海绵城市理念在市政道路设计中的运用分析

谷昀霖

（六盘水市规划设计研究院有限责任公司，贵州六盘水 553000）

0 引言

海绵城市是新一代的城市雨洪治理理念，它是一种灵活的城市，它可以像海绵一样，适应各种环境的变化，并能有效地处理各种自然灾害。国际上通行的“低影响发展的雨水体系建设”，即在雨天吸收、蓄水、渗水，水的净化，对水资源的有效综合利用。近年来，一些城市在降雨过程中出现了严重的积水，严重地危及了人们的生命和财产。这是由于随着城市化的发展，城市的硬化建筑越来越多，在遭遇大暴雨时，大量降雨形成地表径流，远远超过了城市的下水道容量，造成了城市的内涝，给人们的生活和财产构成极大的威胁。海绵城市的主要特征是利用自然条件和人为手段，建设具有一定吸收、渗透能力的设施和道路，提高雨水的释放能力，通过渗、滞、蓄、净、用、排等技术手段，实现城市的良性水文循环，改善雨水的渗透、调蓄和净化，城市海绵的使用和释放能力，保持或复原。当前，在城市道路建设中，由于存在着大量的土壤侵蚀问题，造成了严重的生态环境损害，制约了城市的发展。海绵城市的概念是以可持续、绿色、生态学为核心，并以目前的生态状况为基础，尽量避免对现有的道路排水设施造成损害，合理避让河道等自然环境，合理规划道路，运用海绵城市的理念，促进雨水资源开发，保护生态环境。本文以平潭综合实验区金井湾环湖路网为研究对象，对其进行了有效的设计。

1 海绵城市理念的产生背景以及含义

近年来，随着城市化进程的加快，城市规模不断扩大人口也持续增加，城市的环境保护问题也随之出现，如果水资源的过度开采，造成了水污染，会影响居民的生命和财产安全，这是一个非常重要的问题，因此，各地的政府都提出了环保的要求。海绵城市就像是一块海绵，拥有吸收水分的能力，能够有效地应对自然灾害和环境的变化。海绵城市极具弹性，可以在雨季吸水、渗水、储水，还能净化空气，在城市需要用水的时候，可以“挤”出水，然后重新使用。将“海绵城市”的概念应用到市政道路建设项目中，不仅可以减少雨水和干旱对城市的影响，而且可以给居民的生活带来更大的方便。在海绵城市建设中，必须遵循一定的原则，在实施过程中要对自然环境进行有效的调控，既能确保防洪、排水，又能净化、渗透、积聚雨水，确保雨水资源得到最大限度的发挥，同时也能有效地保护城市环境。而且在海绵城市建设中，要对各系统进行综合管理，包括地下水、地表水、天然降水等，并对各环节进行有效的协调，其应用的长期性、复杂性是重点。

另外，在海绵城市建设中，必须统筹规划雨水排放系统、城市雨水管道系统和雨水系统。通过截污、截污、转输、调节雨水，通过储存、渗透等方法，以低影响的方法发展雨水系统，可以有效地控制径流量。雨水管道系统是海绵城市建设中的一个关键环节，它必须与雨水系统有机地结合，从而实现雨水的排放、输送和收集。雨污分流系统的主要功能是调整降雨径流，一般采用深层隧道、调蓄池、排水渠道，综合调蓄水体、综合选择天然水体等人造设施或自然方式建设。

2 海绵城市理念下市政道路设计的基本原则

2.1 生态安全原则

中国的许多城市都希望通过海绵城市的概念来促进城市的发展，但同时也要遵守生态安全的原则，以保证城市的生态和城市的发展。在海绵城市的概念下，道路规划要以基础设施为基础，以保证地区的水资源和安全性为核心和其生态安全[1]。

2.2 因地制宜原则

要结合本地区的自然地理、水文地质特征和水资源条件，根据水资源的保护和防洪的需要，合理地制定控制指标，科学规划，统一规划。所以，应根据实际情况和环境问题进行合理的规划和设计，使其在城市道路的设计中起到积极的作用。

平潭县位于福建省东部，与台湾海峡接壤，是我国大陆与台湾关系最为密切的地区，也是第一个全面探讨两岸交流与合作的新模式，金井湾湖片区是平潭综合实验区与海峡西岸连接的桥头堡，三面环山，西临大海，具有优越的区位条件[2]。环湖公路网以如意湖为中心，总体呈环状，全长5.413km，其中包括建环湖东和如意湖的防潮闸，实际设计长度为3.546km，道路红线宽度为32m，设计速度为30km/h。由于该区域还处在城市发展的早期阶段，因此，从环境、生态等方面考虑，加强了对市政设施的地震治理，使其能够系统化地进行海绵城市的建设。在设计时，要尽量保留该地区的天然水源，尽量减少道路的不渗透面积，尽量利用雨水的下渗和滞留。

3 海绵城市理念下的市政道路设计应用策略

在城市道路规划中，要坚持以人为本和可持续发展的原则，建立一个功能完备的慢行体系，并将其与海绵城市的理念相结合，倡导生态化建立，保证生态和谐、环境和谐。

3.1 道路标准横断面设计

通过设置4条绿色带，使快速交通和慢行交通得到很好的隔离，确保了用户的独立，机、非分隔带采用了下凹的绿色带，充分体现了“海绵城市”的概念，使得道路上的雨水直接排放到绿化带上，而剩余的雨水则通过雨水出口流入雨水管。远期，可在邻近湖泊边的绿地中，通过单独的绿地将公共绿地、公园广场串联起来，形成一条水岸绿带，既有景观又有活力[3]。

3.2 路面材料的选用

在海绵城市建设思想的基础上，在选择路面材料时，必须考虑到整个道路的强度。如果硬化密度太大，就会造成原本应该渗入地面的雨水在路面上堆积，再加上雨水管道的排水不顺畅，很容易造成积水和其他灾情，危及人民的生命和财产。而不渗透路面在下雨天不可避免地会出现积水、湿滑等现象，严重影响了人们的出行。

因此，在设计非机动车道、人行道路面时，应采取绿色透水路面结构，以提高城市可透水透气面积，调整城市气候，降低地面气温，减轻“热岛”作用，减轻雨季城市排水系统的负荷，预防城区洪涝灾害，改善城市生态环境。

3.2.1 非机动车道路面材料的选用

在海绵城市的概念下，在进行路面结构设计时，必须考虑到整个路面的强度。如果密度太高，雨水就会不能将原本已经渗入地面的雨水留在地面上，导致积水和水的流失[4]。因此，在进行路面设计时，必须保证水能通过路面进行有效的流通，避免雨水黏附在路面上，从而避免产生水花；透水性路面是指路面上存在着大量的空隙，当雨水较多时，就会从这些空隙中渗入地面，使路面变得坚硬，同时也能使雨水通过循环渗入，降低地表的雨水流量。环湖道路网项目的非机动车道采用了绿色、透水性的混凝土，多孔混凝土（孔隙率＞为20%）铺设，是将雨水储存在铺设体中，让雨水渗透、蒸发到路基上，而渗透混凝土中的有效孔隙是雨水快速渗透并为土壤中的生物提供氧气的一个连续的孔隙，而半有效孔隙则是半透明的孔隙，可以储存雨水，缓解城市洪水，降低铺设表面的温度。道路色彩鲜艳，对城市的环境有很好的美化作用；提高通气透气面积对减轻热岛的作用是有益的；充分发挥大气降水的作用，减轻城市地面沉降；改善城市地面植被及土壤中有益微生物的生长状况，调整生态系统，预防城区水灾，预防道路积水；具有良好的消声性能。

3.2.2 人行道路面材料的选用

人行道在城市建设中起着举足轻重的作用，可以使人们的交通更加便捷。在城市道路建设中，要把海绵城市的概念运用到人行道的设计中，而传统的市政道路建设大都采用不透水的路面，因此在下雨天容易产生积水或湿滑；危害人民的出行安全。特别是一些老人，在下雨天的时候，很可能会因为路面打滑而摔倒。在海绵城市的概念中，铺装时，采用透水材料，在下雨天，雨水可以通过这种材料及时渗透到地面，而不会产生积水，同时这种材料具有良好的视觉效果，可以有效地调整路面的温度、湿度，并能适时的补充地下水。如果因为环境的原因，不能保证城市的土壤渗透性，也可以在基础上安装排水系统。比如，控制斜率纵向的范围是2.5%，横向斜率的控制范围是1%～2%，这样可以更好地发挥排水作用。以平潭综合实验区金井湾环湖路为例，在人行道的设计中，人行道的地砖采用绿色透水砖，其抗压强度为Cc40，抗弯强度不低于C14.0，防水系数k（15℃）≥0.2min/s，磨槽长度不大于35mm，防滑级别R3，对应的防滑性指标BPN265。水泥稳定碎石路面的各项指标与道路路面基本相同[5]。

3.3 城市道路结构层次设计中的应用

从“海绵城市”建设的需求出发，可以发现路面积水的排放方式有三种：一是直接渗入路面地基土壤中；一种是从地面进入基层，再由盲管排出；另一类是路面上的积水，它是以渗透的形式从路面缝隙中流出。后两种方法对路面的表面径流量有一定的影响，达到了排水要求，但不能实现对路面的蓄积、净化、滞留等功能。在“海绵城市”的概念中，7×10-5cm/s是城市道路基层土壤最小的渗透率。因此，在高负荷、高车流量的路段，很难实现积水的渗透。在传统的人行道铺装中，一般采用预制混凝土，然后再采用花岗石。在“海绵城市”的应用背景下，城市道路的铺设应该采用一种能减少地面热辐射的新型渗水材料，从某种意义上说，可以达到对城市生态环境的有效保护。

3.4 排水盲沟渗透设计与侧石设计

在城市道路规划中，采用“海绵城市”概念时，应充分考虑排水盲沟的渗入。在排水盲沟的渗流设计中，PVC管道周边还需进一步加固，目前采用的是具有较小颗粒的多孔材料。采用多孔层法对路面积水进行了综合协调，这种排水系统因其渗透性能好、占用空间小等优点而被广泛用于城市道路的设计。不过，目前还存在着一些问题，那就是碎石很难清理，如果被碎石堵住，那么渗透的效果就会大打折扣。另外，在侧边的设计上，必须严格贯彻“海绵城市”的设计思想，在侧分带上要有开放的侧石，这样的话，雨水就能通过开放的侧向石头流到两侧的下凹绿地里，剩余的水分会通过雨水管道渗入[6-8]。

3.5 市政道路建设总体规划

市政道路是城市各种基础设施中的重要组成部分。但由于城市道路的条形、平坦等特点，其局限性较大。“海绵城市”在城市道路设计中的应用，主要表现为“排、净、滞、渗”。根据《海绵城市建设技术指南》的有关规定，城市在城市建设中，必须对自然的自然生态环境，如树木、绿化、河流等进行有效的保护。所以，把“海绵城市”的概念应用到市政道路的设计中，就必须在规划初期充分利用城市的自然环境；在此基础上，按照规划的需要避开自然湖泊、河流等自然景观；合理地安排城市道路的空间布置。通过道路建设人行道、天然绿化带，实现雨水的净化、渗透和滞留，从而有效地贯彻“海绵城市”的概念。

4 结语

结合上文，“海绵城市”的概念开发模式对于我国今后的城市发展具有重要意义。在这些问题中，城市道路和给水系统是一个比较突出的问题。目前，城市道路规划设计者应强化“海绵城市”的概念，以改善城市水体，控制城市面源污染，降低城市水患。基于海绵城市理念在市政道路设计中的应用，有效的净化城市水资源，减少水污染和补给地下水，有效保护生态环境，能帮助提高城市化建设水平，促进我国城市化进程中实现绿色可持续发展。