“海绵城市”在市政道路设计中的应用研究

崔钦善

（广州市市政集团设计院有限公司，广东广州 510000）

0 引言

现代社会人们的生态环保意识越来越强，对于自身所生活城市的要求也越来越高。而市政道路作为每个城市中最为基础的公共设施，其设计方面的合理性与人们日常生活息息相关。因此在对市政道路进行设计时，要以环保为前提，在其中融入海绵城市设计理念，下文便对其设计要素、设计原则进行说明。

1 海绵城市在市政道路中的设计要素

市政道路设计中，应用海绵城市理念的设计要素有4个方面，分别为渗透、蓄水、滞留、净化，具体如下。

（1）渗透。在当前推进城市化的背景下，各个城市中高楼矗立，沥青柏油公路也成为常态。由于绿化面积逐年降低，城市自身的渗水能力也在下降，适逢雨季，雨水只能流入下水管道，这便造成了水资源的浪费。而且若降水量过大，无法短时间利用下水道将雨水排干，极有可能造成内涝。因此，海绵城市在市政道路中的核心设计要素便是增强渗透能力。

（2）蓄水。为秉承生态环保的设计理念，在对市政道路进行设计时，应当着重考虑到水资源的循环利用问题。而且蓄水功能还能加速城市排水，降低内涝问题发生的概率。可以说，该项功能是海绵城市的标志性功能。

（3）滞留。滞留指的是人为改变雨水的流向以及在某片区域的滞留时间，可以通过相关设计，对雨水的流动速度以及流量进行控制，缓解短时间内大量降雨产生的排水高峰，还能够给植物、绿化区域带来充足的水分，进而达到节约灌溉水资源的目的。

（4）净化。净化是海绵城市中的核心功能，此项功能在雨水回收利用方面可以起到极为重要的作用。但此项功能具有一定针对性，当前常用的净化方法为生物净化法以及土壤净化法。生物净化法指的是在一些海拔高度较低的区域，有目的性地种植一些特定的植物、培养特定的微生物，以此提高该片区域蓄水、渗水的能力，最后利用生物完成雨水的净化。但此种办法需要结合实际情况进行使用，并考虑到所在地区的降水量以及生物的耐淹能力。土壤净化法较简单，是利用土壤自然渗透实现雨水净化，再通过蓄水池取出用于绿化灌溉、城市浇洒等。

海绵城市设计要素为渗透、蓄水、滞留、净化，在市政道路设计中，要着重考虑这四个方面，将其应用其中，从而达到合理利用水资源、缓解城市内涝的目的。

2 海绵城市在市政道路中的设计原则

海绵城市设计理念一经提出在各界取得较大反响，此项理念不仅可以缓解我国诸多城市频繁发生的内涝问题，还能将降水净化后收集，用于绿化、洒水、灌溉、生活用水等，大大缓解了相关部门的供水压力，也符合当前可持续发展战略。由于市政工程与其他工程存在差异，所以在应用海绵城市设计理念时，应当遵循以下4点原则。

（1）经济性原则。因市政工程需要城市财政进行支付，若超出政府预算，会给政府带来较大的资金压力，进而影响城市正常运转，所以，在将海绵城市设计理念融入市政道路中时，要在保证工程质量、进度的基础上，最大限度降低工程造价，从而达到降低城市财政压力的目的。

（2）生态性原则。海绵城市设计理念便是基于生态、环保所提出的，所以在应用过程中，遵循生态型原则极为重要。因此，在对市政道路进行设计时，不但要考虑到道路自身的吸水性、渗透性、滞留性，还要对绿化、道路景观以及铺装等进行综合考量，最大限度提高市政道路的生态价值。

（3）因地制宜性。我国国土面积极为广袤，各个地区的气候、地质条件均存在较大差异。所以，在对市政道路进行设计时，设计人员要结合城市所在地区的实际情况进行综合考量，以科学合理为根本原则对道路进行设计，并确保该项设计具备一定针对性，能够对城市发展、水资源节约提供良好的保障。

（4）预先性原则。就市政道路而言，作为城市的基础设施，很可能建设完成后十几年甚至几十年都不会更换设计，即便有所修改也都是小范围进行修改。所以，在将海绵城市设计理念融入市政道路设计中时，设计人员要确保其可以在未来至少几十年均能发挥作用。从该角度看，设计人员在进行设计前，必须要做好前期的勘察工作、并运用目前最为先进的相关技术，对城市未来的发展方向以及气候变化趋势进行预测，并将此点作为参考依据，确保参数的合理性，以此种方式增强海绵城市的预先性[1]。

3 海绵城市在市政道路设计中的应用措施

3.1 工程概况

为说明海绵城市设计理念在市政道路设计中的具体应用措施，本文以某市市政道路工程为例，对其中具体应用措施进行分析。该城市为海绵城市试点城市，试点区域为20km2，核心施工区域为齐山大道北段，此段道路全长1600m，红线宽度为60m。施工前存在多处积涝点以及安全隐患，雨水污染问题较为严重。该项目的实际需求为以下3个方面。

（1）在设计排水系统时，要在该城市自然条件的基础上对该道路进行整改，进而提高对水资源的利用率，实现水资源的积存、渗透以及净化。

（2）充分运用海绵城市的相关技术，构建新型排水系统，彻底解决该道路积涝问题，具备应对三十年一遇暴雨的能力[2]。

（3）该工程必须要体现生态理念，在对雨水系统进行改造时，必须要兼顾景观。

3.2 设计方案

齐山大道被中段的过河桥一分为二，北侧地势较低且平坦，南侧地势先缓后急，其排水方式为通过机动车道与非机动车道中间存在的排水沟排向湿地。为方便论述，下文将北侧作为A段，南侧作为B段。

3.2.1 A段源头控制方案

A段机动车道宽为11m，非机动车道宽为4m，人行道宽为3m，绿化带宽为15m。

该段改造方案为：将原有机动车竖向排水沟进行保留，并封闭其他排水沟。在机动车道与非机动车道中间建设宽度为1m的隔离带，在隔离带内部每隔10m切割一个长40cm，宽15cm的明沟，当降水量较大时，机动车道内的积水便可以流向非机动车道以及人行道，最终进入道路两侧的绿化带。在两侧绿化带中设计滞蓄型草沟（图1），此处可对雨水起到传输作用，传输至两侧的雨水花园中进行储存。其中草沟的蓄水深度设计约为10m，雨水花园的蓄水深度设计约为15m，以此种方式减少植物被雨水淹没的时间。草沟位于人行道远离机动车方向3m处，并在5m后设置雨水花园，需要注意的是雨水花园应当在没有树木遮挡的地方，并在建设过程中尽可能降低对周围现有植被的破坏。

图1 滞留型草沟设计

此方案中关键技术为雨水花园，其内容如图2所示。主要由三方面构成，分别是蓄水层、溢流口以及种植层。其中蓄水层的作用是存储间断出现的积水，并将积水中存在的沉淀物以及杂物进行排除。此部分高度设计为150mm。种植层是为植被的根系生长提供空间，同时对积水也可以起到一定过滤作用。该工程中种植层选用的是吸水性能强、理化性能好并具备一定保湿能力的沙质土壤，此种土壤中有机物与黏土含量极低，不会给积水造成二次污染。该层厚度需要以植被的品种为准，比如植被为草本植物，预留200mm便可。溢流口在雨水花园的最上方，这样便能够与城市的总排水管道相连接，进行统一处理[3]。

图2 雨水花园设计

该项目中雨水花园起到蓄水、净水的作用，不但缓解了机动车道与非机动车道的排水压力，还利用植被改善雨水的污染。

3.2.2 B段源头控制方案

B段道路南侧坡度较大，北侧为缓坡区域，西侧存在缓坡绿地以及微高绿地，东侧多数为低矮绿地，并在西侧存在自然水塘。从该角度来看，可以说B段的本底条件较好。且道路两侧五米内基本不存在灌木以及乔木，这便为后续的改造提供了良好的条件。

B段改造方案与A段改造方案基本相同，也设置了雨水花园，存在差异的是B段设计方案在植草沟处进行了改变，并增加了雨水前置塘以及透水停车场，上述三种技术也是B段应用的关键技术，具体内容如下[4]。

上文提到植草沟在整体设计方案中所起到的是传输雨水的作用，但B段的南部坡度较大，如果采用A段的植草沟很难起到良好的滞留效果。因此，在B段中需要在植草沟间隔20m处额外设置鹅卵石，以此种方式降低雨水的流动速度，进而提升其滞留效果，其设计图如图3所示。

图3 B段卵石植草沟

雨水前置塘的种类主要分为两种，湿塘与干塘。湿塘指的是长期有水，干塘指的是只有在梅雨季节才存在水分。前置塘通常会在湖泊或河流周围等地势较低处设置，从而达到水位保持的目的，而干塘并不需要保持水位，因此该工程选择使用干塘。在干塘进水口设置了相应的消能装置，用来降低雨水的流动速度，并将其作为前置塘进水的预处理措施，该装置能够去除水中存在的重金属污染，最大限度保证塘内的洁净程度。该方案中前置塘的长宽比以及坡度比均为4:1。

由于B段道路附近存在公园，为保护人们的财产安全，将公园停车场改造为透水生态停车场，该停车场在地表选择了硬化铺装，以此增强对车辆的支持力，并在硬化铺装下设置了透水铺装，所选用材料为直径3cm的粗砂，并铺设厚度10cm的透水混凝土、20cm厚的砾石，并选用公称直径为100mm的渗排管，将渗排管直接连接至雨水花园的溢流口，上述施工的整体宽度约为6m，具体施工方案如图4所示。

图4 透水停车场施工方案

4 结语

综上所述，将海绵城市设计理念融入市政道路设计中可以有效改善城市内涝现象，本文以某市市政道路改造工程为例，通过分析其施工方案说明了海绵城市在市政道路设计中的具体应用措施。从该工程的应用情况来看，不论是雨水花园、前置塘、卵石植草沟、透水停车场均可以解决齐山大道的积水问题，并且雨水花园与植草沟能够存储大量雨水，这便缓解了城市的供水压力以及排水压力，完美符合生态环保的理念。