浅析海绵城市建设在道路排水中的应用

李玢　易凯　韩正功

摘要：目前，我国水资源严重匮乏，但各城市的洪涝灾害也及其严重。究其原因，是城市在快速发展的过程中，不断增大城市的下垫面面积，对雨水采用快排模式，往往造成旱涝急转的现象，“海绵城市”的提出为解决城市传统雨水处理模式中瞬时排水压力大的问题提供了一个新思路。在道路排水设计中融合低影响开发技术，强调“慢排缓释”和“源头分散”，对防治内涝，实现水资源的合理利用提供了新方向。

关键词：海绵城市建设排水系统低影响开发

1 前言

近年以来，“城市内涝”已经成为我国重大灾害之一。主要原因在于在我国快速城镇化的过程中城市存在大量的硬质铺装，如沥青路面、水泥路面等，导致“热岛效应”和“混浊岛效应”的增强，也影响了降雨时雨水的入渗，增大了雨水径流量，在暴雨时无法滞纳短期急剧增加的雨水[1]。在城市建设过程中，破坏原自然环境，硬化地面建设城市，导致自然水体遭到破坏，下垫面面积增大，径流量增加，调蓄能力下降，再加上目前我国针对城市排水系统的设计标准较低，加上有的地方排水设施不完善，或者尚未建设排水系统，这使得城市的洪涝灾害越发的严重。

尽管目前各城市因排水设施建设标准较低导致的洪涝现象比较严重，但由于城市地下管线错综复杂，若需要改造管线，需先对地下各管线进行摸排，且改造体量较大，难以在短时间内改善洪涝情况。

2 海绵城市建设的概念

海绵城市建设，是指在生态文明建设的背景下，恢复城市水文循环，重塑城市、人与水关系的新型城市建设理念，是指通过城市的规划管理，发挥建筑、道路、绿地和水系等系统对雨水的吸收、渗透和净化作用，恢复城市原有地下水资源，控制雨水径流，实现自然对雨水资源的儲存、入渗和净化作用的新型城市发展方式[2]。海绵城市建设能够缓解快速城市化过程中引发的各种水问题，能有效改善城市的“热岛效应”以及“混浊岛效应”等问题，创造出同时具备生态、景观以及使用功能的空间，是修复城市水生态、增强城市防涝能力、提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展的重要手段。

海绵城市建设是通过低影响开发（Low Impact Development），简称LID的技术实现的。它是一个融合了多种不同设计的集合，比如植草沟、绿色屋顶，雨水花园，人工湿地、下凹式绿地、雨水收集箱、水广场等元素。

海绵城市的重点就是“海绵”，这要求城市像海绵一样吸住雨水，从建筑、小区，道路、绿地与广场的建设来说，可在建筑上设置绿色屋顶，在小区内设置雨水花园，在道路绿化带内设置植草沟，将绿地设置成下凹式绿地，广场可设置成水广场。当海绵体吸收了大量的雨水后，城市也就不会产生大量的积水。

通过LID模式防治内涝，可以增加雨水的集流时间，避免暴雨时雨水量暴增形成内涝；可以减少进入排水系统的雨水总量。（a）减轻排水管网的瞬时压力，减少新建或扩建城市排水管网的产生的建设投资。（b）增加雨水入渗量，补给地下水源，恢复城市的水文循环，缓解地面塌陷现象。（c）海绵设施通常与城市的绿地及景观水体相结合，从长远来看，反而能减少城市的建设投资。（d） 能降低城市因洪涝灾害而造成的巨额损失。

3 传统道路排水模式

本文以贵州地区常见的三幅路为例进行讨论。三幅路由车行道、两条绿化带、两条非机动车道以及两条人行道组成，两条绿化带分隔开机动车道与非机动车道，中间为双向机动车道，机动车道两侧为单向非机动车道，详见图1。

传统道路设计中，绿化带高于道路路面，绿化带两侧设置道牙，将机动车与非机动车及行人分隔开，以保证道路的通行能力。同时也将雨水疏导至雨水口，防止雨水进入绿化带，从而影响路面结构。绿化带面积内雨水渗入带内土壤，路面雨水径流则通过雨水口流入雨水管道进行排放。传统的排水方式是以雨水的快排模式为基本理念，导致沿路缘石处易产生积水，城市因而易发生内涝灾害，污染较重的初期雨水也直排进河道后污染城市受纳水体，并且道路绿化带也需要时常进行灌溉，这是对雨水资源的一种浪费，没有对雨水资源进行有效的利用，导致大量雨水资源的流失。

4 LID排水模式

低影响开发模式下道路的设计应在满足道路通行等基本功能的前提下，充分利用道路周边空间实行透水铺装、雨水蓄积模块、下凹式绿地、植草沟、雨水花园等LID措施，以削减径流水量、改善径流水质。将道路绿化带设计成雨水蓄积模块，流入路面的雨水径流通过孔口道牙流入绿化带，经过绿化带内植物滞留槽的储存、入渗、净化，多余部分通过雨水管渠进行收集与排放。道路断面形式见图2。

LID模式下绿化带低于道路路面，道牙设置成孔口道牙，将雨水口设置于绿化带内，其高程高于绿化带且低于路面。植草沟为带状的下凹式绿地，适用于道路旁的绿化带等狭长式地带，可将机动车与非机动车道之间的绿化带设置为植草沟。由于植草沟坡度较大，水流速度较快，应在植草沟底部布置防冲刷设施，如铺设鹅卵石等防止底部土壤被冲刷。流入路面的雨水径流先经孔口道牙流入下凹式绿地，在下凹式绿地内进行储存、入渗和净化，而超过绿地收集量的径流量则通过溢流的方式进入雨水口，经雨水管渠进行收集与排放。

除了设于绿化带的植草沟等LID措施，在人行道也可以通过透水铺装来实现雨水入渗，也可以将非机动车道与人行道之间的绿化带设置为生态树池，通过管渠将雨水引流至附近的生态树池中进行储存、入渗和净化，净化后的雨水可以就地消化作为公厕冲厕水或景观用水，也可以排入河流、湖泊等作为补给水源。

5 结语

LID模式在道路排水设计中将以雨水快排为目的的市政排水设计，转变为以“渗、滞、蓄、净、排”为设计理念的新型市政排水设计，对减少城市洪涝灾害以及改善城市水体污染等具有重要意义。

但是LID模式的道路排水只是海绵城市建设中一小部分，海绵城市建设是一个综合性的系统工程，建设海绵城市需要综合考虑城市的各个部分，从点到面，从单体建筑到整个城市，需在建立完善的法律法规后，对一个城市进行总体的海绵城市规划，确保各项目的实施在满足必要的使用性能时，推行绿色雨水基础设施，才能使城市从一块块分散的小海绵变成一整块大海绵，才能保护和恢复城市的水文循环。

参考文献：

[1]向日葵人生.如何理解「海绵城市」的概念？.

https：//www.zhihu.com/question/31200669/answer/87375927，2016-02-21.

[2]深圳市城市规划设计研究院，任心欣，俞露.海绵城市建设规划与管理[M].中国建筑工业出版社.2017：前言1.