低影响开发（LID）下的城市互通立交排水设计

张 洁，姜 晗

（西安市政设计研究院有限公司，陕西 西安 710068）

0 引言

城市立交工程作为城市快速发展的需要，对缓解城市交通运输压力起着至关重要的作用，而城市立交排水更是保障城市交通正常运行的重要因素，他直接关系到了立交使用过程中的安全性。传统立交排水通常是利用路面横、纵坡产生径流雨水，然后通过雨水口收集排至市政雨水管道，而低影响开发下的排水设计是突破了传统的“以排为主”的城市雨水管理理念，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等海绵城市技术措施，实现自然积存，自然渗透的绿色排水方式。

1 低影响开发技术与设施

低影响开发（LID）是一种强调通过源头分散的小型控制设施，维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念[1]。主要包含：植物浅沟、下凹式绿地、生态滞留池、绿色屋面、地下渗蓄、透水铺装等设施。

我们收集了国内外评价较好的市政工程常用的低影响开发技术设施，列举于此，目的在于为项目实施的相关设计单位提供思路，经过各种方案比较，不仅达到雨水径流控制的要求，也能起到较好的景观美化作用，降低城市硬化对气候的影响，有效减轻“热岛效应”，改善生活办公环境。

（1）生态植草沟

生态植草沟（又叫植物浅沟）见图1，是一种生态的地表浅层排水方式，通常在绿地或绿化带内建设，浅沟内种植灌木、地被植物等，径流雨水通过下渗、经植物过滤进行净化和削减的工程措施。可以依靠沉淀、渗透及其吸附功能将雨水中的污染物过滤掉，洼地的坡度尽量缓，其表面植被密度较大，可达到良好的使用效果。

图1 生态植草沟

（2）下凹式绿地

下凹式绿地通常是指地表高程低于周边道路地面高程一定深度，可用于雨水调蓄和净化初期雨水的绿地，通常利用现状或规划道路绿化隔离带，将其改造为下凹式绿地或低势绿地，径流雨水流入绿地后优先进行蓄渗，主要以雨水下渗为主，超量径流再进入市政雨水管道中。这不仅可以减少城市洪涝灾害，还增加了土壤的雨水入渗量，丰富了地下水资源，净化了水环境，给城市发展带来了重要的意义。

（3）雨水花园（生态滞留池）

雨水花园是通过利用地表的自然凹地或人为打造浅洼地型，种植本地的水生、湿地植物、通过吸附、渗透和过滤等原理对降落在不透水表面的雨水进行控制利用，不仅达到了良好的景观效果，还对初期雨水进行了有效控制。

雨水花园的特点：削减雨水径流量、减少雨水外排；改善雨水径流水质，减少水体污染；下渗雨水，涵养地下水；增加土壤渗透面积，有效减轻“热岛效应”。

（4）透水铺装

透水铺装是指可渗透、滞留或渗排雨水并满足一定要求的地面铺装结构[2]。透水铺装按照面层材料不同，可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装等。

2 酒十路立交排水设计应用

2.1 项目概况

酒十路（咸宁东路—高楼路）位于西安市浐灞生态区（B区）内，是一条南北走向的城市主干路，道路全长1 225.961 m（含一处互通立交），规划红线宽60 m，沥青混凝土路面，为新建道路。立交形式为：酒十路主线上跨韩森路，为苜蓿叶式全互通立交，分为两层：下层为现状韩森路，上层为酒十路，为使酒十路与韩森路全互通，设置8条单向匝道，2条双向匝道，见图2。

图2 酒十路立交总体布置图

2.2 设计理念

城市互通立交是将城市道路之间联系起来的重要枢纽，常用为苜蓿叶形互通式立交，一般需占用较大面积的用地，在匝道与主线之间形成开阔的空间，通常种植绿化营造景观效果[3]。传统情况下，我们会将立交范围内空地场平为中间高，两边低，降雨时，雨水顺地势快速向四周排出，然后通过路面雨水口收集排至市政雨水管道。

而“低影响开发”下的立交排水系统则是改变了传统的收水方式，在立交范围内绿地制造微地形，通过建设生态滞留池，使立交范围内雨水通过采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，建设自然积存、自然渗透、自然净化的立交排水系统[3]。降雨时，立交匝道路面雨水通过道路横坡沿下沉式路缘石排至绿地内，进入绿地内雨水首先自然下渗，过量雨水根据地势排入生态滞留池进行蓄存，同时在生态滞留池内设置溢流式雨水口将过量雨水排至市政雨水管道。

2.3 立交雨水量计算

城市立交排水工程设计应遵循高水高排、低水低排的原则，满足工程实际条件，其雨水量计算与城市道路雨水管道计算方法一样，只是在各别参数的取值上有所不同。

2.3.1 雨水量计算公式

式中：Q为雨水设计流量，L/s；q为暴雨强度公式，L/（hm2·s）；Ψ为综合泾流系数，桥面及匝道为0.9，其余路段为0.6；F为汇水面积，hm2。

2.3.2 暴雨强度公式

采用2016年《西安市城市排水（雨水）防涝综合规划》推导的最新暴雨强度公式）。

式中：q为暴雨强度，L/s·hm2；P为设计重现期，上跨韩森路立交段P=20 a，其余路段P=3 a；t为降雨历时（min），t=t1+t2；t1为地面集水时间，桥面及匝道t1=2～9 min，其余路段t1=5～15 min；t2为管内水流时间。

3 设计要点

3.1 生态植草沟

将立交主线3 m、6 m宽侧分带设置为生态植草沟，地面径流雨水沿道路横坡分别流入道路两侧侧分带内，在侧分带内经渗、滞后，超量雨水溢流进入溢流式雨水口，最后通过雨水口连接管排入设计雨水管道。要求非机动车道及机动车道两侧每隔20 m设置一处开口路缘石，开孔宽度64 cm，路缘石底面与路面相平，以便路面雨水流入绿化带，开口路缘石入口处铺设卵石层防止泥土冲刷。为防止下沉式分隔带内雨水下渗破坏道路路基，车行道路基外侧设置防水复合土工膜，见图3。

图3 生态植草沟

3.2 生态滞留池（雨水花园）

将立交匝道范围内绿地人为制造凹地，设置为生态滞留池，图中阴影面积为生态滞留池，见图4。除A2、B2匝道坡向人行道通过雨水管道收集外，其余6条匝道（A1、B1、C1、D1、C2、D2）全线设置为下沉式路缘石，坡向绿带，路面径流雨水通过横坡流入绿地，经下渗、滞留、利用（植物吸纳）等方式充分消纳，过量雨水溢流进入溢流式雨水口，最终排入市政雨水管道。

图4 生态滞留池总平面图

3.3 溢流式雨水口

酒十路A1、B1、C1、D1、C2、D2匝道围合区域内道路工程已按排水要求进行了场平设计，形成了下凹式绿地地形。根据场平设计，溢流式雨水口位置布置在高于地势最低处约0.5 m的等高线上，使绿化带中有一定的蓄水区域，发挥地形渗蓄功能，减少地面径流量。

绿带内雨水口采用环保型溢流式雨水口（具备防堵塞功能），雨水口高度应高于周围绿地0.15 m，在雨水口四周0.3 m范围内铺设卵石，防止泥沙冲进雨水口。

4 结语

本文以酒十路互通立交排水设计为例，简要介绍了在项目在低影响开发下，根据实际地形，合理利用低影响开发技术，提升雨水综合消纳能力，减轻“热岛效应”、城市内涝和径流污染问题，还创造了宜人的生态景观。当前，“海绵城市”建设理念在全国大范围内进行试点，技术标准图集及实用技术手册等一系列技术指导文件逐步颁布，我们应积极总结经验和教训，把海绵城市建设理念更广泛的应用在市政项目中，将我国打造为一个生态宜居的生态化强国。