资源简介
重庆市勘察设计协会团体标准
山地城市道路工程海绵城市设计指南
Guide for Sponge City Design in Mountainous Urban Road Engineering
T/CSDA 0007-2025
主编单位:重庆设计集团有限公司
西恒工程咨询集团有限公司
批准单位:重庆市勘察设计协会
施行日期:2025 年 7 月 30 日
1. 概述
1.1. 制定指南的背景
道路占城市建设用地面积的 8%~20%,是城市基础设施的重要组成部分,也是海绵城市达标建设的重要内容。对于仅承担自身雨水汇流的城市道路的海绵指标主要是通过透水铺装、生物滞留设施等海绵设施实现。 目前道路海绵城市设计及建设不同程度地暴露出了一些问题,包括道路海绵城市设计指标确定不清晰、海绵设施指标计算依据欠缺、生物滞留设施下沉过深,下沉后绿地景观欠佳、进水口设置欠合理,缘石倾倒等。
目前我国除《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建》(试行 2014)外,海绵城市设计并无相应国家标准,重庆市有相应的海绵设计标准及关于道路的海绵设计图集,但是由于现有地方标准和图集编制制定时间较早,虽然解决了海绵城市建设之初的技术指导问题,但由于缺乏应用实践验证,技术上尚存在一些误区和争议。
为系统应对上述问题,科学指导山地城市道路海绵城市设计,有必要制定针对性强、可操作性高的设计指南,进一步明确指标计算、设施设计与景观协调等方面的技术要求,在有限的道路红线范围内合理控制径流,有效实现海绵城市建设目标。
1.2. 制定指南目的
为全面贯彻落实海绵城市理念,结合近年来山地海绵城市建设经验,制定与山地城市市政道路特点相适应的海绵城市设计指南,指导和规范山地城市市政道路工程海绵城市设计。
1.3. 指南的适用范围
本文件主要适用于指导新、改、扩建山地城市市政道路工程项目的海绵城市设计。
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2. 控制目标
2.1. 总体要求
2.1.1. 山地城市道路海绵城市设计指标主要包括年径流总量控制率和年径流污染去除率。
2.1.2. 道路海绵城市指标可依据如下优先顺序确定:规划条件函→规划指标(详细规划、
专项规划)→海绵城市主管部门相关文件→《低影响开发雨水系统设计标准》(DBJ50/T-292)确定,如未明确的,可参考本文件方法确定。
2.2. 年径流总量控制率
2.2.1. 常规市政道路年径流总量控制率
目前道路年径流总量控制率多参照《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292中有关道路海绵指标的取值标准,根据近几年道路海绵城市项目的设计及建设主体方反馈,道路指标普遍偏高,原《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 规定根据路侧比确定海绵城市指标,而实际道路设计中在道路人行道空间受限制、交叉路口段和公交停车港、下穿道以及高架桥等无条件设置生物滞留设施的路段,常出现道路海绵城市设计难以满足《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 的要求。《海绵城市建设项目评价标准》DBJ50T-365 中第 6.1.2 条明确了,当单边路侧带宽度≤4.5 m 或道路坡度≥6%时,道路海绵指标不再执行《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 的要求,而是以仅对人行道采用透水铺装的情况下能达到的径流控制率作为海绵城市指标,或排水分区内各道路间可通过指标平衡或增加公共海绵设施控制容积进行适度调整,该标准的出台对人行道狭窄时的海绵设施的选择给出了指引, 目前海绵城市设计单位、建设主管部门及审查专家在审查的时候多参照该评价标准执行。但是由于《海绵城市建设项目评价标准》DBJ50T-365 中仅对路侧带空间受限时的海绵设施选择给出了指引,并未明确是否管控海绵城市主要指标,以致于仍有相关建设主管部门和审查专家要求对道路的海绵城市指标按照《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292-2018 规定的指标值控制。
本文件在《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292-2018 和《海绵城市建设项目评价标准》DBJ50T-365 规定的指标值基础上进行了解读完善,供确定道路年径流总量控制率时参考。
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表 1 根据路侧比确定的城市道路年径流总量控制率一览表
路侧带比例
路侧带宽度<30%
30%≤路侧带宽度<40%
40%≤路侧带宽度
路侧带宽度
单侧路侧带
>4.5m
≤4.5m
单侧路侧带> 4.5m
年径流总量控制率
65%
/
70%
75%
注 1:路侧带是指城市道路行车道两侧的人行道、绿带、公用设施带等的统称,路侧带宽度指道路两侧路侧带的总和,路侧带/宽度比是指路侧带宽度占道路红线宽度的比例;
注 2:道路年径流总量控制率指标不宜直接根据道路标准路幅分配的路侧比确定其取值,可根据红线范围内不同路幅宽度、不同类型道路的海绵城市设计指标加权后综合确定;
注 3:路侧带受限时道路可不做年径流总量控制率要求,人行道应采用透水铺装,或通过增加公共海绵设施对人行道实现径流控制。鼓励采用灰色海绵设施实现径流控制,如截污过滤式雨水口/沟(低洼区域不建议使用)、雨水罐等。
注 4:按照路侧带确定年径流总量控制率,慢行道、骑行道、非机动车道等是否纳入路侧带需结合其具体位置和设计功能确定。若慢行道位于行车道外侧紧邻路缘石或绿化带,且从道路荷载角度可采用透水铺装,
则属于路侧带的一部分;若慢行道独立设置或与车行道共板,从道路荷载角度不宜采用透水铺装,不归入路侧带。
2.2.2. 高架立交道路年径流总量控制率
对于立交和高架道路有绿化面积的道路,建议根据绿化率合理确定年径流总量控制率,无绿化面积的立交或高架桥可不作年径流总量控制率以及污染去除率要求。
表 2 立交高架道路年径流总量控制率建议值
用地类型
年径流总量控制率%
有效绿化率
绿化率<10%
10%≤绿化率<30%
30%≤绿化率
>50~60%
>60~70%
注 1:上述取值基于立交、高架红线范围的有效绿化率,有效绿化指道路径流能通过重力自流汇入的绿化区域占立交、高架道路红线的比值。(主要是避免将挖方变坡等绿地率参与核算)
注 2:对绿化率较低不做年径流总量控制率要求时,人行道应采用透水铺装,或通过增加公共海绵设施对人行道实现径流控制。可采用灰色海绵设施实现径流控制,如截污过滤式雨水口/沟、雨水罐、调蓄池等。
2.2.3. 改、扩建道路年径流总量控制率
改、扩建道路年径流总量控制率:如有新增占地,其新增占地年径流总量控制率应按照新建道路确定;如无新增占地,可不作年径流总量控制率要求。但根据道路径流特征,对于拓宽改造道路,难以实现仅仅对新增用地/道路的径流控制,对于拓宽改造道路的海绵指标可由改造前现状道路的海绵指标与本次改造新增占地的道路海绵指标进行加权确定。
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2.3. 径流污染控制目标
2.3.1. 新建道路项目年径流污染去除率(以 SS 计)一般不应低于50%;当车道过宽、年径
流总量控制率指标较低时可以结合海绵设施的污染物去除率适当降低。改扩建道路项目年径流污染去除率(以 SS 计)应根据当前海绵建设条件所达指标测算确定;
2.3.2. 如该项目无年径流总量控制率要求时,可不作年径流污染去除率要求。有条件并经
论证后可采用截留处理初期雨水来实现雨水径流污染控。
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3. 设计计算
3.1. 一般规定
3.1.1. 道路海绵城市设计计算主要包括海绵城市指标计算(年径流总量控制率和年径流污
染去除率)、设施规模计算、雨水豁口过流能力计算、溢流口过流能力计算、内涝校核计算等。
3.1.2. 道路地表径流控制类型一般分为自然控制区、海绵设施(容积式)控制区和未受控
区,海绵设施控制分区根据径流控制路径划分汇水分区。
3.1.3. 单个受海绵设施控制的汇水分区内年径流总量控制率不宜低于年径流总量控制率目标的 85%。
3.1.4. 道路海绵城市设计计算应充分考虑道路的交通功能、道路雨水排水系统与内涝防治
系统设计要求等,不应影响道路的主要功能及排水设施与道路行泄功能的正常发挥。
3.2. 道路海绵城市计算指引
3.2.1. 道路海绵控制指标包括年径流总量控制率和年径流污染去除率,可结合第二章控制指标进行确定。
3.2.2. 道路海绵城市设计以满足海绵控制指标为目的,综合选择适宜海绵设施以满足指标要求。
3.2.3. 透水铺装、普通绿地等能够通过自然渗透对地表径流起到控制作用的下垫面划分为
自然控制区, 自然控制区的年径流总量控制率为(1-雨量径流系数)* 100%。
3.2.4. 类似公交车站或者十字路口这种路面径流未收入海绵设施的区域划分为未受控区,
其年径流总量控制率和年径流污染去除率为 0%。
3.2.5. 经过具有调蓄容积的海绵设施(如生物滞留设施)控制的区域为海绵设施控制区,
海绵设施控制区的年径流控制率以容积法为基础进行核算。
3.2.6. 自然控制区和海绵设施控制区的年径流污染去除率按照公式(4)和表 5进行计算。
3.2.7. 道路达到的年径流总量控制率和年径流污染去除率应为不同地表径流控制类型按照面积进行加权的平均值。
3.2.8. 道路海绵城市设计计算流程可参照流程图。
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图 1 道路海绵城市设计计算流程图
3.3. 水量计算
3.3.1. 雨水径流总量控制容积计算
雨水径流总量控制容积是为达到相应的年径流总量控制率需要控制的径流容积,一般采用容积法进行计算,如下式。
VT=10HTR VF (1)
式中: VT ——雨水径流总量控制容积(m3);
F ——汇水面积(hm2);
HT——设计降雨量(mm),根据年径流总量控制率 PT 确定,参考《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 或当地海绵城市规划取值;
RV——雨量径流系数,多种下垫面时采用加权平均值。不同种类下垫面的雨量径流系数应依据实测数据确定,缺乏资料时可参照表 3取值。
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表 3 不同下垫面雨量径流系数
汇水面种类
雨量径流系数φ
备注
硬屋面、未铺石子的平屋面、沥青屋面
0.80-0.90
铺石子的平屋面
0.60-0.70
绿化屋面(绿色屋顶,基质层厚度≥300mm)
0.30-0.40
混凝土或沥青路面及广场
大块石等铺砌路面及广场
0.50-0.60
沥青表面处理的碎石路面及广场
0.45-0.55
干砌砖、石或碎石路面及广场
0.40
非铺砌的土路面
0.30
绿地
0.10~0.20
水面
1.00
地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500mm)
地下建筑覆土绿地(覆土厚度<500mm)
透水铺装地面
0.15-0.30
全透水铺装取偏小值,半透水铺装偏大值
3.3.2. 渗透型海绵设施渗透量计算
以渗透为主要功能的设施规模渗透量按照下式(达西定律)计算:
WP = KJAsts (2)
式中:Wp—渗透量(m3);
K—平均渗透系数,m/s,取值参照表 4;
J—水力坡降,一般可取 J= 1.0;
As—有效渗透面积,m2;
ts —渗透时间(s)。
有路基防渗段渗水量计算增加折减系数。
表 4 典型土壤渗透系数
序号
土壤层
土壤渗透系数(m/s)
粗砂,粒径 0.5~ 1mm
2.89×10-4 ~5.79×10-4
中砂,粒径 0.25~0.50mm
1. 16×10-4 ~2.89×10-4
细砂,粒径 0. 1~0.25mm
5.79×10-5 ~1. 16×10-4
粉土质砂
5.79×10-6 ~1. 16×10-5
黄土
2.89×10-6 ~5.79×10-6
亚粘土
1. 16×10-6 ~2.89×10-6
7
粘土
3.00×10-8 ~1.41×10-7
8
回填土(新近)
1.22×10-4~ 1.96×10-4
9
回填土(3~5 年)
4. 10×10-5~9.90×10-5
10
回填土(碾压后)
1.40×10-7~ 1.60×10-7
种植土渗透系数
11
砂质壤土
约 1.39×10-4
12
轻质壤土
4.00×10-4 ~7.00×10-6
13
壤土
3.03×10-6 ~6.00×10-6
14
壤质粘土
1.70×10-7 ~7.00×10-6
注:粗砂至回填土(碾压后)项引用自《重庆市海绵城市规划与设计导则》,砂质壤土至壤质黏土项引用自《重庆市城市道路与开放空间低影响开发雨水设施标准设计图集》。
3.3.3. 海绵设施有效控制容积
海绵设施的有效控制容积 Vts 是指设施结构空间可以存储的径流量,对于非渗透设施积 Vts 不得小于其汇水分区内雨水径流总量控制容积 VT。以渗透为主要功能的设施规模宜考虑其渗透性对规模的影响,其设施有效容积可按式(3)计算:
VTS = VT __ WP (3)
式中:VT——设施收水范围内的雨水径流总量控制容积(m3)
3.3.4. 年径流污染去除率计算
年径流污染去除率 PZ 按下式计算:
PZ = PW PT (4)
式中:
PW——汇分区海绵设施污染物去除率(以 SS 计);
PT——汇水分区年径流总量控制率。
单个设施污染物去效率 PW(%,以 SS 计)的取值直接影响项目年径流污染去除率的计算结果,其取值应综合考虑当地地表径流水质、过滤滤料、后期维护等因素。根据国内外研究资料,表 5列出了单项设施污染物去除率取值范围。
表 5 单项设施污染物去除率一览表
名称
单个设施污染物去效率 PW(%,以 SS 计)
复杂型生物滞留设施
70~95
渗透塘
70~80
雨水塘
50~80
植草沟
35~90
雨水湿地
蓄水池
80~90
雨水罐
过滤设施
50-95
沉砂井、过滤式雨水口等,常见滤料有素土、
砾石、活性炭、陶粒等
透水铺装
绿色屋顶
植被缓冲带
50~75
绿地下垫面可参考取值
对于过滤设施而言,滤料种类、SS 浓度等因素均影响 SS 的去除效果,实际工程中应结合滤料种类和径流特点合理取值 Pw。通过国内外的研究发现,素土对 SS 去除率约为 50~95%;砾石对 SS 去除率约为 65~80%。一般情况下 SS 去除率随着滤料厚度的增加而增加,随着进水 SS 的浓度增加而增加,径流污染去除率主要是对于初期雨水的径流控制,SS 的浓度较高时,去除率可按区间值的中高值选取。
江苏省海绵城市建设材料与绩效检测工程技术研究中心对过滤雨水口(填料厚度220mm)截污效果研究表明其对初期雨水径流 SS 的截流效率超过 70%,且截流效率随着进水悬浮物浓度的增加而增加;博慧检测技术(厦门)有限公司对厦门市环保型雨水口(滤料厚度210mm)截污效果研究表明其对初期雨水 SS 的去除率大于 53%,且对总磷,总氮及化学需氧量也有较好的去除率;根据相关论文,当填料厚度 10cm,粒径1.5-3.0mm,初期雨水 SS 浓度为 80mg/L 时,高炉灰焦粒对 SS 去除率为 74%,活化沸石对 SS 去除率为 76%,椰壳生物炭对 SS 去除率为 77%,陶粒对 SS 去除率为 75%,活性炭对 SS 去除率为 82%。
3.4. 设施计算
3.4.1. 渗透型海绵设施计算
3.4.1.1.透水铺装、绿化等能够通过自然渗透对地表径流起到控制作用的下垫面根据雨量径
流系数确定径流控制率,其年径流总量控制率为(1-雨量径流系数)* 100%;
3.4.1.2.设施规模计算
根据《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 第 9.5 节所述,过滤设施从上至下宜包括存水区、砾石层、过滤层﹑地下排水层及溢流设施。常见的过滤渗透设施包括生物滞留带、雨水花园等绿色设施,以及带过滤功能的雨水口/沟等灰色设施。
目前国内相关海绵设计规范针对过滤渗透设施规模计算方法有两种理解,如下所示。
(1)方法一
按照《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(2014)和《城镇雨水调蓄工程技术规范》GB 51174-2017 指引的方法计算。生物滞留设施、渗透塘、渗井等顶部或结构内部有蓄水空间的渗透设施的调蓄容积包含有效调蓄容积(包括设施顶部和结构内部蓄水空间的容积)和渗透量。
式中: Af—设施表面积(m2);
VT—雨水径流总量控制容积(m3),
dbc—设施种植层和砾石层的总厚度(mm);
nr—植被及种植层和砾石层平均孔隙率。
dp—设施表面蓄水层厚度(mm);
nz—植物等横截面积占蓄水层表面积的百分比,10%~40%。
K—渗透系数(m/s);
J—水力坡度,一般可取 J=1;
ts—渗透时间(h),一般取 2h。
(2)方法二
中国城镇供水排水协会发布的团体标准《雨水生物滞留设施技术规程》TCUWA
40052-2022 指出,因土壤介质与排水层孔隙蓄水量实际为表层入渗的雨水量,方法一的理解有重复计算的嫌疑,因此不建议计算孔隙蓄水量,推荐综合考虑蓄水容积和下渗容积作为滞留设施的有效控制容积,渗透时间按照城市降雨平均场次进行确定。
VT—雨水径流总量控制容积(m3), dp—设施表面蓄水层厚度(mm);
nz—植物等横截面积占蓄水层表面积的百分比,10%~40%;
t—平均场次降雨历时(h),根据重庆市降雨数据统计分析,重庆市的平均降雨历时在 5.7~ 10.7h,建议宜按照扣除日降雨量小于 2mm 后统计的降雨历时 5.7~7.5h 进行取值。
《雨水生物滞留设施技术规程》TCUWA 40052-2022 对于无数据统计的省份,平均场次降雨历时 t 值取 12h。本文件根据重庆市 1998 年至 2015 年间 11 年降雨数据的统计结果分析,重庆多年平均降雨历时见下表(降雨场次分别按 6h 间隔和 2h 间隔进行划分),重庆市按 6h 降雨间隔划分的降雨历时的平均值为 10.7h,若扣除日降雨量小于 2mm 后降雨历时的平均值为 7.5h;按 2h 降雨间隔划分的降雨历时的平均值为 6.7h,若扣除日降雨量小于 2mm后降雨历时的平均值为 5.7h。
表 6 重庆市降雨场次分析表
年份(年)
降雨历时(h)
6 小时间隔
6 小时间隔(扣除日降雨量小于2mm)
2 小时间隔
2 小时间隔(扣除日降雨量小于2mm)
1998
15.5
14.8
9.4
6.3
2006
9.6
5.8
6.2
5.4
2007
12.4
6.0
7. 1
4.6
2008
11.5
7.0
7.2
5.3
2009
9.9
6.9
5.7
2010
2011
11.3
8.0
6.6
2012
7.4
7.5
2013
8.7
5.2
5.6
2014
9.7
6. 1
5.5
2015
8.3
多年平均
10.7
6.7
方法一中的 2h 的下渗历程中,径流远未穿越滞留设施的介质层,若将介质层的孔隙容积考虑在有效调蓄容积中,存在矛盾。本文件建议按照方法二,即《雨水生物滞留设施技术规程》TCUWA 40052-2022 中的方法进行设施规模计算,平均场次降雨历时结合重庆市平均降雨历时结合重庆市场次降雨历时的统计数据,选择按 2h 降雨间隔划分的降雨场次和按 6h 降雨间隔划分的降雨场次、并扣除日降雨量小于 2mm 的历时统计数据的区间值作为建议值。
其他省市可参考《雨水生物滞留设施技术规程》TCUWA 40052-2022 执行。
3.4.1.3.设施排空时间校核
排空时间 Td 应按下式计算:
Td (7)
式中: Td—设计排空时间(h);
K—渗透系数(m/s)。
《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292 中建议的生物滞留设施设计排空时间宜为 8h~24h,是基于该标准中推荐的 150mm~300mm 蓄水深度对应生物滞留设施的渗透系数,并考虑对植物、后续降雨控制的影响确定。本文件推荐的蓄水深度为 50~300mm,
当取值小于 150mm 时,排空时间可按照生物滞留设施渗透系数的推荐渗透系数计算,可较 8~24h 相应降低。
3.4.2. 存储型设施计算
存储型设施仅用于实现海绵指标控制时,设施净容积不得小于其汇水分区内所需的达到的年径流总量控制率对应的雨水径流总量控制容积。存储型设施还承担有其他功能时,应按照相应标准规范执行。
湿塘、雨水湿地、蓄水池等设施储存容积的计算可采用水量平衡法。设施储存容积应首先按照容积法进行计算,同时为保证设施正常运行(如保持设计常水位),再通过水量平衡法计算设施每月雨水补水水量、外排水量、水量差、水位变化等相关参数,最后通过经济分析确定设施设计容积的合理性并进行调整,水量平衡计算过程可参照表 7确定。
表 7 水量平衡计算表
3.4.3. 转输型设施计算
3.4.3.1.植草沟
植草沟流量设计流量计算采用:
Q=Ψ×F×q (8)
式中:Q—设计流量;
Ψ—径流系数,取分区内植草沟需转输的下垫面流量径流系数加权平均值; F—海绵设施控制分区内植草沟需转输面积(公顷);
q——设计暴雨强度[L/(s•ha)](参照《室外排水设计标准》 GB 50014);
植草沟流量校核采用以下公式:
Q=A×V (9)
式中:Q—设计植草沟过流能力(m3/s);
A—水流过流断面面积(m2),植草沟断面形式宜采用倒抛物线形、V 形或梯形;
V—流速(m/s);
在 2 年一遇暴雨条件下植草沟内流速不宜超过 1.0m/s(植草沟土壤性质为粉质土、壤土)或 1.2m/s(植草沟土壤性质为粘土);
植草沟排水流速按以下公式计算:
V Ig (10)
式中:V—植草沟排水流速(m/s);
n—糙率,一般取值 0.05~0.1;
R—水力半径(m);
Ig—植草沟坡度,植草沟纵坡坡度不宜大于4%;
3.4.4. 配套设施计算
3.4.4.1.溢流雨水口流量核算
(1) 溢流雨水口的设计雨量的公式采用:
Q=(1.5~3)×Ψ×F× q (11)
式中:Q—雨水计算流量,溢流雨水口流量应为雨水管渠设计重现期计算流量的 1.5倍~3 倍;
Ψ—径流系数,取分区内各下垫面流量径流系数加权平均值(根据《室外排水设计标准》 GB 50014 计算);
F—海绵设施控制分区面积(ha);
q——设计暴雨强度[L/(s•ha)](根据《室外排水设计标准》 GB 50014 计算)。
(2) 溢流雨水口的泄流能力按下式计算。
QY =mPd1.5 (12)
式中: QY—雨水口泄流能力,m3/s,应大于雨水计算流量Qs。
P—雨水口周长,m,对于低点处设置的缘石豁口,P =L+1.8W(L为雨水口长度, W为宽度);
m—流量系数,0.32~0.67。
d—篦前平均水深,m,按照溢流雨水口的超高取值。
本公式是结合了《水力计算手册》(第二版)、《给水排水设计手册——城镇排水》 (第三版)中的堰流计算公式,以及美国《城市排水设计手册》(HEC-22)中雨水口的计算公式,对于类似堰流的计算公式基本上都是等于流量系数、堰的实际长度、堰上水头1.5次幂的乘积,区别在于不同堰类型对应的流量系数的差异,这些值对应到道路生物滞留带与其生物滞留带的净宽和有效蓄水深度、溢流雨水口的堰高和堰宽,结合重庆市道路生物滞留带建设中常见的尺寸,选择 D700圆形溢流雨水口和750×450方形溢流雨水口为例对流量系数及泄流能力进行了试算,鉴于圆形溢流井形式包括有现浇混凝土、装配式混凝土、塑料检查井,壁厚依次为20cm、10cm、3cm,根据选择不同的型号,堰流工况可能是薄壁堰、实用堰或宽顶堰,而方形溢流井多为现浇,属于宽顶堰,故试算时对圆形溢流口考虑了三种工况,方形溢流口仅考虑了宽顶堰工况,计算结果如下表所示。道路溢流雨水口下游水位一般不影响雨水口的泄流能力时,为自由堰流,本标准未考虑淹没出流影响;溢流雨水口的周长多为1.5m 以上,和生物滞留带的净宽相近,因此未考虑雨水口对水流的侧向收缩影响。设计人员若进行溢流雨水口的校核时,设计流量若考虑了1.5~3的倍数,则泄流能力不必再考虑堵塞系数。
表 8 典型溢流雨水口泄流能力计算结果表
溢流雨水口类型
流量系数m
溢流口周长 P
溢流口考虑
篦条影响后
的周长 P'
篦前平
均水深D
泄流能力
考虑 50%堵塞系数的泄流能力 L/s
m
L/s
D700 圆形箅
薄壁堰
0.48~0.67
2.198
1.539
0.05
37
51
18
26
实用堰
0.38~0.50
29
38
19
宽顶堰
0.32~0.35
24
27
750×450方形箅
宽顶堰方篦
2.400
1.680
15
0.06
48
67
34
50
25
32
35
16
17
0.07
61
85
30
42
63
40
44
20
22
0.08
74
103
52
59
77
39
49
54
0.09
88
123
62
70
92
46
64
0. 1
144
72
82
108
41
69
75
根据美国《城市排水设计手册》(HEC-22),低点处的缘石豁口和偏沟式雨水口的泄流能力可参考本公式计算。对于豁口其中 m 2g取值为 1.23,P=缘石开口长度L;对于偏沟式雨水口的溢流口周长为 P =L+1.8W。
3.4.4.2.进水口水力计算
海绵城市建设中道路雨水径流通过进水口引入到路边生物滞留设施,常见的生物滞留设施进水口包括侧向进水口(缘石豁口)和联合式进水口,侧向进水口又分为平埋式路缘石豁口和变坡式路缘石豁口。
(1) 平埋式路缘石豁口
本文件参照现行美国《城市排水设计手册》(HEC-22)中的雨水篦子计算公式,根据路面径流排水方向及道路汇水分区面积,截流全部道路街沟汇集径流,平埋式路缘石豁口宽度计算公式如下,截流率 100%时路缘石开口长度计算公式:
−0.6
LT = K0 Q0.42Sl 0.3(nSx) (13)
式中:LT—截流率 100%时路缘石开口长度,m;
Q—设计流量,m3/s;设计流量建议按照雨水管渠设计重现期计算流量的 1.5倍取值。
K0—经验常数,取 0.817;
Sl—纵向坡度;
n—曼宁粗糙系数,0.016;
Sx—道路横向坡度;
平埋式路缘石豁口的截流效率计算公式:
式中:E—截流效率;
L’—路缘石开口长度,m;
(2) 变坡式路缘石豁口
1 ) 计算公式
相对于平原城市,山地城市道路纵坡较大,雨水收集效率较低,山地城市大纵坡道路路缘石豁口处应设置变坡下凹增加进水口的收水效率(即设置变坡式路缘石豁口)、降低进水口的有效长度。变坡下凹深度 a 宜为 5cm,宽度 w 宜为 20~45cm。
图 2 变坡式路缘石豁口示意图
变坡式路缘石豁口长度计算公式需将平埋式路缘石豁口宽度计算公式中的道路横向坡度Sx 替换为等效横坡Se:
LT = K0 Q1(0).42Sl 0.3(nSe) (15)
Se—等效横坡,计算详见附录C;
2 ) 布置间距建议
公式中 Se 的计算较为复杂,详细计算可参见附录 C。本文件以重庆市沙坪坝区暴雨强度公式、道路纵坡为 0.003~0.07 的道路为例计算在进水口间距为 30m、15m、10m、
5m 时,进水豁口的理论开口长度,豁口前变坡宽度 W 为 0.25m,计.算结果如图 3,可供设计时参考使用。
实际工程设计中,虽然各地区的暴雨强度公示有所差异,但道路汇流面积下的雨量差别较小,可参考图 3 设计进水豁口开口长度 LT。单个变坡进水豁口的长度一般为 0.5m,进水豁口理论开口长度较大时,可通过进水豁口并联设置,保证实际进水豁口长度大于理论进水口长度 LT。
单幅路 4m 宽不同坡度下豁口开口长度单幅路 7m 宽不同坡度下豁口开口长度
单幅路 12m 宽不同坡度下豁口开口长度单幅路 16m 宽不同坡度下豁口开口长度
图 3 不同路幅宽度下路缘石豁口布置尺寸及间距建议值
(3) 联合式进水口
1 ) 设计过流能力
图 4 联合式进水口示意图
实际工况下,联合式进水口在偏沟箅子为堰流的工况下侧向开孔并不能有效发挥其过流功能,因此一般工况下联合式进水口的泄流能力与偏沟式雨水箅的泄流能力相似。国内目前采用带偏沟式雨水的过流能力校核时多参照雨水口国标图集中的过流能力建议值进行流量校核,本文件参照参照国家标准图集《雨水口》16S518 和《山地城市内涝防治技术标准》DBJ50T-427-2022 中雨水口的过流能力给出联合式雨水口的过流能力建议值,如表 9。
表 9 雨水口设计过流能力
雨水口形式
宽型雨水箅过流能力(L/s)
窄型雨水箅过流能力(L/s)
偏沟式雨水口
平箅式雨水口
单篦
11.0
双篦
19.2
多篦
15(每箅)
8.2(每箅)
联合式雨水口
16.5
27.5
20(每箅)
11.0(每箅)
立篦式雨水口
13.7
10(每箅)
5.5(每箅)
注 1:宽型雨水箅尺寸为 750×450mm,开孔率 34%;窄型雨水箅尺寸为 700× 250mm,开孔率 36%;
注 2:其他尺寸或开孔率的雨水箅应根据实际过水面积折算其过流能力;
注 3:雨水口过流能力宜根据实验确定,也可参照国标图集《16S518 雨水口》附录中雨水口过流能力特性曲线确定。
根据国内外诸多雨水口收水能力的研究成果,雨水口的收水能力与道路的纵坡、横坡、水量、雨水口出尺寸都有较大关系,且在小重现期下的降雨量下雨水口的收水能力
均小于上表的值。
为指导设计中对联合式雨水口布置间距取值,本文件参照美国《城市排水设计手册》 (HEC-22)中的计算公式进行雨水口收水效率计算,给出不同规模道路的雨水口布置建议,详细计算公式可参考附录 C。鉴于联合式进水口的堵塞概率小于偏沟式,设计雨量建议按照雨水管渠设计重现期计算流量的 1.5 倍取值。本文件计算结果按照雨水口布置间距下计算出来的雨水口截流效率>70%即可认为雨水口能够有效截流,指南将雨水口截流能力计算结果进行整理,给出不同路幅、不同的雨水口宽度及道路纵坡下,长度为0.5m、0.75m、1m、1.5m 的雨水口推荐最大布置间距,如表 10 所示。
表 10 不同路幅宽度联合式雨水口泄进滞留设施推荐最大布置间距建议值
单幅车行道宽度 16m 路幅联合雨水口进滞留设施推荐最大布置间距
道路纵坡
W=0.25m
W=0.45m
L'=0.5
L'=0.75
L'= 1
L'= 1.5
0.003
5m
10m
15m
20m
30m
0.01
0.02
0.03
0.04
单幅车行道宽度 12m 路幅联合雨水口进滞留设施推荐最大布置间距
单幅车行道宽度 7m 路幅联合雨水口进滞留设施推荐最大布置间距
单幅车行道宽度 4m 路幅联合雨水口进滞留设施推荐最大布置间距
重庆市各个区县的暴雨强度公示有所差异,但道路汇流面积下的雨量差别较小,可参考指南中的结论进行选用。单个联合式进水口的长度一般为 0.5~0.75m,可通过多个联合式进水口合并设置,以满足泄流需求。
图 5 多个联合式进水口示意图
3.4.4.3. 内涝校核
参考《公路排水设计规范》JTG/T D33 第 9.3.5 条及美国美国《城市排水设计手册》 (HEC-22)公式 4-27、4-31,雨水口或进水口设施内涝校核时泄流能力按下式计算:
QY = C0Ag 2gd (16)
式中:QY—雨水口泄流能力,m3/s;
C0—孔口流量系数,0.67;
Ag—有效过流面积,m2;
d—箅前平均水深,m。
随着降雨强度的增大,箅前水深也增大,压力增大,收水设施以孔口方式出流,本公式为孔口方式出流的泄流能力计算。根据《室外排水设计标准》GB 50014 中关于道路内涝防治的车行道积水深度不应超过 15cm,因此内涝校核时箅前平均水深可取 15cm。
3.5. 模型计算
道路海绵设施的规模既可根据设计目标,经上述水文、水力计算得出,也可通过模型模拟软件计算得出。
3.5.1. 模型软件要求
3.5.1.1.支持水文水力模拟
软件应能模拟降雨径流、渗透、蒸发等水文过程,以及管网、河道等水力过程,从而协助设计确定海绵设施对市政道路径流控制的效果以及设施结构尺寸的设计。常用软件包括 SWMM、MIKE URBAN、InfoWorks ICM 等。
3.5.1.2.符合海绵城市设计规范
软件应符合海绵城市相关技术规范,支持海绵城市相关设施的模拟,如生物滞留设施、透水铺装等。
3.5.1.3.数据兼容性
软件应能处理地形、土地利用、降雨等多源数据,并支持 CAD 或 GIS 数据导入。
3.5.1.4.参数设置灵活性
软件应允许用户根据实际情况调整参数,如土壤渗透率、地表粗糙度等。
3.5.1.5.结果可视化与分析
软件应提供直观的结果展示,如径流量、峰值流量等,并支持数据导出和报告生成。
3.5.2. 模型设置要求
3.5.2.1.模型范围与网格划分
根据研究区域确定模型范围,合理划分网格,确保关键区域(设施区域)的精度。对于应用于设计阶段的模型,为准确表达市政道路低影响开发雨水系统设计方案,模型构建采应用相对详细的模型,即每个海绵设施收水范围内车行道、人行道等下垫面均设置为一个汇水区。
21
3.5.2.2. 降雨数据
数学模型中用到的设计暴雨资料包括设计暴雨量和设计暴雨过程,即雨型。设计暴雨量可按城市暴雨强度公式计算,设计暴雨过程可按以下三种方法确定:
(1) 设计暴雨统计模型。结合编制城市暴雨强度公式的采样过程,收集降雨过程资料和雨峰位置,根据常用重现期部分的降雨资料,采用统计分析方法确定设计降雨过程。
(2) 芝加哥降雨模型。根据自记雨量资料统计分析城市暴雨强度公式,同时采集雨峰位置系数,雨峰位置系数取值为降雨雨峰位置除以降雨总历时。
(3) 当地政府认可的降雨模型。采用当地推荐的设计降雨雨型资料,必要时需做适当修正,并据弃超过 24h 的长历时降雨。
3.5.2.3.产汇流模型设置
目前常用的产汇流模型包括径流系数法、SCS-CN 模型、Green-Ampt 模型、Horton 模型等。设计者应结合软件功能、设计需求、基础数据合理选择常流模型并设置相关参数。
径流系数法适用于详细的土壤下渗系数等数据有限、对精度要求不高时,可快速估算系统径流量,或模拟建筑较密集、道路不透水面区域时可采用此法。
SCS-CN 模型适用于土地利用多样、土壤类型复杂的区域,能够快速估算径流量,适合初步设计阶段。
Green-Ampt 模型适合精细化模拟,尤其是海绵设施(如雨水花园、透水铺装)的渗透过程,需土壤特性数据支持。
Horton 模型适用于短历时降雨和高渗透性区域,适合模拟绿地、透水铺装等海绵设施的产流过程。
3.5.2.4.海绵设施参数设置
根据设计设置海绵设施参数,如雨水花园的蓄水层深度、渗透率等。
3.5.2.5.其他有关条件参数设置
设置管网、河渠等数据,包括置断面形状、坡度等参数,边界条件应与实际情况相一致。
3.5.2.6.模型验证与校准
使用历史降雨和径流数据验证模型,调整参数以提高精度。
3.5.3. 指标核算和模型报告
3.5.3.1.指标核算
结合设计目标,通过迭代试算,反复调整海绵设施的设计参数,直至达到海绵城市
设计目标(年径流总量控制率和年径流污染去除率等),最终而确定海绵设施的设计参数。
3.5.3.2.模型报告
设计文件中应阐述说明模型软件的模拟计算原理、计算过程、计算结论等相关的参数和数据,并进行明确的模拟结果报告。
23
4. 总体设计
4.1. 一般规定
4.1.1. 道路海绵城市设计的海绵设施主要以雨水入渗、过滤和雨水收集转输为主,包括下
凹式绿地(生物滞留带、雨水花园、植草沟等)、生态树池、透水铺装、沉砂池、雨水豁口、截污式雨水口等。
4.1.2. 城市道路及站场的海绵设施设计应结合城市美观考虑,其系统布置、设施选取、植
物配置应与其他市政设施相协调,并与周边建筑风貌相融合。
4.1.3. 城市道路中分带、侧分带、人行道绿化带、树池等宜结合道路景观要求和周边用地条件设置海绵设施。
4.1.4. 城市道路宜根据道路使用功能合理选用透水路面类型,透水路面应考虑渗水导排措施。
4.1.5. 道路海绵城市设计不应降低道路雨水管渠及内涝防治标准。
4.1.6. 海绵设施不应影响城市道路、立交、桥梁等构筑物的安全。
4.1.7. 道路雨水排放进入水体之前建议采用生态雨水排放口,通过生物滞留设施、雨水塘等进一步控制径流。
4.1.8. 道路工程相较于建筑小区等地块项目,用地狭长,公共设施空间受限,因此道路地
表径流控制主要是利用道路红线范围设置海绵设施,实现对道路红线范围内的径流控制,当道路红线范围内无条件增设海绵设施时,则需结合海绵城市建设目标需求,可通过区域内指标平衡或在汇水分区内增加公共海绵设施控制容积。
4.2. 总体设计指引
4.2.1. 常规市政道路
4.2.1.1.无绿化带道路海绵设施布置
(1) 人行道树池宜采用生态树池或树间滞留带。
图 6 无绿化带道路生态树池/树间滞留带布置示意图
图 7 树间滞留带示意图
(2) 若人行道无空间布置生态树池或树间滞留带,可采用截污式雨水口/沟(沉砂、截污篮网等)进行径流污染控制。
图 8 无绿化带道路配置过滤截污式雨水口/沟布置示意图
图 9 过滤截污式雨水口剖面示意图
图 10 过滤截污式雨水边沟剖面示意图
4.2.1.2.有绿化带道路海绵设施布置
(1) 树池可结合人行道空间单独设置或与生物滞留设施同槽设置,单独设置时宜采用简易式生态树池,与生物滞留带同槽设置时应结合指标需求、下沉需求合理设置下乔木位置。
1 ) 人行道较宽且人行需求空间较小时,生物滞留带和树池可分开设置;
2 ) 人行道较窄且人行空间需求较大时,生物滞留带与行道树可同槽设置。
3 ) 车行道和人行道均较窄时,生物滞留带和行道树同槽设置,生物滞留带间隔设置,非下沉段常规铺装。
(2) 宜降低绿化带标高,采用生物滞留带、植草沟等设施,将地表雨水径流进入绿化带内。
(3) 当下凹式绿地设置于人行道外侧时,人行道横坡应坡向下凹式绿地。
图 11 人行道侧分带生物滞留带平面布置示意图
图 12 辅道侧分带生物滞留带平面布置示意图
28
图 13 道路中央分隔带生物滞留带平面布置示意图
图 14 路侧绿化带生物滞留带平面布置示意图
4.2.1.3.特殊路段海绵设施布置
(1) 道路仅单侧可设置生物滞留设施时
可布置生物滞留设施的一侧应采用透水铺装和生物滞留设施(生物滞留带、雨水花园、植草沟);不可布设生物滞留设施的一侧应采用透水铺装,空间有条件时可以设置树间滞留带/池。
图 15 生物滞留带单侧平面布置示意图
(2) 不同道路纵坡下生物滞留带设置原则
当 1%<道路纵坡≤2%时,应在生物滞留带种植土面层设置逐级阻隔带,形成逐级滞蓄空间;
当 2%<道路纵坡<6%时,生物滞留带应设置挡水堰,形成逐级滞蓄空间;
当道路纵坡≥6%时,可采用联合雨水口引导车行道径流进入生物滞留设施。根据《海绵城市建设项目评价标准》 DBJ50T-365 中 6.1.2 条明确了道路坡度≥6%时,人行道旁已不能设置生物滞留带、植草沟或设置后效果很差(坡度大,无法收水),这时道路的海
绵设施主要以透水铺装为主,该标准主要是基于收水难而取消了生物滞留带的设置。本次指南推荐当道路纵坡≥6%设置生物滞留带时,应采用联合式雨水口,在一定程度上解决了侧壁豁口在纵坡大的时候收水困难的问题。
4.2.2. 非常规道路部分
4.2.2.1.城市立交/高架桥梁
立交/高架桥梁的海绵城市建设主要通过人行道透水铺装和结合绿地设置绿色海绵设施实现。
(1)城市立交设有人行道的,且人行道设置有绿化侧分带的,可将侧分带设计为下沉式绿地实现海绵城市指标控制。
(2)立交桥梁多有较大的绿地斑块,是城市道路绿地(防护绿地)线性风廊的节点,宜结合立交集中式绿化设置生物滞留设施、雨水塘、植草沟、蓄水池等海绵设施,实现汇集雨水,引导雨水渗透、滞蓄、净化、回用。因立交绿地多为坡度且坡度有缓有急,立交段宜优先选择在绿地缓坡段且较低点处设置集中式绿色海绵设施,匝道雨水结合道路边沟、植草沟等设施引导进入集中式绿色海绵设施实现径流控制。典型城市立交的径流路径可参照下图指引实施。
a.(部分)苜蓿叶型立交 b.喇叭型立交
31
c.定向式立交
图 16 典型互通立交的径流路径示意图
(3)结合立交周边的道路及绿化浇洒需求或片区公共海绵建设需求,可考虑在立交范围内设置蓄水池并回用。
(4)高架道路宜在桥下绿地设置海绵设施,桥面雨水经落水管转输至地面层海绵设施中进行处理。高架桥面雨水经落水管转输至地面层海绵设施前应设置消能设施。
图 17 雨落水管转输至地面层海绵设施前应消能设施示意图
(5)架空段下部绿化带若设置有下沉式绿地,应选择喜阴植物且耐水湿植物。
(6)立交区域坡地绿化坡度过陡且设置为生物滞留设施、雨水塘等海绵设施时,应设置为阶梯式。
4.2.2.2.跨河桥梁
对于未设置有事故池的跨河桥梁参照高架桥梁的指引设计服务桥梁路面径流的海绵设施。
新建桥梁在跨越敏感水域时,各地环保主管部门基本都改变了传统的桥梁径流直排水体的方式,应设置事故池等应急措施,以应对桥面危险品泄漏并综合考虑对初期雨水的控制处理。桥梁在跨越敏感水域时,桥梁海绵设施可与桥梁事故池、初期雨水控制系统综合设计。
(1) 导排系统设计:事故导排管系统,按照海绵城市控制流量和事故流量二者的大值确定,可在事故池旁边建设相应的海绵城市控制设施实现雨水的径流控制,优先采用绿色海绵设施进行径流处理。
(2) 控制容积:海绵城市建设目标包含了对初期雨水的控制,根据海绵城市建设要求及环保对初期雨水控制的需求合理确定控制容积。满足海绵城市指标的控制容积参照第三章确定。若过河桥梁不做海绵城市指标控制要求,初期雨水控制池的有效容积(m3 ),参照《城镇雨水调蓄工程技术规范》(GB51174-2017)3.1.5,用于分流制排水系统控制面源污染时,雨水调蓄池的有效容积,可按下式计算:
V 初雨= 10DFΨβ (17)
D—单位面积调蓄深度(mm),可取4~8 mm;
β—安全系数,可取 1. 1~1.5;
Ψ—初期雨水控制范围内桥面径流系数;
F—初期雨水控制范围内桥面面积(ha)。
(3) 控制设施:
雨水控制设施宜优先选用绿色海绵设施,当绿色海绵设施设置受限时可采用灰色海绵设施或灰绿结合的海绵设施实现径流控制。
1 ) 绿色海绵设施:海绵设施宜优先选用可用于处理初期雨水的绿色海绵设施,包括生物滞留带设施、雨水塘、湿地等,控制容积应满足第 2 点所述;
33
图 18 跨河桥梁下设置事故池和绿色海绵设施的径流路径示意图
2 ) 灰色海绵设施:若桥面汇流面积过大,桥梁下部受红线制约,无足够空间建设绿色海绵设施,可增设初期雨水调蓄池,并可结合片区海绵规划、桥下用地需求考虑设置雨水回用设施,将初期雨水处理后就近利用;若未设置雨水回用设施,初期雨水不能直接排入水体,初期雨水在不超过下游污水系统过流能力及污水厂的处理能力的前提下可汇入就近的污水系统。
图 19 跨河桥梁下设置事故池和灰色海绵设施的径流路径示意图(一)
图 20 跨河桥梁下设置事故池和灰色海绵设施的径流路径示意图(二)
3 ) 灰绿设施结合:结合第(2)点所述,初期雨水调蓄池出水可利用绿色海绵设施进行处理,结合桥下景观设置小型绿色海绵设施作为雨水处理设施。蓄水池的排空时间、蓄水池出水(绿色海绵设施进水)管道应与绿色海绵设施的处理规模相匹配。
如某桥梁无海绵城市指标控制要求,按照初期雨水控制需求需建设 150m3 的初期雨水调蓄池,雨水调蓄池出水采用雨水花园作为处理设施,雨水花园的渗透系数按照5× 10-6m/s 计算,拟设置 250m2 的雨水花园,则其过流能力为 1.25×10-3m3/s,调蓄池的排空时间为 22h。调蓄池出水管可增加流量控制阀,保证过流能力不超过雨水花园的过滤功能。
图 21 跨河桥梁下设置事故池和灰绿海绵设施的径流路径示意图
4.2.2.3.隧道
城市隧道内,为非降雨受雨面,因此隧道内部区域不考虑雨水径流控制。
城市隧道出口,应纳入常规道路海绵城市设计。当隧道进出口两侧人行道有条件设
置生物滞留带时,可结合中央分隔带设置海绵设施;当隧道进出口处没有条件设置人行道或人行道宽度较窄但设置有中央分隔带时,可结合海绵指标需求增设节点性海绵设施,服务于更大面积的径流控制。当仅有中央分隔景观带设置生物滞留设施时,应结合径流路径需求并由道路专业论证是否将道路坡度坡向生物滞留设施,如图 23 所示。
图 22 隧道出口人行道有条件设置生物滞留设施的径流路径示意图
图 23 隧道中央分隔景观带设置下凹绿地的径流路径示意图
4.2.3. 公共海绵空间的利用
当道路指标不能满足海绵城市控制指标要求时,建议以片区为单位,统筹利用公共空间,结合道路红线外的城市水系、天然洼地坑塘、集中绿地、公园、广场、停车场等,设置公共海绵设施,提高片区海绵指标。
公共海绵建设可单独作为一个项目进行推进,也可结合广场公园建设、河道护岸工程、水环境治理工程、道路雨水排放口工程同步建设。
36
4.2.3.1.城市水系、天然洼地坑塘的利用
(1) 应充分利用城市自然水体设计雨水湿塘、雨水湿地等具有雨水调蓄功能的海绵设施,雨水湿塘、雨水湿地的布局、调蓄水位等应与城市上游雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统及下游雨水系统相衔接。
(2) 对于已建现状排水出口与泄洪通道,在有条件建设生态排水口的地方进行生态排口改造。
(3) 利用湖库建设,将周边道路雨水引入湖库,进行统一调蓄,提高片区海绵城市指标,实现径流控制和提升海绵指标的双赢。湖库、湿地打造均应作为公共海绵,纳入湖库、湿地设计的指标校核中。一般不宜直接将湖库的蓄水容积作为公共海绵的径流总量控制容积,应在雨水进入湖库主体蓄水容积前通过增设前置雨水塘等容积式净化设施实现对径流控制。
(4) 在规划雨水排出口设置生态雨水排出口,利用沉淀池、前置塘、生物滞留设施等对径流雨水进行预处理,利用滨水绿地设计湿塘、雨水湿地等设施调蓄、净化径流雨水。
图 24 雨水出口末端设置的生态雨水排出口示意图
(5) 水系驳岸宜采用生态驳岸,并根据调蓄水位变化选择适宜的耐淹、耐污及去污等能力较强的乡土植物水生植物。
(6) 城市水系公共海绵空间的利用应满足《城市防洪工程设计规范》 GB/T50805 中的相关要求。
4.2.3.2.集中绿地、城市公园的利用
(1) 当集中绿地、城市公园标高低于道路标高时,可通过导流设施,将路面雨水引入集中绿地中进行滞留与净化,可结合周边地块条件设置前置塘、雨水湿地等设施,控制径流污染。
(2) 在城市公园内开展微地形设计,设置植被浅沟、下凹式绿地和雨水花园等小型分
散设施,形成顺畅、 自然的雨水排水路径。
(3) 当集中绿地、城市公园标高高于道路标高时,可利用其地下空间设置蓄渗模块,收集调蓄路面径流。
4.2.3.3.广场、停车场的利用
(1) 广场、停车场宜采用透水铺装、生物滞留设施、下凹式绿地、植草沟等小型、分散式低影响开发设施消纳自身径流雨水,并可适当消纳路面雨水。
(2) 周边路面径流雨水进入广场内的低影响开发设施前,应利用沉淀池、前置塘等对进入绿地内的径流雨水进行预处理,防止径流雨水对绿地环境造成破坏。
(3) 下沉式广场应设有排水泵站及自控系统,广场达到最大积水深度时泵站可自行开启。应设清淤冲洗装置和车辆检修通道。应设置警示标识,并应有安全疏散指示。
(4) 可结合广场、停车场的地下空间建设雨水调蓄设施,有条件的地方可建设雨水处理设施。
4.2.4. 道路人行道空间优化建议
4.2.4.1.在公交停车港站台范围、平交路口、人行过街横道处不宜设置生物滞留带,可考虑
采用其他措施(如环保型雨水口)控制雨水径流。
4.2.4.2.生物滞留带的相关设施如豁口等的布置应和已有市政设施进行衔接,应结合实际情
况避免豁口正对市政设施,避免市政设施影响豁口收水效果,减少市政设施后期运维影响。
图 25 交通杆影响滞留带空间示意图
4.2.4.3.人行道设有生物滞留带、消火栓、路灯和信号灯等市政设施时,若消火栓、路灯和
信号灯设在生物滞留带内,应考虑市政设施的防水措施及基础稳固,且减少对生物滞留带过水需求的影响;若不设在生物滞留带内,则生物滞留带在市政设施处断开,并在断开处上游设溢流口(井)。
图 26 人行道空间优化示意(乔木、生物滞留带、灯杆间插布置,互不影响)
4.3. 建筑信息模型
建筑信息模型的要点应满足《重庆市市政工程初步设计文件技术审查要点》、《重庆市市政工程施工图设计文件技术审查要点》的要求。包括应准确表达海绵城市相关的雨水检查井、溢流检查井/口、挡水堰、沉砂井、进水口、生物滞留带、透水盲管、生态树池等相关设施;应正确表达相关海绵设施的标高关系,准确反应道路地表径流路径;应准确表达相关海绵设施的尺寸及材料。
5. 设施设计
5.1. 一般规定
5.1.1. 海绵设施按主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化等几类。单项
设施往往具有多个功能,本章中按照设施具备的主要功能进行分类。
5.1.2. 海绵城市设施的选取宜以面源污染、峰值削减控制为主,雨水回收利用为辅。
5.1.3. 海绵城市设施的选取应充分考虑施工及养护难度,同时兼顾节能、环保效益,利用自身条件最大限度完成海绵指标。
5.1.4. 城市道路宜根据道路使用功能合理选用透水路面类型,城市道路人行道宜采用透水铺装。
5.1.5. 海绵城市设施,应在设施旁设置标识标牌,介绍设施构造、作用等,有安全隐患的设施,应设置安全警示标识牌。
5.1.6. 为促进装配式建筑发展、推动建筑产业现代化有关要求,道路海绵城市设计应合理
应用装配式产品,包括透水砖、截污雨水口/沟、溢流井/口、进水口、沉砂井、调蓄水池、挡水堰、生态树池等设施。
5.2. 渗透型设施
渗透型设施为具备渗透处理雨水功能为主的设施,主要有透水地面、生物滞留带、生态树池等。
单项海绵设施往往具有多个功能,如生物滞留带的功能除渗透补充地下水外,还可削减峰值流量、净化雨水,实现径流总量、径流峰值和径流污染控制等多重目标,因此应根据设计目标灵活选用低影响开发设施及其组合系统。
5.2.1. 透水地面
5.2.1.1.透水地面定义及分类
透水地面是具有一定厚度、空隙率及分层结构的地面。在海绵城市设计中,透水地面根据结构不同分为半透水地面和全透水地面。地面水能够直接通过面层和基层向下渗透至地基中的地面结构体系为全透水地面结构,全透水地面结构自上而下宜包括如下结构:透水面层、透水基层(底基层)、透水垫层。当雨水人渗对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时,可采用半透水铺装型式,半透水铺装设置封层(防层),封层可设置在透水面层下或设置在透水基层下,封层以下的结构层不需要进行透水设计,封层以上需设置渗水排放措施。各透水层须具有足够的厚度,以保证透水铺装对雨水的收集、过滤、缓排等控制效果。
透水地面结合路面性质和结构层材料,不同结构层可以合并设置,但应保证透水厚度,作法可参考国家建筑标准设计图集 22HM001- 1——《海绵城市建设设计示例(一)》,或结合路面性质综合设计。
5.2.1.2.透水面层
透水地面根据面层不同可分为透水砖地面、嵌草砖透水地面、缝隙透水砖地面、透水混凝土地面及透水沥青地面,渗透系数不宜小于 1 × 10-4m/s。不同透水面层材料应满足表 11 要求。
采用透水砖时其厚度宜为 60mm~80mm,孔隙率不宜小于 10%;
采用透水水泥混凝土时,用在人行道其厚度不宜小于 80mm,用在车行道其厚度不宜小于 180mm;孔隙率宜为 10%~25%;
采用透水沥青混凝土时,其厚度结合道路需求计算确定;孔隙率宜为 18%~25%。
表 11 透水面层材料执行标准表
透水地面构造
执行标准
适用范围
透水砖地面
《透水路面砖和透水路面板》GB/T 25993; 《透水砖路面技术规程》CJJ/T 188
人行路、步行街、
广场等非机动车
道
嵌草砖透水地面
《混凝土实心砖》GB/T 21144
人行路、步行街
广场、停车场及
回转车逍等轻型
荷载道路
缝隙透水砖地面
《天然花岗石建筑板材》GB/T 18601;
《天然大理石建筑板材》GB/T 19766; 《天然砂岩建筑板材》GB/T 23452;
《天然石灰石建筑板材》GB/T 23453; 《建筑材料放射性核素限量》GB6566
透水混凝土地面
《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135
透水沥青地面
《透水沥青路面技术规程》CJJ/T190
轻型荷载道路
(1) 透水砖
透水砖的力学性能、透水性能、物理性能等技术要求应符合现行国家标准《透水路面砖和透水路面板》GB/T 25993 以及现行行业标准《透水砖路面技术规程》CJJ/T188 的规定。
用于铺筑人行道的透水砖的防滑性能(BPN)不应小于 60,耐磨性不应大于 35mm。设计轻型荷载的透水砖路面可采用汽车标准轴载 Bzz40、机动车交通量不大于 200veh/d的标准;普通人行道(无停车)可采用 5KN/m2 的荷载标准。
透水砖的强度等级应通过设计确定,可根据不同的道路类型按下表选用。
表 12 透水砖强度等级
道路类型
劈裂抗拉强度(MPa)
抗折强度(MPa)
抗压强度(MPa)
平均值
单块最小值
支路、停车场
≥4.5
≥3.4
≥6.0
≥5.0
≥50.0
≥42.0
人行道

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