魏富盛

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610036）

0 引 言

由于瀝青路面具有行駛平穩(wěn)、施工及養(yǎng)護(hù)周期短的特點(diǎn)，目前被廣泛運(yùn)用于道路設(shè)計(jì)中。在道路運(yùn)營(yíng)期，由于瀝青路面組成成分的磨耗，輪胎顆粒物的掉落，液體運(yùn)輸物品的泄漏等原因會(huì)產(chǎn)生較多的有害物質(zhì)，對(duì)鄰近水源造成污染[1]。當(dāng)前極端天氣較多，部分城市內(nèi)澇嚴(yán)重，如何將徑流污染防治與內(nèi)澇治理相結(jié)合已成為目前的研究熱點(diǎn)。

1 路面徑流相關(guān)指標(biāo)控制要求

1.1 徑流污染物相關(guān)控制指標(biāo)

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002），地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)總共分為五類。同時(shí)對(duì)應(yīng)地表五類水域的不同功能，將地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值分為五類，不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值。水域功能級(jí)別高的標(biāo)準(zhǔn)將大于水域功能級(jí)別低的標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/L

1.2 徑流總量控制指標(biāo)

不同城市會(huì)根據(jù)全國(guó)總體海綿規(guī)劃及自身城市特點(diǎn)，制定相應(yīng)的城市海綿專項(xiàng)規(guī)劃，并提出對(duì)應(yīng)的徑流總量控制率[2]。本文以重慶市萬(wàn)州區(qū)為例，依據(jù)《萬(wàn)州區(qū)城市規(guī)劃區(qū)海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》，萬(wàn)州區(qū)不同設(shè)計(jì)降雨量對(duì)應(yīng)的年徑流總量控制率詳見表2。

表2 不同年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量一覽表

同時(shí)，相關(guān)部門會(huì)結(jié)合用地屬性，針對(duì)性地制定控制指標(biāo)，見表3。

表3 不同屬性地塊年徑流總量控制率及污染物總量去除率一覽表

2 滲濾介質(zhì)的選取

滲濾系統(tǒng)是將水流通過(guò)顆粒吸附、物理過(guò)濾、化學(xué)反應(yīng)及微生物分解等方式達(dá)到去除或減少污染物的目的。結(jié)合海綿城市對(duì)雨水的吸納、蓄滲、緩釋作用，達(dá)到緩解城市內(nèi)澇的問(wèn)題目的。

目前滲濾排水采取的滲濾介質(zhì)主要分為過(guò)渡層和滲濾層兩大類，主要有級(jí)配碎石、砂礫石、活性炭、爐渣、草炭、土工布、透水磚等。其中過(guò)渡層采用的介質(zhì)粒徑較大，主要起攔截過(guò)濾較大雜質(zhì)的作用；滲濾層采用的介質(zhì)較小，一般要加入少量大粒徑介質(zhì)以增加其滲透系數(shù)。滲濾介質(zhì)的性能一般應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性及透水性要求[3]。主要滲濾介質(zhì)的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值見表4。

表4 常用介質(zhì)滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值

選用的滲濾介質(zhì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際效果及預(yù)定目標(biāo)調(diào)整相應(yīng)的材料組成、級(jí)配粒徑及活性物質(zhì)添加等，直到滲濾效果滿足控制指標(biāo)。初步搭配好介質(zhì)后，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定滲濾系統(tǒng)對(duì)污染物的控制指標(biāo)，具體如下公式；式中：μi為污染物最小凈化率；ρi為單位長(zhǎng)度介質(zhì)對(duì)污染物的凈化率；Yi為徑流中各污染物的初始含量；Bi為規(guī)范中含量標(biāo)準(zhǔn)值；Ji為徑流中污染物需凈化量；Si為處理后的的剩余含量；L 為滲濾介質(zhì)的厚度。

3 不同條件下滲濾排水方式的設(shè)計(jì)

3.1 人行道側(cè)滲濾排水方式方案設(shè)計(jì)

人行道側(cè)滲濾排水方式主要利用透水材料的吸納和過(guò)濾作用，目前大部分使用材料有透水人行道磚、透水混凝土、級(jí)配碎石等，如圖1 所示。

圖1 人行道側(cè)滲濾排水方式大樣圖

雨水降落在人行道后通過(guò)以上幾層材料的吸附過(guò)濾作用，可以對(duì)大部分雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾和清除，最后通過(guò)透水軟管，每隔一定距離排入雨水口[4]。此種滲濾排水方式，對(duì)控制徑流的污染物指標(biāo)及延緩徑流峰值能收到較好的效果，其中透水混凝土基層集料級(jí)配見表5。

表5 透水水泥混凝土基層集料級(jí)配

3.2 中分帶滲濾排水方式方案設(shè)計(jì)

道路雨水首先通過(guò)路緣石開孔流入下凹式綠地，通過(guò)下滲進(jìn)行水質(zhì)和水量的處理（下滲雨水通過(guò)卵石層內(nèi)的穿孔管收集）；超出下滲能力的雨水在下凹式綠地里持續(xù)蓄積，超量雨水將通過(guò)溢流雨水口最終流入道路雨水管中，具體設(shè)計(jì)如圖2 所示。分隔帶中種植的植物應(yīng)該以耐澇、耐水、耐踩踏及生命力強(qiáng)的草本、喬木、灌木為主[5]。

圖2 中分帶滲濾排水方式大樣圖

濕地中種植的植物既要滿足美學(xué)要求，也要能承受高熱高濕等極端天氣，如：菖蒲、美人蕉、等，同時(shí)應(yīng)該配置吸附污染物凈化能力強(qiáng)的水生植物，如旱傘草等。為避免雨水溢流到路面,溢流雨水口標(biāo)高應(yīng)按大于下沉式綠地設(shè)計(jì)地面底20 cm 設(shè)計(jì)，具體情況可根據(jù)實(shí)際需要溢流水位標(biāo)高調(diào)整溢流口高度。

透水盲管設(shè)置于下沉式綠地下，其鋪設(shè)坡度與路面坡度一致，應(yīng)該用透水土工布纏繞盲管位于綠地中的部位，防止堵塞。盲管直徑為16 cm，環(huán)剛度不應(yīng)小于8 kN/m2。透水盲管開孔率宜為1%～3%，孔徑為16 mm。在道路坡度大于1%的路段，為更好地利用下沉式綠地進(jìn)行雨水下滲，每10 m 設(shè)一擋水堰，高出蓄水區(qū)底部5 cm。

3.3 高路堤段滲濾排水方式方案設(shè)計(jì)

在高路堤段，滲濾排水系統(tǒng)主要由排水溝和種植槽組成，如圖3 所示。水溝因地制宜地沿邊坡坡面設(shè)計(jì)，排水溝底壁向兩側(cè)傾斜，便于水流首先進(jìn)入種植槽。溝內(nèi)填充物與蓋板之間有一定空間，水流較大時(shí)，可以從上部空間流出。

圖3 高路堤段滲濾排水方式大樣圖

相鄰種植槽的距離根據(jù)邊坡高度和植物類型具體而定，種植槽長(zhǎng)度跟坡面長(zhǎng)度保持一致，相鄰種植槽可以通過(guò)排水溝連通。種植槽通過(guò)邊坡錨桿基部作為支撐連接點(diǎn)，保持其穩(wěn)定性。種植槽寬度約50 cm，深度為60～80 cm。其主要由植被、種植土、碎石、滲水土工布、支撐網(wǎng)和蓄水層等組成。支撐層一般由不銹鋼網(wǎng)條制作；土工布可以防止種植土進(jìn)入蓄水層[6]。位于蓄水層內(nèi)和種植土部分的導(dǎo)管周邊應(yīng)預(yù)留滲水孔，可以通過(guò)調(diào)整孔徑大小來(lái)控制水流進(jìn)入種植土的速率，預(yù)留有空隙的部分應(yīng)由土工布包裹，防止堵塞。路面徑流由路側(cè)邊溝和排水通過(guò)由排水溝左右側(cè)壁底部的通道進(jìn)入種植槽，在種植槽蓄水層蓄滿水后，再繼續(xù)由排水溝向下排放。

此種滲濾排水方式不僅可以由種植槽減緩峰值強(qiáng)度，也由排水溝的過(guò)渡層和滲濾層對(duì)徑流污染物做進(jìn)一步凈化處理，同時(shí)種植槽的植物可以美化邊坡，達(dá)到景觀綠化的作用。

3.4 深路塹段滲濾排水方式方案設(shè)計(jì)

道路深挖方段由于路側(cè)寬度較窄，但邊坡的匯水面積又較大，一般的滲濾排水方式不適用于此類路段，本文通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)踏勘及實(shí)踐，提出了以下結(jié)合地下涵洞的滲濾排水方式，本系統(tǒng)主要由路側(cè)邊溝、路面徑流邊溝、邊坡徑流通道、地下徑流通道組成，如圖4 所示。

圖4 深路塹段滲濾排水方式大樣圖

本滲濾排水方式中，用隔離墩將邊溝分隔為路側(cè)流溝和路面徑流邊溝，地下涵洞由通行邊坡徑流的邊坡徑流通道和和過(guò)濾路面徑流的地下徑流通道組成。邊坡徑流主要由雨水匯聚而成，一般不含有污染物，所以通行通道不設(shè)置過(guò)濾介質(zhì)。路面徑流夾雜著大量污染物，因此設(shè)置有過(guò)沉淀池，過(guò)渡層、滲濾層等結(jié)構(gòu)。地下徑流通道與邊坡徑流通道之間有一定空間，當(dāng)路面徑流的流量過(guò)大時(shí)，可以溢出到邊坡徑流通道流出。

徑流邊溝內(nèi)的介質(zhì)粒徑較大，主要起初步過(guò)濾大粒徑雜質(zhì)和緩沖水流的作用，其組成可以是級(jí)配碎石、爐渣等。沉淀池起到進(jìn)一步沉淀泥沙，降低水能的作用。滲濾段主要由粒徑較小的砂礫石、活性炭、土工布及其他添加物質(zhì)組成，具體組成應(yīng)根據(jù)污染物控制指標(biāo)及徑流控制指標(biāo)，經(jīng)過(guò)大量室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定。填充物隔一定距離應(yīng)該設(shè)置隔離網(wǎng)進(jìn)行固定。

本滲濾排水方式最大的優(yōu)勢(shì)是將邊坡雨水與路面徑流進(jìn)行分隔處理。邊坡雨水污染物含量低，但流量較大，可以不經(jīng)過(guò)滲濾處理直接排放。路面徑流相對(duì)流量較小，但污染物含量較多，因此必須有針對(duì)性進(jìn)行滲濾凈化處理后再排放。該處理方式能較好地克服路塹邊坡路側(cè)寬度不足的缺點(diǎn)，較大地提高其使用范圍。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前，隨著國(guó)家環(huán)保戰(zhàn)略力度的大力提升，路面徑流污染防治越來(lái)越受到相關(guān)部門重視，相關(guān)處理技術(shù)正成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。同時(shí)由于國(guó)內(nèi)部分城市內(nèi)澇嚴(yán)重，海綿城市的運(yùn)用也受到相關(guān)部門的重視。本文將路面徑流污染處理及海綿城市運(yùn)用有機(jī)結(jié)合，提出了幾種切實(shí)可行、生態(tài)環(huán)保的道路滲濾排水方式，為治理路面徑流污染及減輕城市內(nèi)澇問(wèn)題提供了技術(shù)指導(dǎo)和參考。