讨雨洪利用措施设计，并对其效益进行评价，以期为后期城市道路建设提供参考。

1 项目概况

阜盛东街新建道路位于北京市房山区境内。房山区属暖温带半湿润大陆性气候区，四季分明，冬季盛行西北风，寒冷干燥，夏季盛行偏南风，炎热多雨，春季干旱少雨。受大陆季风和地形地势等影响，降水量时空分布不均，全区多年平均降水量为590.5 mm，其中山区为595 mm、平原区为578 mm；降水量年际变化大，年最大降水量为1 069.2 mm(1956年)，年最小降水量为316.2 mm(1965年)；降水量年内分配不均，多集中在汛期6—9月，汛期降水量占年降水量的80%以上。

阜盛东街新建道路全长1.79 km，规划为城市支路，设计车速30 km/h，红线宽度30 m，布局采用“一幅路”形式，机动车非机动车混行，中央设1 m宽中分带，两侧各10 m宽机动车道、4.5 m宽人行道(含树池)；道路全线采用雨水管线排水，两侧设置雨水口(雨水篦子)收集路面排水，并通过雨水支管接入路面下铺设的雨水管道，将雨水汇集至临近排水沟，最终排至河道。道路横断面示意见图1。

图1 道路横断面示意

2 道路雨洪设计

2.1 设计理念

以海绵城市建设理念为指导，以绿带生态功能为先导，在实现绿带低影响开发控制指标的前提下，兼顾绿带的审美功能，运用基础的控制指标及优化的城市布局，利用优化的植物配置和基础管理措施，打造实用性和观赏性并重的道路绿化景观，实现城市整体发展和水资源的合理化分配。

城市道路雨水径流通过有组织的汇流与传输，经截污等预处理后引入绿地，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施进行处理。城市道路海绵城市雨水系统典型流程如图2所示。

图2 城市道路低影响开发雨水系统典型流程示例

2.2 设计方案

阜盛东街新建道路人行道全部采用透水砖铺装结构，并设置绿化带，绿化带要尽量宽，选种耐污耐涝的乡土植物；在人行道绿化带、分车带内设置雨水口，雨水口横向连接管管径Ф≥300 mm、坡度i≥0.01，使路面径流先汇入生物滞留设施，超量径流溢流入市政雨水管线，并同步实施绿化、照明、管线等工程。

2.2.1 人行道透水砖铺装结构设计

人行道采用透水砖铺装结构，包括土基、透水基层、透水垫层、透水找平层、透水砖面层5个部分。降雨时，雨水通过透水砖快速渗入基层和土壤层，降低地表径流系数，减轻城市防洪压力。

根据设计规范及工程经验，该道路透水砖铺装设计需满足小型车辆行驶要求，结构设置为：透水砖规格200 mm×400 mm×80 mm，中粗砂找平层40 mm，C15无砂混凝土层100 mm，天然级配砂砾料层400 mm；透水铺装表面设1%～5%坡面，道路两侧设置雨水口(见图3)。

2.2.2 树池及绿化带设计

(1)树池设计。树池一般布置在人行道上，且与人行道平齐，亦采用透水结构，树池内自下而上设置150 mm砾石层、透水土工布、种植土、树池篦子；树池篦子采用玻璃钢材质，厚50 mm，承载力≥2.5 kN，漏水面积≥85%，确保雨水可进入树池(图4)。树池内环形布设渗透微灌管，可充分利用雨水浇灌树根(图5)。

图3 透水砖铺装结构典型设计断面(单位：mm)

图4 树池典型设计断面

图5 树池布置示意

(2)绿化带设计。人行道内绿化带设置为下凹式，设计下凹深度15 cm，其结构自下而上包括砾石层、透水土工布、种植土、蓄水层4个部分(图6)。可在槽沟内放置砾石、鹅卵石等过滤雨水，同时增加道路的景观性，路面雨水流入槽沟进行水质净化，过滤后的雨水又可以通过槽沟回灌绿地。另外，在下凹式绿化带内设置雨水口，雨水口要高于绿化带12 cm，当绿化带内雨水深度超过12 cm时，多余的雨水会通过雨水口进入雨水管道内。

图6 绿化带典型设计断面

2.2.3 行道树设计

(1)树种选择。在道路两旁及分车带种植行道树，为车辆和行人遮阴并构成街景，选用根系发达、茎叶繁茂、耐污耐涝的乡土植物，并丰富植物种群搭配，提高群落稳定性，构建可持续的植物景观。本研究设计选用国槐、银杏等常用绿化树种作为行道树，各树种生物学特征见表1。

表1 选用的树种生物学特性

(2)栽植技术及抚育管护技术措施。①整地方式与栽植技术。为了达到防护和绿化美化的要求，栽植树木前要进行穴状整地、浇定植水，定植穴大小依树种、树苗规格和土质优劣而定。结合耕翻，最好施用有机肥和磷肥，并整平耙细，要求土地干净无杂草。选择在春季或秋季栽种，造林前在穴内施入适量基肥。春季栽植时，将苗木适当修去部分枝叶，选择无风阴天起苗造林，将表土填在苗根四周和定植穴内，做到苗正、根舒、泥紧。②抚育管护技术。绿化管护的主要内容为补植，土、肥、水管理，防治病、虫、杂草，修剪及保护管理，更新复壮等。绿化管理工作分为重点管护和一般管护两个阶段：重点管护阶段是指栽植验收之后的3～5年(草地为1年之内)，其管护目标应以保证成活、恢复生长为主；一般管护是指在重点管护之后，植物成活、生长已经稳定后的长时间管护阶段，主要工作是整形修剪，土、肥、水管理及病害、虫害、杂草防治等。

3 效益分析

项目建设完成后，通过雨洪利用措施设计，项目区内雨水可实现有效下渗，使降雨径流得到缓解。下凹式绿地的设置，既可短暂滞蓄雨水达到削峰目的，又可改善绿地内水分条件，有利于植物生长，更好地发挥水土保持作用。树池内布设的渗透微灌管可以自动对树池进行灌溉，提高灌溉效率，节省人工。透水地面的铺装及树池的透水结构可有效增加降雨径流入渗，补充地下水，为项目区周边植物提供更好的水分条件，实现生态良性发展。