城市道路雨水系统设计研究

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摘要：文章结合某工程实例，从海绵城市的概念出发，对海绵城市中城市道路雨水系统的设计原则进行分析，并在讨论本工程道路雨水系统设计理念的同时，总结了城市道路雨水系统设计的要点内容，通过分析可知，在海绵城市建设中，完善城市雨水道路的系统设计，能够切实提高城市的吸水排水能力，对促进城市的发展意义重大。

关键词：海绵城市；城市道路；雨水系统；设计要点

在当今社会经济快速发展的大环境下，城市化的进程在我国不断加快，规模也越来越大。然而大量水泥建筑的出现也导致城市地表透水面积急剧缩小，当降雨量过大时，会引起城市内涝和水资源污染等一系列问题。应用和推广海绵城市的理念，不仅可以在一定程度上改善因降雨量过大，而引发的一系列问题，还能提高水资源在城市中的利用率，落实生态可持续的发展目标。因此，研究分析海绵城市建设中道路雨水系统设计具有重要的现实意义。

1海绵城市概述

1.1海绵城市的概念。在规划城市时，通过改变传统的城市道路雨水系统，将路面雨水口收集的雨水进行系统的处理和净化达到可二次利用的目标，由此对城市进行低影响设计和开发，便可以将城市变成一个海绵，将雨水通过合理的存储、转化和再利用，补充城市水资源，一方面大大提升了雨水的利用效率，另一方面也达到了节约用水，践行可持续发展的目的。由于传统城市道路交通的设计核心是道路交通的安全性和畅通性等方面，对于城市雨水系统方面却很少涉及。海绵城市在设计和建设过程中，重点将城市雨水系统纳入其中，本着对城市低影响的开发理念，通过合理设计，使得城市地表雨水能够快速流入LID设施中，对雨水进行处理达到城市用水使用标准，不仅协调处理了城市雨水资源，还能大大降低城市内涝、水资源污染等问题的发生几率。1.2海绵城市中城市道路雨水系统的设计原则海绵城市道路雨水系统的核心思想在于，结合当地水文气象条件和城市实际，在道路雨水系统设计中科学合理地应用LID设施，通过增大城市的透水面积，加快城市地表雨水。快速下渗的同时，延缓地表雨水径流时间，使得城市地表雨水无法形成一定的径流量，避免城市内涝的产生。海绵城市道路雨水系统主要设计原则体现在以下几个方面。（1）首先要对路网结构进行标准的升级优化，在道路设计过程中尽量减少灰色路面的使用面积，加强路面的渗透效果，达到降低雨水径流量的目的。（2）提升雨水自然下渗效果，在道路设计过程中，通过道路两侧的绿化植被浅沟、雨水花园等设计，提升雨水自然下渗效果的同时，利用植被的过滤效果，对雨水中的污染物进行初步的过滤和处理，提升雨水的水质，减少对地下水的污染，保障城市水资源的生态平衡。（3）科学合理地设置雨水处理装置，力求高效合理的实现雨水的收集、过滤、净化和处理。加快雨水的下渗节流，减小地面雨水径流量，缓解城市排水系统的压力，同时大大降低城市内涝发生的可能性，与此同时实现雨水的回收再利用，大大提升城市水资源的利用率。

2项目概述

本项目城市道路设计为双向六车道，根据实际情况可增设1～2条公交车占用车道等功能性车道，增加城市道路交通的畅通性。道路设计中还会保留3m的中央分隔带，为以后城市发展过程中城市轻轨的规划和建设做预留。该道路为城市重要的南北交通干线，在该道路的设计和建设过程中，引入海绵城市理念，加入道路雨水系统。2.1本工程道路雨水系统设计理念。在本工程中，增强道路本身对雨水的处理能力是道路雨水系统设计的基础，力求最大限度降低人为干预，依靠城市水文系统自然恢复城市生态秩序。（1）因地制宜：结合当地实际条件，合理运用技术手段，保证设计方案切实有效。通过对当地降雨量、土壤性质以及周边水文地质等情况的详细了解，结合当地城市管理模式等因素，科学合理地设计道路雨水系统，力求实际方案能够因地制宜地发挥最大作用。（2）基于多目标的技术集成：使用人行道渗透和雨水收集等技术集成设计取代传统道路和雨水管渠排放模式，通过控制城市地表径流和污染等，全方位实现城市道路雨水系统的排、收、蓄、用等处理，完善道路雨水系统设计方案。2.2本工程道路雨水系统设计策略。（1）普通路面段的雨水系统：使用透水材料铺设人行道的面层和基层，在道路两侧及人行道一侧的绿化带设置专用的植物滞留设施，对于部分区域，还需设置雨水弃流设施，保证在道路路面正常排水的同时，能够实现雨水的收集、处理和再运用。（2）对于道路侧分带绿地:通过对道路横截面的科学合理设计，确保雨水径流在通过地面时，能够正常的汇聚到道路两侧的绿化带中，利用绿化植物和土壤的净化能力，对雨水进行初步净化处理，在设计道路雨水系统时尽量减少甚至避免不必要的水资源污染。

3城市道路雨水系统设计方案

在城市道路的雨水系统方案设计的工程中，需要严格按照海绵城市的建设理念要求，优化各个设计环节的问题，以保证设计方案满足实际要求，以下对城市道路雨水系统设计方案进行研究。3.1道路横坡和排水设计。在道路雨水系统设计时，运用双坡排水的处理方式解决对于道路斜面和具体排水设计的难题，具体设计是将人行道设计为向内侧倾斜，而人行道以外的车道横坡设计为向外侧倾斜，同时在道路两侧设置雨水收集口，收集雨水。通过科学合理的设计，最大幅度地加快城市道路地表的雨水，能最快地排出和收集。3.2道路纵断面设计。在道路横断面设计过程中，应该注意尽量减少边坡数量，因此可以考虑采用大曲线半径，使得道路的纵断面区域流畅、平顺。3.3雨水系统的设计。城市道路污染源范围相对而言比较广、种类也很多，其中雨水污染便是很重要的组成部分。正是因为如此，城市雨水道路交通工程在设计时，特意采用了生态滞留设施-侧分带下凹式绿地（如图1所示），该设施能对雨水进行集中收集、过滤和再利用处理，其中通过绿化带植被和土壤的滞留和处理，不仅能初步过滤污染物，收集过滤后的雨水也能用于浇灌城市绿化。设计雨水系统时会考虑到不同时段降雨的不用处理方式。（1）刚开始降雨时，道路上的雨水会排入侧分带，而人行道的雨水则通过透水砖流入边沟之中，道路上的雨水一部分渗入绿化带的土壤中，另一部分会被收集到收集管之中，最终汇聚到积水井中，集水井中的雨水再分流到城市道路管网之中。（2）在城市中，当城市降雨量偏大时，溢出侧分带的雨水会通过溢雨水口进行收集，最后也会分流排入城市雨水管网中。（3）当在城市中，降雨停止之后，道路雨水系统储存的雨水，会按照设计向周围绿化带土壤缓慢释放，提升土壤湿润性，为城市绿化带植被提供一个良好生长环境。雨水的收集再利用减少了城市灌溉用水量，提高了城市的水资源利用率。3.4LID的技术措施。本次设计采取的具体措施为：（1）在机非分隔带侧石进行开槽，将外部雨水吸纳进入绿化带内，具体见路缘石结构大样图；（2）机非分隔带设计为下凹式生物滞留带，与机非分隔带开槽侧石增加雨水吸纳效果；（3）设置横向截水驼峰（土埂），并且要设置于绿化带内才合理，此时，如果道路纵坡大于0.5%，那么，在绿化带就要做到，每15m左右设置一道横向截水驼峰，如果纵坡小于0.5%时，则间距可以根据实际情况适当增大；（4）在每个截留单元内上游进行侧石开槽，在下游设置溢流井，开槽位置及溢流井在其所对应的滞水单元内与下游截水驼峰尽量对向分开布置，以达到先收后排、滞渗结合、余水外排的目的，溢流口及挡水堰位置；（5）在中央绿化带每块绿地中间设置带溢流水口的水井（顶部标高低于绿地最低点100mm），确保暴雨时雨水的正常排放。平面布置详见绿化设计图；（6）人行道采用透水铺装。通过以上具体的几项措施，可初步达到小雨基本不外排，中雨能滞留，大雨能削峰，有效利用雨水并且减少初期雨水污染等海绵城市设计的基本要求。

4结语

随着经济社会不断的发展，城市规模将越来越大、城市道路交通网络也越来越全面、科学。海绵城市理念则顺应了城市发展潮流，其中城市道路作为城市雨水污染和雨水径流较大的区域，其雨水系统的科学合理设计十分重要。本文通过实例分析和研究海绵城市的道路雨水系统，可以大大降低雨水的地表径流量，避免不必要的城市内涝问题，同时收集雨水再利用，提高了城市水资源的利用率，节约了用水，实现了社会效益和经济效益的双丰收。

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作者:鲁静 单位:中交水运规划设计院有限公司