海绵城市在珠海某道路建设工程中的应用

李智

摘  要：近年来，城市暴雨带来的自然灾害问题日益显著。海绵城市是新一代的城市雨洪管理概念，通过吸、蓄、渗、净的方式，使城市能够像海绵一样，在应对雨水灾害等方面具有更好的弹性。文章以珠海某市政道路改造工程为例，结合当地海绵城市建设要求，提出有效可行的海绵城市建设方案，对减少地表径流、缓解城市内涝具有重要的意义。

关键词：海绵城市;市政道路;低影响开发;植草沟

中图分类号：U412.37 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）34-0171-02

Abstract： In recent years， the problem of natural disasters caused by urban rainstorm has become increasingly prominent. Sponge city is a new generation of urban rain and flood management concept， through suction， storage， infiltration， clean way， so that the city can be like sponges， in dealing with rain water disasters and other aspects of better elasticity. Taking a municipal road reconstruction project in Zhuhai as an example， combined with the requirements of local sponge city construction， this paper puts forward an effective and feasible sponge city construction scheme， which is of great significance to reduce surface runoff and alleviate urban waterlogging.

Keywords： sponge city; municipal road; low impact development; grass planting ditch

1 工程概况

本项目位于广东省珠海保税区，属于市政道路改造工程。道路断面为“3m人行道+16m车行道+3m人行道”，道路两侧有绿化退缩带，总长度为860m。

珠海属于南方滨海城市，河网分布密集、规划绿地面积比例大，其自然条件适合建设海绵城市。珠海气候具有降水丰富、暴雨强度大的特点，其海绵城市建设的其中一个主要目的是防治内涝。

2 设计依据

《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建》（试行）;《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2016年版）;《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/658）;《珠海市海绵城市专项规划》（2015-2020）;《珠海市海绵城市规划设计标准与导则》;《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》;《关于进一步加强“一书两证”、施工图审查阶段海绵城市管控的通知》。

3 海绵设计目标

根据珠海市住房和城乡规划建设局《关于进一步加强“一书两证”、施工图审查阶段海绵城市管控的通知》，结合《珠海市海绵城市专项规划》、《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》、排水系统方案及相关规范，由于本项目属于改建、扩建项目，研究范围的规划用地性质为工业用地、物流仓储用地，本项目设计目标如下：

年径流总量控制率设计目标：60%;年径流污染去除率（以TSS计）设计目标：50%;管网设计重现期为5年一遇。

4 海绵计算方法

4.1 排水标准

（1）雨水量计算公式。根据《室外排水设计规范》，设计雨水量按目前我国普遍采用的公式计算，即：Q=qψF。式中，雨水设计流量Q（L/s）、设计暴雨强度q（L/s·hm2）、径流系数ψ、汇水面积F（hm2）。其中，设计暴雨强度根据设计重现期P和设计降雨历时t确定。

（2）设计重现期及设计暴雨强度。本项目属于新建项目、新建区域和成片重建改造的区域，按重现期5年标准建设。根据《珠海市暴雨强度公式及计算图表（2015年）》，重现期为5年的暴雨强度计算公式为：q=1750.494/（t+8.978）0.477。

（3）降雨歷时。降雨历时 t 按以下公式计算：t=t1+t2。式中，t为降雨历时（min）、t1为地面集水时间（min）、t2为管渠内雨水流行时间（min）;按《室外排水设计规范》，地面降水时间t1一般采用 5～15min。

4.2 雨水量计算参数

（1）海绵城市设计目标。本项目位于珠海保税区，该流域的规划控制目标为年径流总量控制率达到60%。

（2）设计调蓄容积计算。根据《海绵城市建设技术指南》（第四章，第八节，2.1容积法）计算汇水分区的设计调蓄容积。计算公式为：V=10HΦF;式中：设计调蓄容积V（m3）;设计降雨量H（mm）;综合雨量径流系数Φ;汇水面积F（hm2）。用加权平均法计算道路的综合雨量径流系数φ，径流系数取值参照《室外排水设计规范》和《雨水控制与利用工程设计规范》

4.3 雨水年径流总量控制率的计算

Φ=（Φ绿地×F绿地+Φ硬化道路×F硬化道路+Φ透水铺装人行道×F透水铺装人行道）/（F绿地+F硬化道路+F透水铺装人行道）。根据住房城乡建设部印发的《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》，年径流总控制率为60%，对应设计降雨量H=21.6mm。由总控制容积公式V=10HΦF反推可得设计降雨量H。当H≥21.6mm，则达到海绵设计目标。

4.4 面源污染控制率的计算

本项目仅植草沟具有污染物削减效用。生物滞留草沟的污染物削减率为0.8，则年径流污染物削减率=年总径流控制率×0.8。

5 低影响开发（LID）方案

5.1 所需调蓄容积

由总控制容积公式V=10HΦF可得所需总调蓄容积V，以达到本项目的海绵城市设计目标，详见表1。

由表1计算结果可知，本项目需要新建海绵设施，使其设计调蓄容积大于355.65m3，才能实现雨水年径流总量控制率60%的海绵设计要求。

5.2 LID方案

本项目利用道路两侧绿化带分别设置3m宽的植草沟。人行道坡向车行道，人行道雨水直接进入植草沟。人行道下方设置溢流井和排水连接管，车行道雨水通过雨水口收集后，溢流进入植草沟。雨水量较少时，雨水通过自然下渗被吸收;雨水量较大时，雨水进入植草沟内的溢流口，回流至雨水口排入市政雨水管道。从而实现海绵城市的建设目的。

5.3 植草沟设计

植草沟自上而下主要包括蓄水层、种植土层、砾石层。其中，植草沟下凹处标高低于路面标高45cm，植草沟内溢流口高于植草沟表面25cm。种植土层深度根据植物要求确定，本次取25cm。砾石层厚度取30cm，埋设一根DN200开孔渗水管（外包透水土工布），收集植草沟下渗吸附后的雨水。要求种植土的入渗率不小于150mm/h，并满足《海绵城市建设技术指南》相关要求。植草沟沟槽两侧及底部均以一层土工布包裹，种植土层与砾石排水层之间以两层土工布隔开。植草沟剖面图见图2，控制容量见表2。

5.4 雨水年径流总量控制率与面源污染控制率

道路双侧建设3m植草沟后，由总控制容积公式V=10HΦF反推可得设计降雨量H为60.00mm，即年径流总量控制率为87%。年徑流污染物削减率为：87%×0.8=69.6%。

5.5 纵坡分析

根据道路纵断面设计图，本项目道路纵坡大于0.50%，道路纵坡较大，应考虑纵坡对LID设施调蓄体积的影响，建议在道路纵坡i≥0.5%路段的植草沟设置挡水堰，布置间距为10m。

6 结论

本项目海绵设施选用3m植草沟，建设在道路两侧绿化带。道路雨水均进入植草沟内，先经过下渗被土壤吸收净化，待植草沟吸水饱和后，再进入市政排水管道，从而达到控制径流、净化雨水的目的。本项目建成后，在道路范围内，雨水年径流总量控制率为87%，年径流污染物削减率为69.6%，达到珠海市海绵城市的设计目标。

参考文献：

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[2]高火林.城市道路设计中海绵城市理念的应用研究[J].建筑技术开发，2018（04）：50-51.

[3]金炼坚.“海绵城市”理念在市政道路设计中的应用[J].绿色环保建材，2019（09）：77-78.