西咸新区海绵城市建设经验对自贸西路项目的启发

（中交第四公路工程局有限公司西安工程设计分公司，陕西西安 710065）

随着城镇人口增加和城镇化进程加快，城市内涝已经成为许多城市面临的共同问题，对生活和经济产生严重的影响。原因主要有三点：（1）城市建设时大量路面被硬化，降低了地表植被覆盖率，导致雨水难以自然下渗，汇集在路面，形成积水；（2）土地扩张、黑臭水体直接填埋、违规向河道倾倒垃圾等人为因素直接改变了自然排水格局，水体的调蓄作用和泄洪能力减弱，难以应对暴雨；（3）由于日益增加的城市人口密度、空气污染、人为排热和热岛效应引发局部微气候改变，城市遭受暴雨的概率增加，内涝问题和热岛效应已经成为我国城市发展建设中亟须改善的现况。因此，建设具有“自然积存、自然渗透、自然净化”功能的海绵城市成为今后我国城市建设的重大任务。

1 海绵城市理念

2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次被提出；2013年12月，在中央城镇化工作会议中，“海绵城市”的概念再次被强调。2014年10月，住房和城乡建设部发布的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》（以下简称《技术指南》）中对海绵城市做出明确定义：“海绵城市，顾名思义，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’并加以利用”。

将“海绵城市”概念融入市政工程中，不仅可以实现雨水的“吸、蓄、渗、净、排”，还可以将人工生态系统与自然生态系统进行结合，在提高水资源利用率的同时，还能够缓解城市水资源短缺的问题。

2 海绵城市效应

西咸新区作为海绵城市试点，进行了许多有益探索。在过去的五年内，随着“城镇化”的持续推进，生态修复和生态建设也不断发展。以西咸新区中的沣西新城为例，在城市规划时，沣西新城就以生态优先为原则，在城市中保留了湖泊、湿地、森林等生态景观，将城市嵌入大自然中。根据沣西新城海绵城市信息平台监测数据显示，试点区域内原先的10个积水易涝点已全部消除，2017年试点平均温度比2015年降低0.8 ℃，平均地下水位回升3.43 m，渭河和沣河出境断面的水质与入境断面相比有明显改善。沣西新城通过海绵城市建设，初步实现了“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”的目标。

3 海绵城市案例

秦皇大道位于西咸新区沣西新城核心区，是海绵城市建设的示范案例。秦皇大道在2012年建成通车，采用沥青路面和传统硬质铺装，雨水管网主要服务于路面及两侧地块，设计重现期为2年，管径DN500～DN1 000，最终排放至渭河。2012～2015年期间，西咸新区多次遭受强降雨，雨水无法下渗或滞蓄，也难以及时流入雨水系统，大量雨水汇集在路面，涌向道路低洼处，形成积水。自建成通车以来，秦皇大道多次发生积涝，严重威胁交通安全。同时，地表径流雨水携带大量下垫面污染物（SS、COD、TN、TP、重金属、油脂等）进入雨水管，并最终排放污染渭河。

2015年6月，住建部将西咸新区列为首批海绵城市试点，秦皇大道按照海绵城市建设要求启动改造。改造方案内容丰富，其中更换透水铺装和设置下沉式绿地两项对自贸西路的海绵城市设计具有借鉴意义。

3.1 更换透水铺装

透水地面通过大量收集降雨和有效补充地下水实现城市节约水资源。透水材料具有多孔透水的特点，在夏天透水铺装路面比常规路面更凉爽，可缓解城市热岛效应。透水铺装适用性广、施工方便，可在对地下水进行补充的同时削减降雨峰值流量，因此在海绵城市的建设项目中，经常采用透水铺装。

秦皇大道将人行道上的传统硬质铺装全部更换为透水铺装，硬化铺装面积占比由原来的10.7%下降至4.7%，仅通过更换铺装材料就使径流系数下降了3.2%，削减了雨水产流，缓解了排放压力。

3.2 设置下沉式绿地

改造前，秦皇大道全段的绿化带边缘均高于路面，雨水不能直接流入绿化带内，只能沿绿化带边缘流入雨水口。改造后，在原有的5 m宽侧分带内增加了一条生态滞留草沟，且低于道路路面，形成下沉式绿地。配合路缘石开口，路面雨水直接进入绿化带，汇集在生态滞留草沟中。

根据《技术指南》中的概念解释，下沉式绿地具有一定调节容积，可用于调蓄和净化地表径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、雨水湿地等。生物滞留设施是指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。为了减少地表雨水污染物流入自然水体，降低对渭河的污染，在秦皇大道侧分带内设置生态滞留草沟。生态滞留草沟顶宽2 m，沟深15～30 cm可用于蓄水，自上向下分别为覆盖层、换填层、砾石层。覆盖层铺于土壤表面，由碎树皮和木屑组成，有效避免由土壤中水分蒸发导致的表面干燥板结，保持土壤水分并维持透气性。换填层，利用农林业废弃物椰糠，与原状土、沙子按1∶2∶2体积比混合，不仅能够提高土壤渗水蓄水能力，还适宜植物生长，且能去除超过70%的悬浮物，实现雨水净化。砾石层的主要作用是排水，内部有透水盲管，就近接入溢流口或雨水井。在生物滞留设施内，雨水实现了渗透蓄滞、初步净化并缓慢排放。遇到大雨或暴雨时，尚未下渗的雨水可以通过溢流雨水口直接流入溢水管进入雨水管道系统。

经过改造后，秦皇大道已经发挥了极佳的海绵城市效应，积水问题得到明显缓解，多数积水点基本消失，径流污染物负荷也得到大幅度削减。除秦皇大外，西咸新区沣西新城坚持尊重自然、顺应自然、生态优先、绿色发展，全域建设海绵城市。如今的沣西新城在下雨时“吸”水、干旱时“吐”水，使城市如同生态“海绵”般“呼吸吐纳”。

4 海绵城市理念在自贸西路项目中的应用

2016年，国务院开始推广上海自由贸易试验区经验，陕西省积极响应并加快推进中国（陕西）自由贸易试验区杨凌片区（以下简称“杨凌示范区”）的建设发展，并将杨凌示范区作为陕西省首批海绵城市省级试点。自贸西路平行于杨凌示范区主干道“杨凌大道”，是该区域核心地段的重要支路。道路长度1.26 km，设计红线宽度24 m，道路西侧设有20 m宽绿化景观带。

借鉴秦皇大道“海绵化”改造的经验，自贸西路两侧的3 m宽人行道均采用6 cm厚透水砖铺装，透水铺装面积占比约27.6%，透水砖下采用碎石作为垫层，让雨水快速渗透流入土壤，从源头上控制径流雨水流量。

除铺装外，生态滞留草沟也充分应用在自贸西路海绵城市设计中。相较于秦皇大道的5 m宽侧分带，自贸西路侧分带仅2 m宽且不连续，不适合在侧分带内设置生态滞留草沟；若将生态滞留草沟布置在自贸西路西侧绿化景观带内，不仅可以收集雨水，还可以和景观带、步道搭配在一起，形成街头公园。

绿化景观带略低于人行道，人行道上形成的径流雨水可自然流向绿化带。因机动车道和绿化带中间隔着一条人行道，故每隔30 m设置一道雨水过流通道，位于人行道下，将路面雨水排至绿化带内。雨水过流通道末端设拦污槽，内置级配砾石，可缓冲雨水流速、均匀布水，还能拦截雨水混杂的树叶、垃圾等。为保证结构安全，拦污槽槽座采用混凝土或钢筋混凝土，位于绿化景观带内的生态滞留草沟主要收集机动车道和非机动车道路面雨水。雨水进入绿化带内量下渗，超过下渗量的雨水则可通过雨水溢流口流入雨水管道。为了控制溢流，在溢流口下游约1.5 m处设置土质挡流堰，对草沟进行分区，尽量平衡每个溢流口的泄流压力。

虽然自贸西路借鉴了秦皇大道关于透水铺装和生态滞留草沟的经验，但在植物配置上因地制宜。西侧20 m宽绿化景观带内，有四季常绿的乔木、极具观赏性的灌木、花岗岩铺设的步道、随处可见的座椅。为实现海绵与景观功能的结合，生态滞留草沟内选择根系较发达、净化能力强、耐涝且抗旱的本土植物进行栽植，并搭配外来物种，如黄菖蒲、千屈菜、蓝花鸢尾、大花萱草等。

自贸西路海绵城市设计工艺如图1所示。

图1 自贸西路海绵城市设计工艺

杨凌示范区以西咸新区试点建设经验为参考，结合区域特点进行工程设计。分析西咸新区海绵城市建设经验，自贸西路的海绵城市建设可以有效地削减雨水径流，控制由初期雨水产生的面源污染，同时下渗雨水能够补给地下水，缓解城市水资源缺乏的问题。

5 结语

西咸新区试点为杨凌示范区海绵城市建设提供了全方位借鉴，海绵城市理念渗透进工程中的每个环节。从科学规划到合理设计，伴随海绵城市理念的普及，“海绵化”的城市道路已经成为可持续发展中不可或缺的部分，对降低内涝风险、缓解热岛效应、涵养地下水源、减少水体污染具有重要意义。遵循生态优先的原则，建设海绵城市，使市政道路和绿地加强对雨水的“吸、蓄、渗、净、排”，打造城市与自然和谐共生的新格局，使居住在城市里的居民尽享绿色环保、水清景美的生活。