海绵城市与市政道路排水的内涵

1 海绵城市内涵

海绵城市的本质是改变传统城市建设理念，实现与资源环境的协调发展为了实现城镇化与自然资源环境的协调发展。为了保护城市水生态系统，减少雨水灾害，开发雨水资源，海绵城市建设( 又称为低影响开发，LID 作为新的城市建设理念被提出来[1] 。海绵城市能够像一块海绵一样，将雨水吸收储存，对其循环利用，并降低初期大流量雨水径流的污染，面对自然灾害和环境变化时能够弹性适应。海绵城市建设将传统的“快排”模式转变为“渗、滞、蓄、净、用、排”的有机结合，最大程度上减少城镇化发展建设给原自然水文特征和水生态环境带来的负面影响，从而实现对雨水的自然积存、自然渗透、自然净化。

2 市政道路排水内涵

市政道路排水工程设计主要指建设在市政道路上用于收集、输送排放城市雨水、污水的城市排水设施（排水管网及其附属构筑物）的设计。

城市道路排水设计作为市政排水规划的重要实现目标而言，是一项关键性的系统工程，实施该项工作的主要目的是：将市政道路排水收集以及输送、净化、利用、排放等环节的内容有机地统一起来，并协调运作，使得在市政道路排水工程建设中，能够充分实现资源的有效利用以及能源的有效利用，让市政排水取得了较好的投资效果和合理的城市排水规模。[3]

市政道路排水设计优化设计

1 道路生态排水

按功能分类

道路生态排水措施的根据功能进行分类，主要有以下几类：收集利用、拦截、过滤、渗透、净化、调蓄、滞留、蒸发等。其中：以收集利用为主要功能的包括生态水窖等; 以拦截为主要功能的包括生态型雨水口、沉泥井等 ; 以过滤、渗透为主要功能的包括生态透水路面、生态植草沟、土壤滤池、渗透管 ( 沟 ) 等 ; 以调蓄、滞留为主要功能的包括雨水花坛、生态植草沟、雨水调蓄池、生态滞留塘、下凹式城市绿地等。道路生态排水措施功能并非单一不变，如生态植草沟，沟内表层植物可起到杂物拦截和吸附作用，沟体可起到调蓄、滞留的作用，而沟的结构层由多种滤层组成，又可起到过滤、渗透、净化等作用。因此，道路生态排水措施通常是各种功能的组合体。

按空间布局分类

道路生态排水措施无论采用何种方式，都需围绕着道路进行设计和实施，从空间布局上看，道路生态排水措施可分为点、线、面三类。

1. 点式道路生态排水措施

点式道路生态排水措施呈点状、分散式布置，一般在道路路网或排水管网中的某个节点上对道路径流进行集中拦截、收集和处理。通常所谓的源头控制和末端处理都是以点的方式开始和结束。目前应用较为广泛的点式道路生态排水措施包括生态雨水口、具有沉泥功能的排水构筑物、雨水花坛、多功能调蓄池等。

2. 线式道路生态排水措施

道路是以系统网格、线型的方式表现在城市布局中，其路面径流排放的形式也是由点到线及面逐渐汇集的过程，而为了解决径流污染和雨水利用问题，过程控制十分重要。线式道路生态排水措施则是过程控制的典型手段。线式道路生态排水措施结合道路断面及线型布置，一般包括生态植草沟、生态过滤管( 槽 ) 、生态护坡、绿化缓冲带等。 3. 面式道路生态排水措施

降雨开始、持续至道路径流形成的过程是一个雨水面式汇集的过程，因此采用适当的面式道路生态排水措施更能有效减少径流污染。典型的面式道路生态排水措施包括生态透水路面等。

2 下凹式绿化带

市政道路下凹式绿化带建设形式及原理

常规市政道路的两侧绿化带和中央分隔带均高于道路断面，此种形式可以有效地防止车辆意外驶离道路，但是绿化带无法汇集道路雨水， 雨水只能通过雨水口直接汇入雨水管道中，加大了雨水管道的排水负担，并未实现雨水的充分利用[5] 。下凹式绿化带即将横断面方向的绿化带设计为可以存积水的下凹式断面， 使雨水通过绿化带过滤后以溢流的方式进入雨水利用系统，雨水口布设于下凹式绿化带内，较绿化带地面高出 3~5cm ，而绿化带内绿地地面的高程较两侧路面低 5~10cm ，绿化带两侧的路缘石应当每隔一段距离设置雨水的流入孔便于雨水流入绿化带中。此外，为了减轻雨水的下渗对周边道路结构层带来的不利影响， 可以在绿化带的底层及其两侧铺设防水土工材料。

下凹式绿化带工作原理为： 降雨后路面雨水通过道路横坡向绿化带汇集， 从绿化带两侧路缘石中的流入孔流入绿化带内， 汇集进入绿化带内的雨水一部分在绿化带的表层土壤内得到下渗，无法下渗的部分则汇入绿化带内的雨水口中，而汇入雨水口中的雨水一部分继续通过井底的打孔渗透管向底层土壤中入渗， 最后无法实现渗透的雨水从雨水连接管溢出排入城市排水管道中排入下游。具体结构图见图1 。

道路下凹式绿化带重要作用

1. 增加地下水资源

地下水资源持续减少是我国很多城市面临的严峻问题。城市地表硬化减少地下水来源是地下水资源减少的重要因素。而下凹式绿化带可以有效强化雨水的渗透作用，补充城市地下水资源。我们对各种条件下下凹式绿地雨水入渗量进行试验，从试验结果( 表 1) 可以看出下凹式绿化带对于补充地下水作用明显，绿化带面积比例为 20% 时，在暴雨重现期为 2 年的条件下，在下凹式绿化带的渗蓄作用下 70% 以上的雨水可进行下渗。按常规城市规模进行计算，采用下凹式绿化带每年可增加数亿吨地下水资源， 可以有效缓解城市地下水资源急剧减少的危机。

2. 减少洪涝灾害

自然状态下降雨量的85% 以上可由地表入渗和自然蒸发，而产生径流的不足总降雨量的 15% 。而在城市中，由于硬化地面比例较高，降雨量仅有 40% 左右入渗和蒸发，径流量达总降

3. 控制初期雨水污染

除了城市内涝灾害， 城市初期雨水的污染问题也是困扰城市居民生活、威胁城市生态环境的重要问题。下凹式绿化带通过其渗蓄作用可有效截留初期雨水， 切断初期雨水污染下游城市水体的途径。此外，城市下凹式绿化带的渗蓄过程也是土壤对雨水进行过滤的过程， 雨水在不断下渗的过程中其中大量的污染物经过土壤及其上方植物的过滤被截留在土壤中，截留下来的污染物后期被绿化带植物逐步降解，另一方面这些污染物也成为绿化带内植物生长的肥料， 促进了植物的生长。下凹式绿化带一方面有效缓解了初期雨水污染问题，减少了初期雨水污染处理的资源消耗; 另一方面截留下来的有机肥料对于绿化带内植物的生长也有促进作用， 减少了绿化带的养护成本。 4. 其他效果

透水性铺装材料的类型

1. 透水性混凝土材料

透水性混凝土材料分为透水性水泥混凝土和透水性沥青。透水性水泥混凝土是采用水泥、水、胶结材料，并掺配一定骨料所配置的，具有一定空隙率的混合材料。其制作成本较低，过程也较为简单，因此有着比较广泛的工程应用。此外，透水性水泥混凝土还可以通过特殊工艺预制为路面砖等透水性混凝土制品，然后再作为铺装进行铺设。在考虑景观效果的基础上，也可在透水性水泥混凝土的制作过程中拌入颜料，以呈现出不同颜色。透水性沥青一般在使用中要与混合料配合使用，所以其制成的铺装被称为透水性沥青混合料铺装。由于其强度要高于透水性水泥混凝土材料，所以在市政道路建设的应用要更为广泛，是透水性材料的主角。在景观有需求时，同样可以加入颜料，用以铺设彩色沥青路面。透水性混凝土材料的透水原理是其内部的多孔隙结构，长期使用中易受砂石、尘土的影响，需要定期用高压清洗车进行保养。

2. 陶瓷透水砖

目前，常见的透水砖从材质和工艺上大致可分为两类，即陶瓷透水砖及非陶瓷透水砖。其根本区别在于陶瓷透水砖是烧制而成，而非陶瓷透水砖则是通过粘结剂固化而成，其中就包括上文提到的透水性混凝土路面砖。陶瓷透水砖是以固体工业废料、建筑垃圾、废玻璃、生活垃圾等材料经过粉碎、成型，而后高温烧制而成。陶瓷透水砖具有高透水性、高孔隙率、高抗压、装饰效果好等优点，但需要配合柔性基层使用，一般只用于人行道路的铺装。

3. 自然型透水材料

传统园林采用的方砖、卵石、木料、嵌草铺地等透水性铺装，都属于自然型透水材料的范畴。现代城市在景观设置时仍会大量采用这样的透水性材料，如卵石路的应用和日本枯山水意象的景观布置等。而通过防腐处理的木制铺装也被大量应用于现代亲水空间的设计，有着良好的生态和美学效果。