呂永藝

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 工程概況及海綿城市建設(shè)背景

隨著我國現(xiàn)代化的進(jìn)程發(fā)展，人口向大都市、各省市首府集中，使得現(xiàn)有城市不斷向外擴(kuò)張，土地的硬化范圍越來越廣，導(dǎo)致土地對雨水的收集能力減弱，出現(xiàn)內(nèi)澇。海綿城市正是通過技術(shù)措施使城市土地再次吸納、儲存雨水，凈化水質(zhì)。南寧市是廣西壯族自治區(qū)的中心城市，既是廣西重要的政治、經(jīng)濟(jì)中心，也是海綿城市的重要試點(diǎn)單位。

本次設(shè)計(jì)項(xiàng)目順江路位于南寧市青秀區(qū)長塘鎮(zhèn)牛灣島范圍內(nèi)。道路由西向東，沿南寧邕江河畔，是牛灣島環(huán)島路網(wǎng)中的南段城市主干路。根據(jù)順江路在南寧市的道路等級，同時(shí)針對南寧市經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)澇、積水情況，需對該道路進(jìn)行海綿化設(shè)計(jì)。道路設(shè)計(jì)長2324.028m，道路紅線寬40m，后排綠地預(yù)留寬度10m。設(shè)計(jì)的橫斷面布置形式為4.75m人行道+5.5m 非機(jī)動車道+2m 側(cè)分帶+15.5m 機(jī)動車道+2m 側(cè)分帶+5.5m 非機(jī)動車道+4.75m 人行道=40m。本項(xiàng)目年徑流控制率為71.05%，年徑流污染削減率為60.39%，兼顧水力發(fā)電及其他的綜合利用工程。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 年徑流控制率

本工程主要采用的海綿化措施有：人行道采用透水鋪裝設(shè)計(jì)，生態(tài)樹池采用連續(xù)帶樹池，綠化帶設(shè)置復(fù)雜生物滯留設(shè)施。根據(jù)道路不同結(jié)構(gòu)、類型劃分，經(jīng)計(jì)算得出道路綜合徑流系數(shù)及雨水量控制目標(biāo)。道路主要為瀝青路面、人行道透水鋪裝、生態(tài)樹池及綠地，其徑流系數(shù)ψ分別取0.9、0.2、0.15。外排綜合雨量徑流系數(shù)及控制雨量計(jì)算詳見表1。

本項(xiàng)目匯水面積為45491m2。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，加權(quán)平均法計(jì)算道路的綜合雨量徑流系數(shù)Ψ=0.69。

1）規(guī)劃雨水調(diào)蓄容積計(jì)算：

式中，W調(diào)為雨水調(diào)蓄容積，m3；H為年徑流總量控制率對應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量，mm；Ψz為綜合徑流系數(shù)；F為匯水面積，m2。根據(jù)上述計(jì)算，本項(xiàng)目所需要的雨水調(diào)蓄容積=1667.31m3。

2）實(shí)際調(diào)蓄容積復(fù)核：

式中，W為項(xiàng)目內(nèi)實(shí)際雨水調(diào)蓄容積，m3；Wi為各海綿措施雨水調(diào)蓄容積，m3；Fi為各海綿措施所占的面積，m2；hi為各措施蓄水厚度，m。本項(xiàng)目中，側(cè)分帶、樹池有效蓄水深度均取15cm。

表1 計(jì)算表

經(jīng)計(jì)算，側(cè)分帶實(shí)際有效蓄水面積6400.16m2，人行道樹池實(shí)際有效蓄水面積5402.77m2，則本項(xiàng)目實(shí)際調(diào)蓄容積為1770.44m3。按照實(shí)際措施調(diào)蓄容積為1770.44m3，反算得降雨量為24.10mm，故按照《南寧市多年平均徑流總量控制率對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量表》反算的場地內(nèi)年徑流總量控制率為71.05%。經(jīng)上述計(jì)算，本工程道路滿足年徑流總量控制率＞70%的要求。

2.2 雨水徑流污染物控制率計(jì)算

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建》計(jì)算不同低影響開發(fā)措施的污染物去除率，結(jié)合本項(xiàng)目中所涉及的低影響開發(fā)措施占比，進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算。年SS 總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS 的平均去除率。計(jì)算中，低影響開發(fā)設(shè)施對SS 的平均去除率為各海綿措施類型的加權(quán)平均值，其中機(jī)動車道雨水匯入側(cè)分帶下沉式綠地，其去除率按下沉式綠地考慮。本工程SS 總量去除率=71.05%×0.85=60.39%。

本工程年徑流污染削減率控制目標(biāo)（一般以年SS 總量去除率計(jì)）為50%。本工程年徑流污染物去除率根據(jù)《南寧市海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》低影響開發(fā)設(shè)施比選一覽表的不同單項(xiàng)設(shè)施的污染物去除率進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算（見表2）。

經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目污染物去除率為60.39%，滿足《南寧市海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》關(guān)于年徑流污染削減率（一般以年SS 總量去除率計(jì)）不低于50%的要求。

3 設(shè)計(jì)原則

建設(shè)海綿城市可持續(xù)雨水管理的基本原則，首先將雨水作為一項(xiàng)寶貴資源：全球水資源有限，對雨水的綜合利用，可有限緩解城市用水緊張，可將收集的雨水用作灌溉植物的水源，也可用于清潔道路。再則要重視對流域水系統(tǒng)的影響：海綿城市的建設(shè)，對所在區(qū)域會產(chǎn)生積極的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響，可以減少城市內(nèi)澇，改善區(qū)域生態(tài)水資源環(huán)境，促進(jìn)水環(huán)境的綠色發(fā)展。然后和項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)合：通過對基礎(chǔ)設(shè)施、小區(qū)、公園等整體性規(guī)劃設(shè)計(jì)，可使城市海綿設(shè)計(jì)從整體上和宏觀上保障其基本功能，減少管道設(shè)施的建設(shè)。接著，應(yīng)用種類多樣的技術(shù)措施，如市政道路采用多種措施，包括生態(tài)樹池，人行道鋪裝，以及下沉式綠地等工程措施，實(shí)現(xiàn)雨水系統(tǒng)低影響開發(fā)，保障海綿城市的實(shí)行。最后，根據(jù)現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合綠色發(fā)展的理念，共同打造符合人類宜居的綠色城市[1]。

4 工程海綿化技術(shù)措施

本項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)影響海綿工程設(shè)計(jì)的主要因素為沿線特殊地質(zhì)、降雨量大、土壤滲透性較差。設(shè)計(jì)在優(yōu)化道路橫坡及道路與周邊規(guī)劃的豎向關(guān)系的前提下，設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施，以增加道路滲蓄容積，提高雨水徑流量控制率。

4.1 橫斷面

本項(xiàng)目道路紅線寬度40m，橫斷面雨水流向如下：機(jī)動車道雨水匯流至側(cè)分帶溢流式雨水口，非機(jī)動車道雨水匯流至人行道綠化帶，土層含水飽和后水位上升，當(dāng)水位高于溢流雨水口頂面標(biāo)高時(shí)溢流入雨水口排入下游雨水管道系統(tǒng)排走。人行道結(jié)構(gòu)層透水，將雨水滲透至地下，通過反坡排至道路紅線外側(cè)的后排綠地。

4.2 人行道鋪裝

人行道鋪裝結(jié)構(gòu)下的土基性質(zhì)通常受當(dāng)?shù)貐^(qū)域地質(zhì)條件和填料性質(zhì)的影響，對于土基位于膨脹土、水源保護(hù)區(qū)或采用滲透性不好的粘性土填料時(shí)，水的進(jìn)入會影響土基的承載能力、穩(wěn)定性及周邊水源安全性。因此，人行道鋪裝層的滲水不能直接進(jìn)入土基，稱之為半透水型結(jié)構(gòu)；而對于位于滲透性較好的區(qū)域或采用砂性土等材料為填料時(shí)，人行道鋪裝層的滲水可以快速滲透，不影響土基承載力和穩(wěn)定性，稱之為全透水型結(jié)構(gòu)。所以在選擇透水性人行道鋪裝結(jié)構(gòu)型式時(shí)應(yīng)考慮土基條件。傳統(tǒng)的非透水人行道鋪裝存在以下問題：①人行道上雨水散排，易造成積水點(diǎn)，影響行人安全性和舒適性；②人行道為硬化面層，無法與地下土壤形成良好的循環(huán)關(guān)系，失去土壤溫度，濕度調(diào)節(jié) 能力。

使用全透水結(jié)構(gòu)人行道鋪裝，使雨水滲入土壤，進(jìn)行自然積存、自然滲透、自然凈化，控制雨水徑流總量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍內(nèi)透水鋪裝率不低于60%，采用60mm厚透水性步磚（透水率＞0.1mm/s），為保證一定程度的雨水深層滲透，人行道下路基填土采用砂類土，或?qū)β坊钔吝M(jìn)行改良，使人行道下路基的滲透系數(shù)＞5×10-6mm/s。

4.3 生態(tài)樹池

樹池設(shè)置于人行道上，靈活性強(qiáng)，主要用于處置路面徑流，通過植物、土壤及微生物系統(tǒng)滲蓄、凈化徑流雨水，削峰減量及和諧景觀，體現(xiàn)海綿城市理念。樹池表面根據(jù)每條道路情況分別采用樹池蓋板、卵石（或透水混凝土）鋪面或栽植地被植物。樹池設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：①表面應(yīng)有一定深度的蓄水層；②種植土應(yīng)有較好的過濾性及滲透性，其厚度根據(jù)植物類型確定，草本植物一般＞250mm，木本植物一般為600mm ～1000mm；③設(shè)置砂層或透水土工布過濾層；④設(shè)置礫石排水層滲蓄及防止帶孔排水管堵塞。礫石排水層厚度一般為200mm ～300mm。排水層內(nèi)埋置φ10 帶孔排水管，其排水坡度一般＞0.5%。本項(xiàng)目樹池采用下沉式樹池，體現(xiàn)海綿城市理念，收集雨水、樹池外邊框尺寸為1.8m×1.8m。樹池內(nèi)植栽植耐澇多年生地被、卵石鋪面或設(shè)置樹篦子，完成種植后種植土面低于路緣石 10cm。

4.4 復(fù)雜生物滯留設(shè)施

側(cè)分帶設(shè)置生物滯留設(shè)施，主要接收道路雨水，路緣石開口以便雨水進(jìn)入綠帶；綠帶內(nèi)設(shè)置溢流式雨水口，以便多余的雨水排入雨水系統(tǒng)；完成種植后，種植土面層比相鄰道路面低25cm，溢流口頂面標(biāo)高低于路面標(biāo)高10cm。避免周圍土侵入，結(jié)構(gòu)層外側(cè)及底部應(yīng)設(shè)置透水土工布。蓄水層深度為15cm，底部埋設(shè)10cm 的開孔排水管，管底鋪設(shè)礫石作為調(diào)蓄層。

5 結(jié)語

南寧市是全國首批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，順江路是南寧市城區(qū)新建城市主干路，因此該市政道路的海綿城市設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)。道路范圍內(nèi)采用了人行道鋪裝、生態(tài)樹池等技術(shù)措施，對本項(xiàng)目進(jìn)行海綿化，達(dá)到了國家和地區(qū)要求的相應(yīng)指標(biāo)，年徑流控制率71.05%，年徑流污染削減率60.39%，可以減緩城市排水防澇壓力、削減城市徑流污染負(fù)荷。