海绵城市理念下的城市道路排水系统创新设计

一、引言

在城市化快速发展的背景下，城市道路排水系统的压力日益增大。传统的排水模式难以有效应对暴雨等极端天气带来的挑战，导致城市内涝频发、水体污染等问题。海绵城市理念强调通过自然的方式，使城市像海绵一样，在雨水充沛时吸水、蓄水、渗水、净水，在需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。基于这一理念的城市道路排水系统创新设计，对于改善城市水环境、缓解城市内涝、促进城市可持续发展具有重要意义。

二、海绵城市理念下城市道路排水系统的设计原则

（一）生态性原则

城市道路排水系统应将生态目标置于首位，尽量保护自然生态系统和生物栖息地。例如，在设计中保留或模拟自然湿地、植被湿地等生态系统，通过水生植物的生长、微生物的分解作用等自然过程来净化雨水。

（二）综合性原则

要综合考虑城市道路的功能需求、交通流量、排水要求、周边环境等多方面因素。排水系统的设计不应孤立进行，而应与城市的基础设施、绿化景观、水资源管理等相协调，形成一体化的系统。

（三）可持续发展原则

设计应注重资源的节约和循环利用，采用环保材料和技术手段。例如，推广使用透水性路面材料，使雨水能够自然下渗，减少地面径流；同时，对雨水进行收集、储存和再利用，用于城市绿化灌溉、道路冲洗等用途。

三、海绵城市理念下城市道路排水的创新设计策略

（一）透水性路面设计

透水混凝土具有良好的透水性，能够让雨水直接渗透到路面以下的土壤中。在设计时，应根据道路的交通流量、荷载等级等因素合理确定透水混凝土的配合比和厚度，确保路面具有足够的强度和耐久性。

透水沥青路面通过在沥青混合料中添加特制的骨料或孔隙调控剂，在保证路面正常使用功能的同时，提高路面的透水性。其透水速度较快，能够有效减少路面径流。

（二）雨水花园设计

雨水花园是一种以植物和土壤为媒介的雨水自然处理系统。在城市道路系统中合理设置雨水花园，可以利用植物和土壤的过滤、吸附、分解等作用，对雨水进行净化处理。应选择本土耐湿植物，如芦苇、菖蒲等，这些植物具有较好的适应性和净水能力。同时，要考虑植物的美观性，与周边的景观环境相协调。设计合理的土壤层次结构，上层为种植土，下层为砾石、沙土等透水性较好的材料，为雨水的渗透和流动提供良好的通道。

（三）生物滞留池设计

生物滞留池是一种人工建造的带有植被和土壤的雨水调蓄设施。它能够有效地截留、净化雨水，并将其暂时储存在地下或进行后续处理。生物滞留池的进水应设置一定的预处理设施，如格栅、沉砂池等，去除雨水中的大颗粒杂质和漂浮物。进水口的水流速度应经过计算，避免水流对土壤和植被造成冲刷。根据不同的场地条件和功能需求，选择适合的植物进行搭配。例如，在浅水区种植水生植物，如荷花、睡莲等；在陆地区域种植乔、灌、草多种植物，形成多层次的植被群落。

四、海绵城市理念下城市道路排水的创新设计案例分析

（一）北京亦庄新城

北京亦庄新城在城市道路建设中采用了海绵城市理念，实施了多项创新设计措施。在主干道和部分次干道上广泛铺设透水混凝土和透水沥青路面，提高了雨水的下渗率。据统计，雨后地面径流量较传统路面减少了约 50% 。在道路两旁、公园周边等区域设置了大量的雨水花园。通过对植被和土壤的精心设计，有效净化了雨水，同时为市民提供了优美的景观环境。

（二）新加坡海绵城市建设

新加坡作为海绵城市建设较为成功的国家，其城市道路排水系统的设计也体现了海绵城市理念。新加坡在道路两旁和建筑屋面广泛设置了生物滞留池和绿色屋顶。生物滞留池能够有效截留和处理雨水，绿色屋顶则可以减少屋面径流，两者相互配合，大大提高了雨水的调蓄和利用能力。采用先进的智能监控和控制系统，实时监测降雨量、道路积水情况等数据，根据实际情况自动调节排水设施的运行，提高了排水系统的效率和可靠性。

在道路排水系统设计中，行泄通道扮演着至关重要的角色。它能够有效引导雨水流动，减少道路积水，确保交通顺畅。因此，在海绵城市理念下，我们应着重考虑如何在城市道路中合理设置行泄通道。行泄通道的设计需结合道路实际情况，确保其宽度、坡度等参数满足排水需求，同时还应考虑行泄通道与周边环境的协调性，以实现生态与功能的双重目标。

道路行泄通道纵坡及横坡设计是关键因素。胶州市株洲路改造案例表明，地势平坦地区垂直河道的道路，可设计坡向河道的单一纵坡，并对相交沿河路的缘石局部下沉，形成雨水直接人河的路面行泄通道。在极端情况下，通过非常规 2% 的横坡设计，可以有效消除地块开口高差，在超重现期暴雨情况时可以保证最外侧车道的同行，视线道路是平急两用功能。

关于道路排水改造案例，我们可以借鉴国内外成功经验，分析改造前后的排水效果，以及改造对周边环境的影响。通过这些案例，我们可以更直观地了解道路排水改造的重要性和实施效果，为后续的城市道路排水系统设计提供参考。

五、结论

海绵城市理念下的城市道路排水系统创新设计是解决城市道路排水问题、改善城市水环境的重要途径。通过透水性路面设计、雨水花园设计、生物滞留池设计和地下调蓄设施设计等多种创新策略的应用，可以有效减少雨水径流，提高雨水的利用效率，缓解城市内涝。同时，结合实际案例的分析，我们可以看到这些创新设计策略在实际应用中取得了良好的效果。未来，随着科技的发展和城市建设的不断推进，海绵城市理念在城市道路排水系统设计中的应用将不断完善和创新。

参考文献

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