LID理念下城市道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張映鵬

（湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 低影響開(kāi)發(fā)理念的目的與意義

鑒于傳統(tǒng)城市普遍存在的暴雨積澇災(zāi)害和道路排水問(wèn)題，而國(guó)內(nèi)的海綿城市和LID發(fā)展和研究起步較晚，尤其是針對(duì)城市道路海綿城市的研究還較為薄弱。因此，本文主要研究的低影響開(kāi)發(fā)理念下的城市道路系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，能夠有效地緩解雨水排放問(wèn)題、改善城市道路水文生態(tài)環(huán)境。

2 城市道路低影響開(kāi)發(fā) （LID）系統(tǒng)技術(shù)路線圖

2.1 城市道路的傳統(tǒng)排水方式

傳統(tǒng)的城市道路建設(shè)以滿足城市道路功能為目的，雨水控制和利用主要體現(xiàn)為 “排”。這種以 “路面橫坡收集—雨水口—市政管網(wǎng)”為主的道路雨水排放方式，主要有以下弊端：①道路徑流雨水經(jīng)市政管網(wǎng)直接進(jìn)入河道，道路綠地不能有效地滯蓄雨水；②道路綠化澆灑需要消耗大量的自來(lái)水，加劇了水資源短缺的現(xiàn)狀；③雨季地表徑流量大幅度增加，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。

2.2 城市道路與LID的關(guān)系

城市道路在海綿城市中占有重要的地位：首先，城市道路是雨水徑流產(chǎn)生和排放的重要場(chǎng)所，城市道路不僅接收排放自身范圍的雨水徑流，建筑與小區(qū)中經(jīng)過(guò)LID設(shè)施消納后的其余雨水也會(huì)進(jìn)入城市道路下的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，增加城市道路的雨水負(fù)荷；其次，城市道路是海綿城市建設(shè)的重要部分，在城市內(nèi)澇防治等方面發(fā)揮著重要的作用。

在進(jìn)行海綿城市道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，LID不能完全取代城市道路的灰色建設(shè)，要結(jié)合 “綠色+灰色”的思想，綠色是LID設(shè)施，灰色是城市道路硬化路面、路緣石等。只有兩者結(jié)合，才能更好地完成海綿城市道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)結(jié)合“源頭與末端”、“蓄與排”、“地上與地下”的思想，才能更好地進(jìn)行海綿城市建設(shè)。

2.3 （LID）系統(tǒng)化技術(shù)路線方案設(shè)計(jì)

城市道路應(yīng)在滿足道路交通設(shè)施等基本功能的前提下，結(jié)合常用 “滲、滯、蓄、凈、用、排”技術(shù)，道路低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)從雨水產(chǎn)匯流的三個(gè)重要階段 （源頭、中途、末端）來(lái)設(shè)計(jì)。

城市道路徑流雨水應(yīng)通過(guò)有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸，經(jīng)截污等預(yù)處理后引入道路紅線內(nèi)、外綠地內(nèi)，并通過(guò)設(shè)置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)等為主要功能的LID設(shè)施進(jìn)行處理。LID設(shè)施的選擇應(yīng)因地制宜，經(jīng)濟(jì)有效、方便易行。

海綿城市道路的設(shè)計(jì)思路是在滿足交通功能和安全的基礎(chǔ)上，結(jié)合道路的縱坡和路拱橫坡，利用道路車(chē)行道、人行道、停車(chē)場(chǎng)和綠化帶設(shè)置透水鋪裝、植草溝、下沉式綠地、雨水濕地等LID設(shè)施，經(jīng)過(guò)滲透、凈化、調(diào)蓄，生態(tài)排水，實(shí)現(xiàn)城市道路的 “海綿”功能。本研究就城市道路低影響開(kāi)發(fā) （LID）系統(tǒng)化設(shè)計(jì)技術(shù)路線進(jìn)行了總結(jié)，形成系統(tǒng)化設(shè)計(jì)路線圖，此圖適用于各等級(jí)道路的海綿城市LID設(shè)計(jì)，實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況選用合適的LID措施及其組合模式。

圖1 城市道路低影響開(kāi)發(fā) （LID）系統(tǒng)化設(shè)計(jì)技術(shù)路線圖

海綿城市道路采用LID技術(shù)設(shè)施，不僅可以保證道路的通行能力，還能在解決道路排水問(wèn)題的同時(shí)防止雨水對(duì)路面穩(wěn)定性的影響。

車(chē)行道可采用全透式或半透式瀝青路面、人行道采用透水鋪磚和樹(shù)池，將側(cè)分帶設(shè)計(jì)成下沉式綠帶，通過(guò)路緣石開(kāi)口將路面雨水引入下沉式綠帶，多余的雨水通過(guò)溢流雨水口接入道路雨水管道系統(tǒng)，將常規(guī)雨水口改為環(huán)保型雨水口，道路紅線外綠帶的下沉式設(shè)計(jì)等等海綿城市LID措施相結(jié)合，利用道路紅線內(nèi)和紅線為的綠地范圍，根據(jù)道路的等級(jí)、橫斷面布置形式的不同，采用不同形式的LID措施組合，在滿足交通功能和安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)城市道路的海綿功能。

3 LID理念下的城市道路設(shè)計(jì)成果

3.1 下沉式生物滯留設(shè)施

人行道采用透水鋪裝，下設(shè)過(guò)水暗涵，近期雨水通過(guò)過(guò)水暗涵排入道路邊溝，就近接入周邊水系，遠(yuǎn)期道路外側(cè)建設(shè)生物滯留草溝，草溝多余的雨水通過(guò)溢流雨水口接入道路下的雨水管道系統(tǒng)。下面介紹過(guò)水暗涵和擋流堰的做法。

1）過(guò)水暗涵，人行道下設(shè)置過(guò)水暗涵，將雨水引入到外側(cè)的下沉式綠帶或生物滯留帶等LID措施綠化帶。暗涵開(kāi)口有效寬度1000mm，高100mm，布設(shè)暗涵的位置無(wú)透水鋪裝。暗涵開(kāi)口的間距和暗涵的過(guò)水?dāng)嗝娉叽绺鶕?jù)道路路幅寬度計(jì)算確定。

2）擋流堰，為控制生物滯留帶中的水位及流速，保證其調(diào)蓄空間，草溝內(nèi)需設(shè)置擋流堰，同時(shí)擋流堰可保證分段收水，避免下游雨水口收水負(fù)荷較大。擋流堰堰高比溢流雨水口進(jìn)水標(biāo)高高出10cm，擋流堰采用鋼筋混凝土堰，厚度10cm。

3.2 路緣石

人行道行道樹(shù)采用生態(tài)樹(shù)池，生態(tài)樹(shù)池布置在道路兩側(cè)人行道行道樹(shù)之間，在道路兩側(cè)設(shè)置開(kāi)孔路緣石，將車(chē)行道雨水徑流導(dǎo)入生態(tài)樹(shù)池內(nèi)，下滲過(guò)濾再通過(guò)軟式透水管排入雨水檢查井。

生態(tài)樹(shù)池內(nèi)部主要包括換填層、礫石層和軟式透水管，相關(guān)要求如下：

1）換填層，種植土應(yīng)滿足穩(wěn)定滲透速度不小于75×10-6mm/h。當(dāng)不能滿足要求時(shí)可采用當(dāng)?shù)夭牧线M(jìn)行級(jí)配改良，但任何換填層級(jí)配土壤都需進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合相應(yīng)指標(biāo)后，方可換填施工。換填層推薦土壤配比為40%砂+40%原土+20%椰糠。

2）礫石層，底部礫石層的石材應(yīng)進(jìn)行沖洗以盡可能的減少細(xì)骨料的含量，粒徑采用3～5cm。石材樣本和粒度分布結(jié)果應(yīng)送檢以驗(yàn)證其粒徑分布 （PSD）是否符合設(shè)計(jì)要求。

3）透水土工布，種植土層和水洗礫石層之間鋪一層長(zhǎng)絲透水土工布。單面面積質(zhì)量不小于300g/m2。

4）卵石，生態(tài)樹(shù)池內(nèi)部四周，開(kāi)孔處、溢流式雨水口周?chē)鷳?yīng)散鋪彩色拋光鵝卵石，起到沉淀雜質(zhì)、緩沖徑流的作用。卵石粒徑采用3cm～5cm。

5）軟式透水管，水洗礫石層中設(shè)置軟式透水管將多個(gè)生態(tài)樹(shù)池串聯(lián)，軟式透水管采用FH150。

溢流雨水口布置于生態(tài)樹(shù)池內(nèi)，就近接入雨水檢查井內(nèi)。生態(tài)樹(shù)池內(nèi)的溢流雨水口采用圓形或方形溢流雨水口，溢流雨水口采用預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。

3.3 植草溝

1）旱溪，旱溪采用不規(guī)則拋物線形斷面，開(kāi)口寬度在1m～10m之間，主線放坡段平均寬度2m，主線橋梁段平均寬度4m。高1.1m，采用1∶1放坡；蓄水層高0.3m，安全高度0.1m，采用1∶1～1∶4放坡；換土層厚0.3m，水洗碎石0.3m（碎石孔隙率不小于30%）。

2）生物滯留帶。生物滯留草溝采用梯形斷面，扣掉路緣石寬度后上寬2.2m，底寬0.95m，高1.25m，坡度為1∶0.5；蓄水層高0.2m，安全高度0.15m，坡度采用1∶2，種植土0.6m，級(jí)配碎石0.3m（碎石孔隙率不小于30%）。

生物滯留帶由覆蓋層、換填層、土工布、碎石層、防滲膜等部分組成。

3）消能沉淀池。路面雨水進(jìn)入下沉式綠帶或植草溝等海綿措施的雨水集中入口處，設(shè)計(jì)卵石鋪裝，可起到一定的緩沖作用，防止對(duì)種植土的沖刷。

4 結(jié)語(yǔ)

城市道路LID設(shè)計(jì)是在滿足道路基本功能的前提下，再根據(jù)低影響開(kāi)發(fā)控制的目標(biāo)和道路橫斷面設(shè)計(jì)的情況，進(jìn)行選擇組合LID措施。LID措施多種多樣，組合方式也很多，LID設(shè)計(jì)沒(méi)有固定的模式，我們需根據(jù)不同的情況靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)。