馮 時 馬福源

（中電建十四局城市建設投資有限公司，廣東 廣州 511470）

隨著我國城市化進程的不斷推進，城市道路面積不斷增長。作為城市的下墊面，城市道路是城市排水系統(tǒng)中十分重要的一環(huán)。低滲透性的路面直接破壞了城市水循環(huán)體系，造成城市內澇災害和生態(tài)環(huán)境污染。低影響開發(fā)設施能夠有效對雨水進行滲透、儲存、調節(jié)和凈化[1]。我國針對海綿城市建設出臺了一系列指導政策，海綿城市建設取得了初步成效，對于海綿性道路低影響開發(fā)設施的應用實踐仍然處于探索階段[2-4]。部分城市依然沿用傳統(tǒng)的道路排水系統(tǒng)，在城市高速建設的環(huán)境下難以應對城市的內澇災害和面源污染。研究不同的低影響開發(fā)設施功能特點和結構特征有利于充分發(fā)揮低影響開發(fā)在城市道路排水系統(tǒng)中的作用。

1 低影響開發(fā)設施

低影響開發(fā)是海綿城市理念的核心理念，旨在通過各種措施充分降低城市建設過程中對生態(tài)環(huán)境和水文循環(huán)的影響。低影響開發(fā)設施是實現(xiàn)低影響開發(fā)的主要途徑，通過設置分散性的生態(tài)化設施，能夠有效調節(jié)雨水徑流峰值、降低初期雨水污染、改善城市市容環(huán)境、最大限度地保留城市原有的生態(tài)面貌。低影響開發(fā)設施根據(jù)功能特性主要分為五類，分別為滲透設施、存儲設施、調節(jié)設施、傳輸設施和凈化截污設施。滲透設施主要通過設置特定結構或改變下墊面的滲透性能減少雨水的徑流峰值和提高雨水的下滲量，包括透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設施等；存儲設施通過收集過量的雨水，減少排水系統(tǒng)的壓力，如蓄水池、濕塘等。調節(jié)設施主要作用為調節(jié)雨水徑流峰值，包括調節(jié)池、調節(jié)塘等。傳輸設施主要指各個低影響開發(fā)設施的中間聯(lián)通環(huán)節(jié)，一般指各種閥門和通道。凈化截污設施主要指通過土壤和植被凈化作用或者特殊材料對雨水進行截污凈化，降低初期雨水對河流水體的污染。道路型低影響開發(fā)設施指在工程道路中采用的低影響開發(fā)設施，主要包括透水鋪裝、道路下凹式綠地、生物滯留設施、滲渠和植草溝等。

2 海綿性道路低影響開發(fā)設施應用研究

2.1 透水鋪裝

透水鋪裝是一種多孔隙的地面鋪裝結構，具有良好的透水性能，能夠將地表雨水以合適的速度進行消納，達到削減雨水徑流的作用。同時透水鋪裝下部通過墊層與土壤相連，進一步發(fā)揮土壤的凈水能力。透水鋪裝根據(jù)其材料的差異可以分為透水磚、透水瀝青和透水混凝土三種常見類型，三種透水鋪裝對比如表1所示。

表1 三種透水鋪裝對比

（1）透水磚。透水磚的材料來源較廣，一般有工業(yè)廢料、砂石或其他非金屬材料。透水磚的透水性能主要依靠相鄰磚體之間的連接處內部孔隙滲透雨水，透水磚鋪裝后整體結構承載力不高，一般設置在人行道或停車場。

（2）透水瀝青。透水瀝青鋪裝主要采用瀝青混配一定的粗骨料和細集料形成多孔隙的鋪裝結構。其內部的孔隙結構能夠有效完成雨水滲透和消納，同時瀝青結構具有一定的荷載承受能力，可以應用于城市機動車道路。

（3）透水混凝土。透水混凝土鋪裝主要由一級配粗骨料表面包裹一定的水泥和砂相互聚集形成孔隙鋪裝結構，內部均為粗骨料，不含細骨料，所以透水混凝土鋪裝內部孔隙較大且均勻，具有優(yōu)良的透水性能，重量較輕。一般應用于非機動車道或者城市綠道。透水混凝土可根據(jù)需求進行色彩調整，能夠適用于更具個性化的鋪設場合，如公園道路等環(huán)境。

透水磚作為海綿城市道路建設中的一項重要的低影響開發(fā)設施，能夠充分降低城市內澇風險。應用時應當根據(jù)實際條件和需求的荷載強度選擇合適的透水鋪裝類型。透水鋪裝投入使用后，受墊層透水系數(shù)逐漸降低和透水鋪裝孔隙堵塞等影響，透水能力隨著時間的推移緩慢降低，后期的維護工作必不可少。

2.2 道路下凹式綠地

傳統(tǒng)市政道路設計中，一般市政綠化帶的設計標高需要高于路面標高，因此綠化帶收集的雨水將匯集至路面，通過雨水口進入城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)。而下凹式綠地則相反，其設計高程低于路面高程，與路面形成5～30 cm的高程差，將導致市政道路收集的雨水匯流經過雨水口入滲至綠地土壤中，超出綠地滲水能力的雨水將進入雨水管網(wǎng)或蓄水池。

下凹式綠地改變了傳統(tǒng)市政道路雨水“快排”的思路，以自然滲透為主，同時通過設置蓄水池，有效回收雨水資源，在補充地下水的同時減輕暴雨時城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力。針對初期雨水污染嚴重的問題，下凹式綠地可以將初期雨水有效的消納，通過土壤的凈化作用過濾部分污染物，改善城市生態(tài)環(huán)境。

下凹式綠地在實際應用中，根據(jù)設置位置不同分為道路中央隔離帶和道路兩端隔離帶。受道路和地形限制，綠地的設計面積較小，綠地的雨水調蓄能力較低，應充分優(yōu)化底部設計，保證入滲雨水量超過綠地容納能力時，過量的雨水通過排水管排入蓄水池，提高綠地的調蓄能力。下凹式綠地如圖1所示。

圖1 下凹式綠地

2.3 生物滯留設施

生物滯留設施的種類繁多，在市政道路范圍內一般采用雨水花園、生態(tài)草溝或樹穴等形式。初期雨水水質凈化方面，生物滯留設施的表面由特殊植被覆蓋，植被層能夠對雨水中的污染物進行初步的截留，生物滯留設施內部的填料和土壤中的微生物對污染物進行分解，充分凈化道路中雨水徑流水質。在雨水徑流調節(jié)方面，生物滯留池內部的特殊填料具有比普通土壤更優(yōu)異的滲透性，能夠有效發(fā)揮對雨水的儲存和滯納作用，削減雨水峰值流量。

生態(tài)草溝可以設置于道路綠帶、行道樹綠帶或路測綠帶等部位。雨水花園可以設置于交通島綠地、交通廣場綠地或停車場綠地等部位。為應對降雨量較大的情況，可在生物滯留設施側面或底部設置溢流管，接入城市排水管網(wǎng)或蓄水池。植被選擇方面在充分適應當?shù)氐臍夂驐l件的同時，盡量選擇耐淹植物，做好后期的維護工作，注意生物滯留設施雜物的清理，對植被進行定期修剪，如果生物滯留池運行時間較久導致水質凈化效果減弱，可以通過松土或者更換砂層保證生物滯留設施功能的有效性[5]。

2.4 滲渠

滲渠又稱滲井、集水廊道、干井等，是一種小型的溝渠設施，一般為圓形或者長方形，能夠收集道路中的雨水徑流，主要承擔雨水轉輸?shù)淖饔?。滲渠的底部一般填充碎石，可以將收集的雨水下滲至土壤，同時對雨水進行凈化，能夠有效截留雨水徑流的污染物。

滲渠的設置位置一般在機動車道兩側的綠地或者停車場，能夠收集道路中的雨水徑流，可與生物滯留設施、下沉式綠地等低影響設施結合布置，起到“1+1＞2”的效果。

2.5 植草溝

植草溝是一種景觀型地表排水設施，雨水徑流通過植草溝的滯留、滲透作用，去除徑流中夾雜的懸浮顆粒和部分污染物。植草溝土壤中的微生物也可以對污染物進行降解，通過反硝化作用和吸磷釋磷過程達到去除氨氮和磷的目的[6]。植草溝根據(jù)功能分為干式植草溝、濕式植草溝和轉輸性植草溝三種。干式植草溝由頂部的植被層、人工改造土壤過濾層以及底部的排水管道組成，能夠有效將雨水徑流進行滯納、滲透和凈化，其底部設置的排水管道能夠保證雨水儲蓄能力。濕式植草溝的結構與干式植草溝類似，其特點是需要長期保持潮濕狀態(tài)，且對雨水徑流污染的凈化效果較為突出。轉輸性植草溝的植被層較淺，可以將表面的徑流引導至其他低影響開發(fā)設施中，起到徑流傳輸?shù)淖饔谩?/p>

三種植草溝的特點不同，其設置位置也有所差異。干植草溝適合設置于居住區(qū)，可以通過定期對綠植進行修剪，保證其功能性。濕式植草溝需要保持潮濕狀態(tài)，容易滋生蚊蟲和產生異味，因此濕式植草溝一般將設置于人口密度較低的居住區(qū)或者高速公路兩側。轉輸性植草溝可以設置于道路的兩側，代替雨水口和排水管道。植草溝主要依靠植被層的植被發(fā)揮其功能，因此應當根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件合理選擇植被，并保證植被的抗沖刷性，應用過程中需要對植被進行必要的養(yǎng)護和清雜，當植被受到破壞時需要對植被進行補植以保證功能性。

3 結語

海綿城市的建設體系龐大且復雜，其核心是轉變傳統(tǒng)的“快排”理念，優(yōu)先利用自然環(huán)境能力對雨水進行滯留。低影響開發(fā)設施作為城市雨洪管理體系源頭控制的重要組成部分，能夠充分控制雨水徑流和凈化初期雨水。文章總結了道路中常用的三種低影響開發(fā)設施的結構功能特性以及應用范圍和注意事項。道路性低影響開發(fā)設施的功能以調蓄和凈化為主，不同設施的結構特性有所差異，功能側重略有不同。海綿城市建設是一個系統(tǒng)工程，實際應用時還需考慮系統(tǒng)的布局和長遠規(guī)劃，根據(jù)不同設施的功能特點，結合屬地自然環(huán)境和社會條件，將各類小型設施進行系統(tǒng)化的組合布置，注重后期維養(yǎng)，保證設施的正常運行，才能夠充分發(fā)揮道路性低影響開發(fā)設施的作用。