城市道路海綿方案設(shè)計指引

Hammerye 2017-07-30

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0前言

本設(shè)計指引用于指導(dǎo)新建和既有城市道路的海綿方案設(shè)計，主要內(nèi)容包括前期準(zhǔn)備、指標(biāo)確定、方案設(shè)計、績效分析、監(jiān)測方案、工程投資估算、成果要求，共七章。

1前期準(zhǔn)備

1.1資料搜集

（1）項目概況。包括項目區(qū)域位置、道路長度、寬度、等級、車流量等。

（2）基礎(chǔ)資料收集。包括道路平面圖、道路橫斷面圖、道路縱斷面圖及其它項目相關(guān)的資料。

（3）現(xiàn)狀基礎(chǔ)條件及分析。收集道路項目所在區(qū)域的土地利用、水文氣象、地形地貌、土壤類型、水系及水質(zhì)、地下水位、排水設(shè)施等現(xiàn)狀資料，分析海綿道路建設(shè)的基底條件及可行性。

（4）相關(guān)規(guī)劃。包括城市總體規(guī)劃、城市控制性詳細(xì)規(guī)劃、海綿城市專項規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃、水污染防治規(guī)劃、道路交通規(guī)劃等。

1.2現(xiàn)場踏勘

（1）實地考察道路建設(shè)現(xiàn)狀，明確用地范圍、周圍地形地貌、現(xiàn)狀排水設(shè)施等。

（2）明確可建設(shè)海綿設(shè)施的空間位置。

（3）了解道路及其周邊水系情況。

（4）采集路面徑流，分析SS、CODCr、NH3－N、TN、TP等特征污染物濃度。

2指標(biāo)確定

依據(jù)海綿城市專項規(guī)劃等，結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，分析現(xiàn)狀資料、徑流特征等，確定道路項目海綿方案的指標(biāo)，主要包括徑流污染削減率、年徑流總量控制率等。

3方案設(shè)計

3.1總體方案設(shè)計

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)規(guī)劃、給排水、園林、道路、水文等專業(yè)，依據(jù)因地制宜、經(jīng)濟有效、方便易行、便于維護(hù)的原則，落實海綿道路的建設(shè)指標(biāo)。

總體方案應(yīng)以道路安全為重，兼顧設(shè)施的功能和景觀要求，應(yīng)滿足《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ37）中的相關(guān)要求。

總體方案設(shè)計是海綿方案設(shè)計的基礎(chǔ)，包括劃分匯水分區(qū)和確定海綿策略。

3.1.1匯水分區(qū)劃分

城市道路橫斷面、下墊面情況基本一致，根據(jù)道路的豎向，尤其是相對高點和低點、道路橫坡劃定道路匯水分區(qū)，確定匯水區(qū)域徑流流向，分區(qū)域進(jìn)行徑流控制。

3.1.2海綿策略確定

道路海綿方案策略是指海綿設(shè)施的布置方式，有集中式和分散式兩種。

①當(dāng)?shù)缆房v坡≥2%且道路相對低點的綠化帶或退讓綠地有足夠可利用空間時，應(yīng)利用綠化帶或退讓綠地布置集中式海綿設(shè)施。

②當(dāng)?shù)缆房v坡<2>

3.2海綿設(shè)施設(shè)計

城市道路海綿方案設(shè)計除集中式海綿設(shè)施和分散式海綿設(shè)施設(shè)計外，還應(yīng)包括人行道及車行道的透水鋪裝設(shè)計、路邊停車場設(shè)計和其它特殊類型海綿方案設(shè)計。

3.2.1集中式海綿設(shè)施設(shè)計

集中式海綿設(shè)施設(shè)計內(nèi)容包括雨水導(dǎo)流方式設(shè)計和集中式海綿設(shè)施詳細(xì)設(shè)計。

（1）雨水導(dǎo)流方式設(shè)計

根據(jù)道路實際情況，宜在道路綠化帶或兩邊退讓綠地內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)輸型植草溝，匯流、轉(zhuǎn)輸車行道及人行道雨水徑流。

①可使用比表面積法確定植草溝面積。

②應(yīng)使用曼寧公式設(shè)計計算植草溝斷面尺寸。

③植草溝縱坡坡度不應(yīng)大于4%，道路縱坡較大時宜設(shè)置為階梯型植草溝或在中途設(shè)置消能臺坎。

④植草溝內(nèi)宜種植密集的草皮，選取耐鹽、耐淹、耐污的本土植物。

⑤植草溝前端宜設(shè)置碎石、沉淀池。

⑥植草溝內(nèi)應(yīng)設(shè)置溢流設(shè)施如蓋篦雨水井。

⑦道路條件不允許設(shè)置植草溝時可采用滲管、滲渠等設(shè)施轉(zhuǎn)輸雨水徑流。

圖3-1 植草溝示例

（2）集中式海綿設(shè)施詳細(xì)設(shè)計

集中式海綿設(shè)施應(yīng)采用雨水儲存或調(diào)蓄能力強的海綿設(shè)施如雨水濕地、濕塘、調(diào)節(jié)塘。

①應(yīng)使用容積法和水量平衡法確定設(shè)施規(guī)模。

②進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置消能設(shè)施如碎石、消能坎。

③海綿設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置溢流設(shè)施，包括溢流豎管和溢洪道。

④應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、警示牌等安全防護(hù)與警示措施。

⑤新建道路毗鄰城市內(nèi)河道、湖泊時，可考慮利用海綿設(shè)施轉(zhuǎn)輸、滯蓄和排放雨水徑流，不再設(shè)置雨水排水管渠。

圖3-2 雨水濕地示例

3.2.2分散式海綿設(shè)施設(shè)計

分散式海綿設(shè)施設(shè)計內(nèi)容包括海綿設(shè)施種類的選取和海綿設(shè)施詳細(xì)設(shè)計，布置在道路綠化帶或退讓綠地內(nèi)的分散式海綿設(shè)施不應(yīng)與《城市道路綠化規(guī)劃與設(shè)計規(guī)范》（CJJ75）中的相關(guān)要求相沖突。

（1）海綿設(shè)施選取

中分帶：

①既有道路橫坡內(nèi)傾時，宜在道路中分帶內(nèi)設(shè)置海綿設(shè)施。中分帶寬度≥4m，宜在中分帶內(nèi)設(shè)置生物滯留帶、下沉式綠地、雨水花園、濕塘；中分帶寬度<>

②新建道路中分帶寬度<>

③徑流總量控制或雨水資源利用指標(biāo)要求較高且地下空間允許時，可在中分帶下設(shè)置雨水儲存設(shè)施（如蓄水模塊）。

圖3-3 生物滯留帶示例

圖3-4 蓄水模塊示例

側(cè)分帶：

側(cè)分帶一般包括機動車道與非機動車道之間的分隔帶、人行道與車行道之間的分隔帶。

①機動車道與非機動車道之間的分隔帶寬度≥1.5m時，宜將其設(shè)計或改造為生物滯留帶、下沉式綠地、雨水花園；機動車道與非機動車道之間的分隔帶寬度<><>

②人行道與車行道之間的分隔帶寬度≥1.5m時，宜將其設(shè)計或改造為生物滯留帶、下沉式綠地、雨水花園；人行道與車行道之間的分隔帶寬度<>

③徑流總量控制或雨水資源利用指標(biāo)要求較高且地下空間允許時，可在側(cè)分帶下設(shè)置雨水儲存設(shè)施（如蓄水模塊）。

圖3-5 下沉式綠地示例

圖3-6 單個樹池示例

圖3-7 成帶樹池示例

退讓綠地：

①退讓綠地寬度≥5m時，宜在退讓綠地內(nèi)設(shè)置成調(diào)蓄功能為主的海綿設(shè)施如濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘等；退讓綠地寬度<>

②徑流總量控制或雨水資源利用指標(biāo)要求較高且地下空間允許時，可在退讓綠地下設(shè)置雨水儲存設(shè)施（如蓄水模塊）。

（2）分散式海綿設(shè)施詳細(xì)設(shè)計

分散式海綿設(shè)施可采用生物滯留池、雨水花園、生態(tài)樹池、下沉式綠地等生物滯留設(shè)施以及濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘、蓄水模塊等雨水儲存、調(diào)節(jié)設(shè)施。

①可使用比表面積法確定生物滯留設(shè)施面積。

②應(yīng)使用容積法和水量平衡法確定雨水儲存、調(diào)節(jié)設(shè)施規(guī)模。

③海綿設(shè)施進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置消能設(shè)施如碎石、消能坎。

④海綿設(shè)施前端應(yīng)設(shè)置沉淀池（井）、棄流井（管）等設(shè)施，對初期雨水徑流進(jìn)行預(yù)處理或棄流。

⑤道路縱坡大于1%，生物滯留設(shè)施應(yīng)設(shè)置擋水堰/臺坎，以減緩流速并增加雨水滲透量。

⑥海綿設(shè)施設(shè)計時應(yīng)設(shè)計必要的防滲措施，防止徑流雨水下滲對道路路面及路基的強度和穩(wěn)定性造成破壞。

⑦生物滯留設(shè)施內(nèi)宜種植耐鹽、耐淹、耐污的本土植物。

⑧新建道路毗鄰城市內(nèi)河道、湖泊時，可考慮利用海綿設(shè)施轉(zhuǎn)輸、滯蓄和排放雨水徑流，不再設(shè)置雨水排水管渠。

（3）分散式海綿設(shè)施設(shè)計示例

類型I

類型I橫斷面形式為：機非混合，人行道路面標(biāo)高高于機非混合車道，無側(cè)分帶，路兩側(cè)有退讓綠地，寬度約1m。道路橫坡為中間向兩側(cè)傾斜，人行道坡向與道路橫坡一致。

改造方案：退讓綠地設(shè)置為植草溝，退讓綠地下設(shè)置蓄水模塊，改造后橫斷面見圖3-8。

圖3-8 海綿改造方案（類型I）

排水方式：路牙處每隔十五米設(shè)置雨水預(yù)處理導(dǎo)流井，機動車道徑流入導(dǎo)流井后，通過管道排入路兩側(cè)植草溝；人行道徑流直接散流至植草溝內(nèi)；草溝底部可間隔設(shè)置滲水蓄水模塊并每隔30米設(shè)置溢流井，與雨水檢查井連接，徑流收集方案見圖3-9。

圖3-9 徑流收集方式（類型I）

類型II

類型II斷面形式為：中分帶寬2m，側(cè)分帶寬2.5m，退讓綠地寬5m，道路橫坡坡向為外傾。

改造方案：機動車道一側(cè)的1.25m側(cè)分帶設(shè)計為傳統(tǒng)綠化帶，人非共板車道一側(cè)的1.25m側(cè)分帶設(shè)計為雨水花園，用PVC板分隔；退讓綠地設(shè)計為下沉式綠地，改造后橫斷面見圖3-10。

圖3-10 海綿改造方案（類型II）

排水方式：機動車道徑流由弧形入口匯入側(cè)分帶，并漫流至雨水花園，由溢流式雨水口排入市政雨水管；人非共板車道徑流漫流至下沉綠地，溢流式雨水口排入市政雨水管，徑流收集方案見圖3-11。

圖3-11 徑流收集方案（類型II）

3.2.3 人行道及車行道的透水鋪裝設(shè)計

⑴人行道

人行道宜采用透水磚鋪裝。

①透水磚鋪裝應(yīng)符合《透水磚路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T188）的規(guī)定。

②土壤透水弱或場地地下水位較高時，應(yīng)在透水磚鋪裝的透水基層內(nèi)設(shè)置排水管或排水板。

圖3-12 透水磚鋪裝示例

⑵車行道

車行道宜采用透水水泥混凝土或透水瀝青混凝土鋪裝。

①透水水泥混凝土鋪裝應(yīng)符合《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T190）的規(guī)定；透水瀝青混凝土鋪裝應(yīng)符合《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T135）的規(guī)定。

②非機動車道透水水泥混凝土鋪裝宜采用全透水結(jié)構(gòu)。

③機動車道透水水泥混凝土鋪裝宜采用半透水結(jié)構(gòu)。

④車行道透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)一般采用I型，道路年徑流總量控制率指標(biāo)高時，宜采用II型或III型。

⑤車行道透水鋪裝應(yīng)考慮路面下排水，應(yīng)在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)設(shè)置排水U型槽、滲水盲溝（管）匯集雨水，排入雨水口。

圖3-13 透水瀝青混凝土鋪裝示例

3.2.4 路邊停車場設(shè)計

路邊停車場應(yīng)設(shè)計為生態(tài)停車場，停車位設(shè)計成透水鋪裝形式，周圍綠地應(yīng)設(shè)計或改建為具有徑流處理功能的海綿設(shè)施如生物滯留池、雨水花園等。雨水徑流經(jīng)植草溝或線性排水溝導(dǎo)入海綿設(shè)施處理排放。

圖3-14 生態(tài)停車場示例

3.2.5 其它特殊類型海綿方案設(shè)計

城市道路海綿方案設(shè)計也要重視下穿和高架等特殊類型的道路。

（1）道路交叉口：應(yīng)按豎向設(shè)計設(shè)置雨水口，并應(yīng)采取措施防止路段的雨水流入交叉口。豎向條件允許時，可將交叉口雨水口與鄰近海綿設(shè)施相連。

（2）公交站臺：可在公交站臺旁設(shè)置雨水罐，收集、儲存公交站臺頂棚雨水用于澆灌公交站臺旁綠化帶。

（3）高架道路：應(yīng)在高架路下方設(shè)置海綿設(shè)施，宜采用生物滯留池或有徑流處理功能的雨水儲蓄設(shè)施等。

圖3-15 高架路海綿方案示意1

圖3-16 高架路海綿方案示意2

（4）下穿道路：應(yīng)采取設(shè)置調(diào)蓄池、蓄水模塊等綜合措施達(dá)到規(guī)定的設(shè)計重現(xiàn)期。

4績效分析

4.1 總體目標(biāo)校核

（1）年徑流總量控制率

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》（2014）中規(guī)定的容積法計算海綿方案實施后的年徑流總量控制率。

（2）徑流污染削減率

應(yīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)或從當(dāng)?shù)貦z測機構(gòu)獲得該地區(qū)不同道路的徑流污染現(xiàn)狀資料，作為徑流污染源強數(shù)據(jù)。再根據(jù)所采用的不同類型海綿設(shè)施的設(shè)計負(fù)荷，所對應(yīng)的污染物去除率、海綿設(shè)施的匯水面積和當(dāng)?shù)乇┯陱姸裙剑嬎愠稣麠l道路的徑流污染削減率和雨水徑流排放口的污染物濃度。

4.2 績效模擬分析

（1）水文效應(yīng)模擬分析

用SWMM、MUSIC、XPdrainage等模型，以道路海綿方案為基礎(chǔ)，建模分析方案實施前后水文效應(yīng)，應(yīng)給出正常雨型和極端降雨事件下分析結(jié)果，包括徑流洪峰削減量和徑流洪峰延緩時間。

（2）水質(zhì)效應(yīng)模擬分析

用SWMM、MUSIC、XPdrainage等模型，以道路海綿方案為基礎(chǔ)，以徑流特征分析得到的污染源強數(shù)據(jù)、不同類型海綿設(shè)施的去除率、各海綿設(shè)施對應(yīng)的匯水面積作為輸入?yún)?shù)，分析方案實施前后水質(zhì)效應(yīng)，應(yīng)分析SS、CODcr、NH3－N、TN、TP等特征污染物去除效果和雨水排放口的水質(zhì)。

5監(jiān)測方案

海綿設(shè)施投入使用半年后，可進(jìn)行績效監(jiān)測。

道路海綿設(shè)施的水質(zhì)績效監(jiān)測宜采用人工取樣方法，必要時可采用自動在線監(jiān)測。

應(yīng)在降雨事件發(fā)生并徑流形成后，于不同類型海綿設(shè)施的徑流入口和出口取樣。還應(yīng)在道路對外雨水排口（接口）取樣。

常規(guī)水質(zhì)檢測指標(biāo)應(yīng)包括SS、CODcr、NH3－N、TN、TP等。

應(yīng)采用模擬降雨方式或采用自動在線監(jiān)測方式進(jìn)行水文效應(yīng)的監(jiān)測。

6工程投資估算

工程投資估算通過對工程量的估算，參考分部分項工程的綜合單價，計算工程總體投資。

7成果要求

7.1設(shè)計說明書

設(shè)計說明書應(yīng)包括項目概況分析、目標(biāo)指標(biāo)確定、總體方案設(shè)計、海綿設(shè)施設(shè)計、總體目標(biāo)校核、績效模擬分析、監(jiān)測方案、工程投資估算等章節(jié)。

7.2附圖