杜 颖
中国五洲工程设计集团有限公司 北京 100055
[摘要] 推进海绵城市建设是当前市政排水设计的基本理念和要求。传统设计理念下快速排除的道路排水设计思路已不适用于当前形式。本文通过归纳总结，论述基于海绵城市理念下的道路设计中排水专业设计的基本思路和方法，提出海绵型道路排水设计要点。
[关键词] 海绵城市 道路排水设计 市政排水 径流控制
0 引言
随着城市高速发展，一些问题也日益突出。硬化面积的增加，导致城市范围下垫面吸水、存水能力差，雨水无法入渗，绝大部分雨水直接排入城市雨水管网系统，大雨、暴雨应对能力差，城市内涝时有发生；入渗雨水的减少，也影响了城市水文循环，导致出现城市“热岛效应”。城市道路作为最主要的不透水地面，更加剧了雨水的流失。为贯彻科学发展观，积极响应海绵城市建设理念，道路排水设计应改变传统设计思路，合理增强道路范围雨水渗、滞、蓄的能力，建设新型海绵型道路。
1 海绵型道路排水设计原则
自2013年3月发布《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》（国办发〔2013〕23号）以来，政府陆续出台海绵城市建设相关政策法规。随着2015年、2016年第一批、第二批30个海绵城市建设试点的相继公布，各地纷纷出台海绵城市建设指南或专项规划。排水设计应认真研究相应文件，依照文件要求，明确设计思路和目标，达到相关建设要求。总体排水设计原则有以下几点：①结合道路景观设计，充分利用机非分隔带（侧分带）、非机动车道、人行道等条件，设置海绵设施，增强道路海绵功能；②可在侧分带内设置生物滞留设施，通过立式雨水篦，收集雨水径流，生物滞留设施需设置溢流口与市政管线连通；③在非机动车道、人行道等机动车不通行位置采用透水铺装措施；④在有条件的道路，可结合景观要求采用生态树池，增加对雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”能力。
2 海绵型道路排水设计内容
明确了设计目标和设计原则后，应结合道路设计，分析可采用的海绵措施，明确海绵设计方案。一般道路范围可采用的海绵措施主要包括：透水铺装、下沉式绿地和生物滞留设施。其中，透水铺装能够有效促进雨水入渗，补充地下水，削减雨水径流量，减少对硬化铺装的冲刷，有效净化雨水径流，延缓径流流速。下沉式绿地从概念上讲比较宽泛，低于周边地面的低势绿地、洼地、雨水塘等都可称作下沉式绿地，应用于道路范围的主要是指低于路面高程5~25cm左右的下凹式绿化带，下沉式绿地可以最大程度上削减径流量，增加土壤水分，减少绿地浇灌用水量，补充地下水资源，同时又可美化城市景观。生物滞留设施在道路范围的应用主要包括生物滞留带和生态树池，生物滞留设施可以有效改善雨水径流水力条件，消减洪峰流量，改善雨水径流水质，去除径流中的污染物质。结合具体道路断面设计，即可确定采用什么样的海绵措施，以及采用一种或多种组合的方式，并且根据相关专项规划的要求，例如径流控制量、透水铺装率，无相关规划的情况下，可参考《海绵城市建设评价标准》GB/T 51345中的相关规定，确定最终的道路排水设计方案。
确定了排水设计方案后，应进行海绵指标计算。首先根据不同汇水面积种类，按照下式计算综合径流系数：
(1)
式中：Ψz为综合径流系数；F为汇水面积，m2；Fi为汇水面上各类下垫面面积，m2；Ψi为各类下垫面的综合雨量径流系数。
不同种类下垫面的径流系数应根据实测数据确定，当缺乏资料时可参照即将于2021年10月实施的新版《室外排水设计标准》（GB50014-2021）中关于径流系数的规定执行。
然后进行多年平均径流总量控制率计算，以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时，设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求，设计调蓄容积一般按下式采用容积法进行计算：
（2）
式中：V为设计调蓄容积，m3；H为设计降雨量，mm；Ψ为综合雨量径流系数，加权平均计算；F为汇水面积，hm2。
计算得出调蓄容积后，可换算为对应降雨量以及年径流控制率，与规划或相关规范、标准中所规定的年径流总量控制率进行对比，分析得出方案是否能够满足径流控制要求。
3 海绵型道路排水设计要点
3.1 道路排水海绵化设计特点
海绵化设计可以有效减少雨水流失，缓解道路积水，但是，城市道路又有其特殊性，一方面需要保证道路路基的稳定性，绝不允许因雨水入渗导致路基受损甚至坍塌；另一方面机动车尾气排放、北方城市冬季融雪剂的使用，也会影响地表径流的水质，受污染的水不应排入绿地或渗入地下。合理布置道路海绵设施，控制雨水径流，减轻内涝压力的同时，也要关注路面的稳定性和行车的安全性，不能顾此失彼。
3.2 道路排水海绵化设计分析
考虑到城市道路的特殊性，海绵化道路排水设计应注意以下几点：①透水铺装结构和材料技术要求应符合《透水砖路面技术规程》（CJJ/T188）和《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T135）的相关规定，透水路面应满足荷载、透水、防滑等使用功能和耐久性要求；②透水铺装推荐采用全透式，土基应具有一定的透水性能，土壤透水系数不应小于10-3mm/s，且土基顶面距离季节性最高地下水位应大于1m。当土基、土壤透水系数和地下水位高程等条件不满足要求时，应增加路面排水设施。路基顶面应设置反滤隔离层，可选用粒料类材料或土工织物；③透水铺装适用于非机动车道和人行道，机动车道污染较严重，路面径流应避免入渗，以免污染地下水；④并且考虑到行车的安全性和水质问题，下沉式绿地不宜应用在机动车道旁边，主要应设置于非机动车道或人行道外侧，下沉式绿地内应设置溢流雨水口。另外应考虑所在地区雨量特点和地质情况，与景观专业设计密切配合，合理选择下沉式绿地内的植物种类，避免植物长期淹水；⑤冬季使用融雪剂的北方城市，应结合融雪剂使用范围确定透水铺装的应用范围，融雪剂污染后的水应避免入渗，目前，市面上也出现了许多环保型融雪剂，不会对植物或水质造成破坏，值得推广；⑥生物滞留设施填料的选择应根据所在地区水文、地质特点选取，并设置溢流设施，同时要结合道路景观要求；⑦任何形式的道路海绵设施，在考虑径流控制的同时，都绝不能忽略对道路路基稳定、行车行人安全的影响，绝不能为了达到控制标准而无意义的采用多种海绵设施，提高工程投资，要结合实际，因地制宜，经济合理，制定适宜的道路海面设计方案。
4 结束语
道路排水的海绵化设计是解决道路积水，缓解城市内涝的有效途径，通过合理的设计，精确的计算，能够有效减少道路径流，使城市道路和排水管网不再是简单的“灰色设施”，也可以形成“灰绿结合”的良好状态，在控制雨水径流的同时，还能提高道路安全性和提升城市景观，促进城市的可持续发展。
参考文献
[1]住建部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）[S].建城函[2014]275号.
[2]张军, 董彩丽, 王崇, 等. 生物滞留设施研究进展 [J]. 环境工程, 2016, 34(7): 1-5.
[3]苏义敬, 王思思, 车伍, 等. 基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计 [J]. 南方建筑, 2014, (3): 39-43.