劉艷艷

摘 要：傳統(tǒng)公路排水模式，將雨水快速的排入附近水系，雨水迅速匯集不僅增加了排入水系的容積負(fù)擔(dān)，引發(fā)洪澇災(zāi)害；而且道路上的污染物經(jīng)過雨水沖刷帶入水環(huán)境，還會引起水環(huán)境的污染。海綿城市-低影響開發(fā)理念在公路建設(shè)中的應(yīng)用，不僅能夠控制徑流總量，消減洪峰流量，還能控制徑流污染，對公路建設(shè)指導(dǎo)具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：海綿城市；公路建設(shè)；排水形式

中圖分類號：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0175-02

Abstract： In the traditional highway drainage model， rain water was rapidly drained into the nearby water system， and rapid collection of rain water's not only increased the volume burden of the drainage water system and caused floods； but also brought pollutants from the roads into the water environment through the scouring of rain water. It will also cause pollution of the water environment. The application of the concept of spongy city-low impact development in highway construction can not only control the total amount of runoff and reduce the discharge of flood peak， but also control the pollution of runoff， which is of great significance to the guidance of highway construction.

Keywords： sponge city； highway construction； drainage form

1 研究背景

傳統(tǒng)公路建設(shè)過程中，道路建設(shè)界限內(nèi)雨水采用“快排模式”，即將道路建設(shè)界限內(nèi)的雨水，通過道路邊溝和過水構(gòu)造物快速地就近排入附近水系。

道路雨水徑流是引起水體的非點源污染的重要原因之一，公路通車后，由于車輛在運營過程中可能會滴漏的油類物質(zhì)、輪胎與路面摩擦產(chǎn)生的橡膠和路面脫落物、圍棋中的顆粒物質(zhì)、運輸貨物中微粒物質(zhì)和融雪劑等，均可能在路面和橋面上形成不同程度的積聚[1][2]，在雨季特別是暴雨時期，降雨在不透水地面上迅速轉(zhuǎn)化為徑流沖刷并挾帶大量污染物進(jìn)入地表水體，形成典型的非點源污染[3]。公路徑流污染物成分復(fù)雜，主要污染指標(biāo)有懸浮物、化學(xué)耗氧量（COD）、總氮、總磷、重金屬、多換芳烴、無機(jī)鹽和油等，且隨著道路建設(shè)和交通流量的快速增長，路面污染物總量不可避免地呈現(xiàn)大幅增長趨勢[4]，進(jìn)一步加重對水環(huán)境的污染，并影響到水生生態(tài)系統(tǒng)。且我國公路建設(shè)基本上穿越農(nóng)林漁牧區(qū)，雨水徑流污染還會引起農(nóng)產(chǎn)品污染。污染物經(jīng)過長期的積累，最終會危害到人體健康。

常用雨水流量計算方法為推理公式法[5]，該公式的理論基礎(chǔ)是建立在等強(qiáng)度雨型和徑流成因概念上。由于公路建設(shè)，改變了原有的地面徑流系數(shù)，地表徑流增加約80%～85%。在等強(qiáng)度雨型不變的前提下，徑流系數(shù)的增大，導(dǎo)致暴雨流量大量增加。雨水流量的大幅度增加，導(dǎo)致雨水快速的向低洼處匯集，地勢低洼地區(qū)水位迅速上升，如果沒有有效的分散口或者排除方式，會引起局部淹水。近幾年經(jīng)常出現(xiàn)有立體交叉下穿道路自然災(zāi)害，由于下穿道路地勢比較低，周邊路面雨水快速的匯集過來，路面被迅速淹沒，從而導(dǎo)致交通中斷，嚴(yán)重的會引起人身傷害。

在人們的環(huán)境意識和交通便捷性需求越來越強(qiáng)的形勢下，一種解決傳統(tǒng)公路排水弊端的方法迫在眉睫。

2 傳統(tǒng)公路排水形式

公路地表排水主要設(shè)施有邊溝和排水溝。公路邊溝設(shè)置在低路基坡腳外側(cè)或路肩外側(cè)，一般用于匯集并排除路面、邊坡以及路肩積水，并有排除部分構(gòu)造物中積水的功能。排水溝一般設(shè)置在填方路基段，用于將截水溝、邊溝以及路基在周圍農(nóng)田處匯集的積水引流到其他區(qū)域，減少積水對公路和農(nóng)田的影響。排水（邊）溝常見形式有矩形如圖1、圖2，梯形如圖3、圖4兩種形式，常用材料有混凝土現(xiàn)澆、預(yù)制塊拼裝、碎石鋪底、植草鋪砌等，但是由于植草溝排水能力有限，在快排理念指導(dǎo)下，容易沖刷引起水土流失，在較高等級公路上使用甚少。

鋪砌式邊溝能夠滿足道路路面雨水快速的排除，從而減小了水侵入路基對道路的侵害，但是也隔斷了道路建設(shè)范圍內(nèi)水的自然循環(huán)。

3 低影響開發(fā)排水形式在公路上的應(yīng)用

海綿城市低影響開發(fā)（LID）是以慢排緩釋和源頭分散控制為目標(biāo)的雨水控制系統(tǒng)，從本質(zhì)上改變傳統(tǒng)城市建設(shè)理念，遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，把雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環(huán)使用和排水密切結(jié)合，實現(xiàn)與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，遵循的是順應(yīng)自然、與自然和諧共處的低影響開發(fā)模式。

“海綿城市”控制目標(biāo)一般包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等[6]。因此，在公路“海綿城市”建設(shè)中，以夠達(dá)到徑流總量控制、徑流峰值控制和徑流污染控制為目標(biāo)。

（1）徑流總量控制目標(biāo)。徑流總量控制目標(biāo)的落實途徑包括雨水的下滲減排和直接繼續(xù)利用，主要設(shè)施有干式植草溝、下沉式綠地、簡易型生物滯留設(shè)施、滲透塘、濕塘、蓄水池等?，F(xiàn)有排水溝改造過程中可將圬工排水溝改造為具有一定蓄、滯水功能的植草溝，改變原有植草溝結(jié)構(gòu)模式，在種植土下加鋪透水性好、蓄水能力強(qiáng)的碎石層，增加儲水能力。利用公路控制區(qū)建造下沉式綠地、簡易型生物滯留設(shè)施或蓄水池。改造原有溝塘為濕塘和滲透塘，增加原有溝塘的生態(tài)活性。

（2）徑流峰值控制目標(biāo)。低影響開發(fā)設(shè)施受降雨頻率與雨型、低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)與維護(hù)管理條件等因素的影響，一般對中、小降雨事件的峰值消減效果較好，對特大暴雨事件，雖仍可起到一定的錯峰、延鋒作用，但其峰值消減幅度往往較低。降雨下墊面的徑流系數(shù)對徑流洪峰的發(fā)展起重要的因素，以徑流峰值控制為目標(biāo)，應(yīng)盡量降低徑流系數(shù)。

以徑流峰值控制為目標(biāo)可以采用濕塘、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池等雨水調(diào)蓄設(shè)施。對道路外圍地形進(jìn)行改造，修建干式或濕式淺池調(diào)節(jié)塘，對洪峰流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（3）徑流污染控制目標(biāo)。道路徑流污染物中，SS往往與其他污染物指標(biāo)具有一定的相關(guān)性，因此，一般可采用SS作為徑流污染物控制指標(biāo)，低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的SS總量去除率一般可達(dá)到40%～60%。生態(tài)排水設(shè)施能減緩污染物的運移，封閉式植草溝可用于延緩污染物的蔓延。植草溝在發(fā)達(dá)國家已被廣泛用于高速公路雨水徑流的處理，能有效去除徑流中的TSS，COD、金屬盡力等方面有良好的效果。

在公路排水中“堅持人與自然相和諧，樹立尊重自然，保護(hù)環(huán)境”的理念與海綿城市徑流污染控制目標(biāo)不謀而合，并且公路排水系統(tǒng)是整個公路項目的重要組成部分，在公路景觀的組成中占有相當(dāng)大的比重，因此，應(yīng)充分貫徹海綿城市理念，加強(qiáng)排水設(shè)施的環(huán)境協(xié)調(diào)性。在公路排水設(shè)計中可采用生物滯留設(shè)施、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、濕式植草溝、植被緩沖帶、人工土壤滲濾，結(jié)合公路景觀設(shè)計，種植多樣性植物。

由于生態(tài)排水設(shè)施粗糙度相對較大，為防止沖刷，溝底縱坡也不宜采用較大的值，并且為了滿足下滲的要求，也希望雨水停留時間相對長一些，就使得生態(tài)排水溝尺寸較圬工排水溝尺寸大。根據(jù)《公路安全保護(hù)條例》，公路建筑控制區(qū)的范圍，從公路用地外緣起向外的距離標(biāo)準(zhǔn)為：（1）國道不少于20米；（2）省道不少于15米；（3）縣道不少于10米；（4）鄉(xiāng)道不少于5米；屬于高速公路的，公路建筑控制區(qū)的范圍從公路用地外緣起向外的距離標(biāo)準(zhǔn)不少于30米。這些條例也為生態(tài)排水設(shè)施的實施提供了可用空間。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的公路排水模式認(rèn)為，雨水排的越多、越快、越通暢越好，這種“快排式”的傳統(tǒng)模式?jīng)]有考慮水的循環(huán)。通過建立尊重自然、順應(yīng)自然的低影響開發(fā)模式是系統(tǒng)的解決城市水安全、水資源、水環(huán)境問題的有效措施。通過“自然積存”，來實現(xiàn)削峰調(diào)蓄、控制徑流量；通過“自然滲透”來恢復(fù)水生態(tài)，恢復(fù)水的自然循環(huán)；通過“自然凈化”來實現(xiàn)水質(zhì)的改善。

近年來，發(fā)達(dá)國家在針對雨洪問題不斷研究和探索的過程中，越來越突出和強(qiáng)調(diào)源頭控制在徑流減排及水質(zhì)污染控制等方面所發(fā)揮的重要作用。我國《室外排水設(shè)計規(guī)范》（2016年版）總也加入了LID源頭措施的相關(guān)規(guī)定。2013年“國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知”（國辦發(fā)[2013]23號），第一次明確要求各地積極推行低影響開發(fā)建設(shè)模式，最大限度地減少對城市原有水生態(tài)的破壞。海綿城市建設(shè)理念在公路建設(shè)中的應(yīng)用，采用生態(tài)排水方式不僅減少了場地開發(fā)對自然環(huán)境帶來的不良影響，還維持了公路周邊水環(huán)境與生態(tài)壞境的循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。同時，海綿城市建設(shè)也需要尊重水、尊重土壤、尊重植物，促進(jìn)未來公路環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，成為公路建設(shè)一個新的里程碑。

參考文獻(xiàn)：

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