劉 婕

(北京良鄉(xiāng)藍鑫水利工程設(shè)計有限公司，北京 102488)

基于海綿城市建設(shè)的城市道路水土保持雨洪利用工程設(shè)計
——以房山區(qū)阜盛東街新建道路為例

劉 婕

(北京良鄉(xiāng)藍鑫水利工程設(shè)計有限公司，北京 102488)

海綿城市；水土保持；城市道路；雨洪利用工程

近幾年大中城市被內(nèi)澇災(zāi)害困擾，海綿城市建設(shè)勢在必行。海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的建設(shè)理念與水土保持雨洪利用的理念相似，雨洪利用措施既可以有效緩解城市內(nèi)澇，又可以緩解城市用水緊張狀況。以房山區(qū)阜盛東街新建道路為例，結(jié)合海綿城市建設(shè)和城市水土保持的要求，探討了雨洪利用措施設(shè)計，并對其效益進行了評價，以期為后期城市道路建設(shè)提供參考。

2014年10月，我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》，標志著我國海綿城市建設(shè)正從理論形成向?qū)嵺`應(yīng)用過渡。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”出來并加以利用。海綿城市建設(shè)以遵循生態(tài)優(yōu)先為原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，形成與自然和諧共處的低影響發(fā)展模式，確保城市排水防洪安全，同時最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境的保護，為緩解城市雨水資源短缺和城市內(nèi)澇頻發(fā)問題提供了行之有效的理論指導(dǎo)[1-3]。

城市道路是城市的主要交通網(wǎng)絡(luò)，也是城市排水的重要依托，雨洪的安全合理排放及適量利用對保障城市交通順暢、洪澇災(zāi)害防治和人民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。因此，要從海綿城市建設(shè)的角度出發(fā)，結(jié)合城市自然氣候條件、水文地質(zhì)條件、水資源狀況和城市內(nèi)澇防治要求等，形成海綿城市道路設(shè)計的理念，提高對雨水的凈化、滲透、調(diào)蓄、利用和排放能力，恢復(fù)城市道路良好的水文循環(huán)[2]。本研究以房山區(qū)阜盛東街新建道路為例，結(jié)合海綿城市建設(shè)和城市水土保持的要求，探討雨洪利用措施設(shè)計，并對其效益進行評價，以期為后期城市道路建設(shè)提供參考。

1 項目概況

阜盛東街新建道路位于北京市房山區(qū)境內(nèi)。房山區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候區(qū)，四季分明，冬季盛行西北風，寒冷干燥，夏季盛行偏南風，炎熱多雨，春季干旱少雨。受大陸季風和地形地勢等影響，降水量時空分布不均，全區(qū)多年平均降水量為590.5 mm，其中山區(qū)為595 mm、平原區(qū)為578 mm；降水量年際變化大，年最大降水量為1 069.2 mm(1956年)，年最小降水量為316.2 mm(1965年)；降水量年內(nèi)分配不均，多集中在汛期6—9月，汛期降水量占年降水量的80%以上。

阜盛東街新建道路全長1.79 km，規(guī)劃為城市支路，設(shè)計車速30 km/h，紅線寬度30 m，布局采用“一幅路”形式，機動車非機動車混行，中央設(shè)1 m寬中分帶，兩側(cè)各10 m寬機動車道、4.5 m寬人行道(含樹池)；道路全線采用雨水管線排水，兩側(cè)設(shè)置雨水口(雨水篦子)收集路面排水，并通過雨水支管接入路面下鋪設(shè)的雨水管道，將雨水匯集至臨近排水溝，最終排至河道。道路橫斷面示意見圖1。

圖1 道路橫斷面示意

2 道路雨洪設(shè)計

2.1 設(shè)計理念

以海綿城市建設(shè)理念為指導(dǎo)，以綠帶生態(tài)功能為先導(dǎo)，在實現(xiàn)綠帶低影響開發(fā)控制指標的前提下，兼顧綠帶的審美功能，運用基礎(chǔ)的控制指標及優(yōu)化的城市布局，利用優(yōu)化的植物配置和基礎(chǔ)管理措施，打造實用性和觀賞性并重的道路綠化景觀，實現(xiàn)城市整體發(fā)展和水資源的合理化分配。

城市道路雨水徑流通過有組織的匯流與傳輸，經(jīng)截污等預(yù)處理后引入綠地，并通過設(shè)置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設(shè)施進行處理。城市道路海綿城市雨水系統(tǒng)典型流程如圖2所示。

圖2 城市道路低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)典型流程示例

2.2 設(shè)計方案

阜盛東街新建道路人行道全部采用透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)，并設(shè)置綠化帶，綠化帶要盡量寬，選種耐污耐澇的鄉(xiāng)土植物；在人行道綠化帶、分車帶內(nèi)設(shè)置雨水口，雨水口橫向連接管管徑Ф≥300 mm、坡度i≥0.01，使路面徑流先匯入生物滯留設(shè)施，超量徑流溢流入市政雨水管線，并同步實施綠化、照明、管線等工程。

2.2.1 人行道透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

人行道采用透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)，包括土基、透水基層、透水墊層、透水找平層、透水磚面層5個部分。降雨時，雨水通過透水磚快速滲入基層和土壤層，降低地表徑流系數(shù)，減輕城市防洪壓力。

根據(jù)設(shè)計規(guī)范及工程經(jīng)驗，該道路透水磚鋪裝設(shè)計需滿足小型車輛行駛要求，結(jié)構(gòu)設(shè)置為：透水磚規(guī)格200 mm×400 mm×80 mm，中粗砂找平層40 mm，C15無砂混凝土層100 mm，天然級配砂礫料層400 mm；透水鋪裝表面設(shè)1%～5%坡面，道路兩側(cè)設(shè)置雨水口(見圖3)。

2.2.2 樹池及綠化帶設(shè)計

(1)樹池設(shè)計。樹池一般布置在人行道上，且與人行道平齊，亦采用透水結(jié)構(gòu)，樹池內(nèi)自下而上設(shè)置150 mm礫石層、透水土工布、種植土、樹池篦子；樹池篦子采用玻璃鋼材質(zhì)，厚50 mm，承載力≥2.5 kN，漏水面積≥85%，確保雨水可進入樹池(圖4)。樹池內(nèi)環(huán)形布設(shè)滲透微灌管，可充分利用雨水澆灌樹根(圖5)。

圖3 透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)典型設(shè)計斷面(單位：mm)

圖4 樹池典型設(shè)計斷面

圖5 樹池布置示意

(2)綠化帶設(shè)計。人行道內(nèi)綠化帶設(shè)置為下凹式，設(shè)計下凹深度15 cm，其結(jié)構(gòu)自下而上包括礫石層、透水土工布、種植土、蓄水層4個部分(圖6)。可在槽溝內(nèi)放置礫石、鵝卵石等過濾雨水，同時增加道路的景觀性，路面雨水流入槽溝進行水質(zhì)凈化，過濾后的雨水又可以通過槽溝回灌綠地。另外，在下凹式綠化帶內(nèi)設(shè)置雨水口，雨水口要高于綠化帶12 cm， 當綠化帶內(nèi)雨水深度超過12 cm時，多余的雨水會通過雨水口進入雨水管道內(nèi)。

圖6 綠化帶典型設(shè)計斷面

2.2.3 行道樹設(shè)計

(1)樹種選擇。在道路兩旁及分車帶種植行道樹，為車輛和行人遮陰并構(gòu)成街景，選用根系發(fā)達、莖葉繁茂、耐污耐澇的鄉(xiāng)土植物，并豐富植物種群搭配，提高群落穩(wěn)定性，構(gòu)建可持續(xù)的植物景觀。本研究設(shè)計選用國槐、銀杏等常用綠化樹種作為行道樹，各樹種生物學(xué)特征見表1。

表1 選用的樹種生物學(xué)特性

(2)栽植技術(shù)及撫育管護技術(shù)措施。①整地方式與栽植技術(shù)。為了達到防護和綠化美化的要求，栽植樹木前要進行穴狀整地、澆定植水，定植穴大小依樹種、樹苗規(guī)格和土質(zhì)優(yōu)劣而定。結(jié)合耕翻，最好施用有機肥和磷肥，并整平耙細，要求土地干凈無雜草。選擇在春季或秋季栽種，造林前在穴內(nèi)施入適量基肥。春季栽植時，將苗木適當修去部分枝葉，選擇無風陰天起苗造林，將表土填在苗根四周和定植穴內(nèi)，做到苗正、根舒、泥緊。②撫育管護技術(shù)。綠化管護的主要內(nèi)容為補植，土、肥、水管理，防治病、蟲、雜草，修剪及保護管理，更新復(fù)壯等。綠化管理工作分為重點管護和一般管護兩個階段：重點管護階段是指栽植驗收之后的3～5年(草地為1年之內(nèi))，其管護目標應(yīng)以保證成活、恢復(fù)生長為主；一般管護是指在重點管護之后，植物成活、生長已經(jīng)穩(wěn)定后的長時間管護階段，主要工作是整形修剪，土、肥、水管理及病害、蟲害、雜草防治等。

3 效益分析

項目建設(shè)完成后，通過雨洪利用措施設(shè)計，項目區(qū)內(nèi)雨水可實現(xiàn)有效下滲，使降雨徑流得到緩解。下凹式綠地的設(shè)置，既可短暫滯蓄雨水達到削峰目的，又可改善綠地內(nèi)水分條件，有利于植物生長，更好地發(fā)揮水土保持作用。樹池內(nèi)布設(shè)的滲透微灌管可以自動對樹池進行灌溉，提高灌溉效率，節(jié)省人工。透水地面的鋪裝及樹池的透水結(jié)構(gòu)可有效增加降雨徑流入滲，補充地下水，為項目區(qū)周邊植物提供更好的水分條件，實現(xiàn)生態(tài)良性發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

從城市水土保持角度出發(fā)，結(jié)合海綿城市建設(shè)、項目區(qū)實際情況進行城市道路雨洪利用措施設(shè)計，可以改善區(qū)域下墊面情況，減小項目區(qū)雨水徑流系數(shù)，增加雨水入滲量，緩解市政雨水管線壓力，局部改善植被生長環(huán)境，實現(xiàn)項目區(qū)生態(tài)良性發(fā)展。

結(jié)合項目實際情況，對后期城市道路雨洪利用措施提出幾點建議：

(1)根據(jù)道路所在區(qū)域狀況，結(jié)合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域位置，將城市道路雨洪利用的理念引入道路主體設(shè)計中，實現(xiàn)主體設(shè)計和水土保持設(shè)計的有效結(jié)合。

(2)城市道路場地空間有限，且地下多為市政管道，很難建設(shè)雨水儲存設(shè)施，有條件的地方可以通過政府協(xié)商將道路內(nèi)多余的雨水納入周邊現(xiàn)有(代建)的雨水池內(nèi)，既可進一步緩解道路積水又可為周邊綠地提供水源。

(3)在水土保持監(jiān)測體系中，重視并細化對道路雨洪利用措施的監(jiān)測，如明確施工期設(shè)施落實的情況及存在的問題，指出自然恢復(fù)期雨洪利用措施效果及不足之處，為今后的雨洪利用措施設(shè)計提供參考。

[1] 李龍香,黃春霞.基于城市水土保持理念的深圳市海綿城市建設(shè)方法與途徑[J].中國水土保持,2016(8):19-21.

[2] 張亞梅,柳長順,齊實.海綿城市建設(shè)與城市水土保持[J].水利發(fā)展研究,2015(2):20-23.

[3] 靳新紅.城市新建住宅小區(qū)基于水土保持的雨洪利用工程設(shè)計[J].中國水土保持,2015(2):27-30.

劉婕(1988—)，女，內(nèi)蒙古烏海市人，工程師，碩士，主要從事水土保持方案編制、工程設(shè)計等工作。

2017-06-08

(責任編輯 李楊楊)

S157.2

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1000-0941(2017)11-0030-03