1、西咸新区沣西新城秦皇大道排涝除险改西咸新区沣西新城秦皇大道排涝除险改造造Low Impact Design and Renovation of Qinhuang Avenue in Fengxi New City of Shannxi Xixian New Area1项目简项目简介介PARTPART 0101项目概况项目改造前基础条件分析项目改造前面临的突出问 题及需求分析项目简项目简介介序号项目类型数量一工程建设类741建筑与小区292市政道路类283公园绿地类74水生态修复类35防洪类46市政基础设施类3二能力建设类3一、项目概一、项目概况况西咸新区是我国首批首批16个海绵城市建设试 点之
2、一。试点区域位于新城核心区，面积22.5km，计划海绵城市建设项目77个，其中 市政道路类项目28个。试点区试点区年径流总量控制 率为85%，对应设计降雨量为19.2mm。表表1沣西新城海绵城市建设项目情况一览沣西新城海绵城市建设项目情况一览表表1海绵城市试点范围22.5km图例：图例：建筑与小区类 公园绿地市政道路 防洪类项目水生态类项目 泵站水厂类项目图图1沣西新城海绵城市建设项目分布沣西新城海绵城市建设项目分布图图项目简项目简介介一、项目概一、项目概况况秦皇大道是28条市政道路海 绵城市改造项目之一，位于陕西 西咸新区沣西新城核心区，是一 条南北向城市主干道城市主干道。道路北起 统 一
3、路，南 至 横 八 路，全全 长长2.43km，红线宽度，红线宽度80m，红，红线线 外两侧各有外两侧各有35m绿化绿化退让退让。2011 年开工建设，2012年通车运行，承担着极为重要的区域交通枢纽 功能。2015年下半年，按照海绵 城市建设要求启动了改造工作。图图2秦皇大道区位示意秦皇大道区位示意图图2项目简项目简介介二、项目改造前基础条件分二、项目改造前基础条件分析析（一）气象条（一）气象条件件沣西新城属温带大陆性季风型半干旱、半湿润气候区半干旱、半湿润气候区，在大气环流和地形综合作用下，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，四季干、湿、冷、暖分明。多年平均多年平均降降水量约水量约520mm，其中
4、7-9 月降雨量占全年降雨量的月降雨量占全年降雨量的50左右左右，且夏季降水多以暴雨形式出现，易造成洪、涝易造成洪、涝和水土流和水土流失失 等自然灾害。新城多年平均蒸发量约1065mm，蒸发量大于降水量蒸发量大于降水量。图图3沣西新城多年平均沣西新城多年平均（1981-2010）月降雨量与蒸月降雨量与蒸发发量分布量分布图图3土质渗透系数Km/dm/s黏土0.005610-8粉质黏土0.0050.1610-8110-6黏质粉土0.10.5110-6610-6黄土0.250.5310-6610-6粉砂0.51.0610-6110-5细砂1.05.0110-5610-5中砂5.020.0610-52
5、10-4均质中砂35.050.0410-4610-4粗砂20.050.0210-4610-4均4质粗砂60.075.0710-4810-4，土质（高程）土层 厚度土层描述素填土（387.2387.3）0.81.0m杂色，稍湿，松散，团粒结构，孔隙较发育，含有白灰 颗粒黄土状土（377.50389.20）0.69.7m灰褐色黄褐色，硬塑，具 针状孔隙及虫孔，可见褐色 铁锰质条纹及白色斑点细砂（382.10388.10）0.83.5m浅灰灰白色，松散中密 含少量泥质，主要成分为石 英，含少量长石和云母粉质粘土（377.5381.6）1.03.5m青灰色，可塑，可见黄色铁 锰质斑点，该层未揭穿项目简
6、项目简介介二、项目改造前基础条件分二、项目改造前基础条件分析析（二）水文地质条（二）水文地质条件件根据岩土工程勘察报告，拟建场地为非自重湿陷黄土场地非自重湿陷黄土场地，湿陷性等级为I级。区域上层原 状土中黄土状土与粉质黏土含量较高，下渗性能较差下渗性能较差（双环法实测土壤饱和渗透速率约土壤饱和渗透速率约为为 1.210-7m/s4.610-7m/s），难以满足生物滞留设施雨水直接下渗要求。区域地下水潜水 位平均埋深12.9m16.1m，水位年变幅0.51.5m。水质类型为碳酸、硫酸、钙、钾、钠型水。表表2秦皇大道地勘土秦皇大道地勘土质质表表3典型土壤类型渗透系典型土壤类型渗透系数数5表表4秦皇
7、大道改造前下垫面情秦皇大道改造前下垫面情况况项目简项目简介介二、项目改造前基础条件分二、项目改造前基础条件分析析（三）下垫面条（三）下垫面条件件秦皇大道改造前下垫面类型包 括：沥青路面、硬质铺装、绿地三 类，各类型下垫面面积及雨量径流 系数取值参见右表。改造前综合雨 量径流系数为0.745。图图4秦皇大道改造前横断面示意秦皇大道改造前横断面示意图图图图6秦皇大道竖向高程秦皇大道竖向高程图图项目简项目简介介二、项目改造前基础条件分二、项目改造前基础条件分析析（四）竖向条（四）竖向条件件秦皇大道整体地势平坦，场地内标高最低点为387.43m，最高点为388.96m，最大纵坡最大纵坡0.75%，最小
8、纵坡最小纵坡0.35%，最小坡长190m。道路纵坡一方面会引导雨水向低点汇聚，在管网转输能力不足时，容易造成积涝；另一方面会对利用 侧分带设置的海绵雨水设施有效调蓄功能发挥产生不利影响，对雨水在设施内流动速率及土壤冲刷侵蚀控制等带来困难。6图图5秦皇大道卫星地形秦皇大道卫星地形图图秦皇大道秦皇大道图图7秦皇大道周边排水管秦皇大道周边排水管网网及与排水分区关系示意及与排水分区关系示意图图项目简项目简介介二、项目改造前基础条件分二、项目改造前基础条件分析析（五）管网条（五）管网条件件秦皇大道采用分流制排水，雨水管 网系统已经建成，主要收集路面和道路 两侧地块径流，设计标准2年一遇，设 计埋深24m
9、，管径DN500DN1000，设计服务面积63hm2。秦皇大道雨水管 网分为2个排区，其中统一路横四路 之间路段排入渭河2#排水系统，经规划 沣景路泵站提升排入渭河；横四路横 八路之间路段雨水经管网排入沣西新城 核心区雨洪调蓄枢纽中心绿廊。7项目简项目简介介三、项目面临的突出问题及需求分三、项目面临的突出问题及需求分析析（一）土壤地质环境特殊性为海绵城市设施设计带来挑（一）土壤地质环境特殊性为海绵城市设施设计带来挑战战秦皇大道所在区域原状土壤渗透性能较差，影响海绵雨水设施渗滞蓄功能发挥，如何对原 状土进行改良，系统提升其透水、保水（基于景观植物生长需要）及截污净化（基于面源污染 控制）等综合性
10、能成为首要解决的问题；另一方面，区域地质属非自重湿陷性黄土，虽然湿陷 性等级不高（级），然而浸水发生结构破坏、承载能力骤然下降、发生显著变形的风险依旧 很大，这就为开展道路低影响开发设计时，如何处理好雨水下渗和道路基础安全关系带来挑战。易板结典型土壤下渗困难10图图8秦皇大道区域典型土秦皇大道区域典型土壤壤项目简项目简介介图图9秦皇大道改造前路面雨水快排及积秦皇大道改造前路面雨水快排及积水水降雨事件：降雨事件：2015.8.230.4mm（5h）涝渍频率：涝渍频率：2年一遇年一遇积水位置：秦皇大道积水位置：秦皇大道2处处影响程度：积水总长影响程度：积水总长200m，最大积水深度，最大积水深度2
11、0cm，最大积水面积最大积水面积1500m2，积水时间，积水时间24h。10三、项目面临的突出问题及需求分三、项目面临的突出问题及需求分析析（二）排水系统不健全，积水内涝风险较（二）排水系统不健全，积水内涝风险较高高秦皇大道全段汇水面积较大，雨水沿绿化 带边缘雨水篦子直接排走，无法下渗、滞蓄，径 流源头控制不足；强降雨条件下短时可汇集大量 雨水，由于道路纵坡存在低洼，加之下游管网及 泵站尚未建成，自建成以来多次发生积水问题，严重威胁交通安全项目简项目简介介海绵城市试点范围22.5km绿廊排水系统秦皇大道南段9中心绿廊三、项目面临的突出问题及需求分三、项目面临的突出问题及需求分析析（三）雨水受纳
12、体水环境保护要求高三）雨水受纳体水环境保护要求高，季节性面源污染风险季节性面源污染风险大大秦皇大道南段雨水受纳体中心绿廊 作为新城终端雨洪调蓄枢纽、生态廊道 与水资源涵养利用中心，其水质近期为 地表类，远期规划达到地表类水平。秦皇大道作为衔接源头地块、区域管网、中心绿廊的骨干纽带，其径流雨水携带 大量下垫面污染物（SS、COD、TN、TP、重金属、油、脂等）输入绿廊，极 易造成水系污染及生态系统破坏。图图10秦皇大道雨水秦皇大道雨水组组织排放及受纳水体情织排放及受纳水体情况况项目简项目简介介三、项目面临的突出问题及需求分三、项目面临的突出问题及需求分析析（四）区域排水过度依赖末端提升，能耗过（
13、四）区域排水过度依赖末端提升，能耗过高高秦皇大道北段所在渭河2#排水分区汇水面积3.07km2，现状管网末端埋深为地下9.42m，低于渭河主河道水面5.4m，低于河滩8.5m，雨水无法重力排入渭河，主要依靠末端泵站提升。规划的沣景路雨水泵站设计流量11.84m3/s，单泵设计水量9000m3/h，扬程16.5m，电机功 率630kw、工作电压10kV，经核算，年径流排放体积约89.4万m3，年排水能耗达6.26万kwh。图图11雨水泵站强排示意雨水泵站强排示意图图92PARTPART 0202方案设方案设计计设计定位与目标设计原则设计流程设计降雨总体及分区方案设计典型设施节点设计基础研究与产业
14、化工程造价方案设方案设计计一、设计定位与目一、设计定位与目标标设计定位设计定位1西北地区城市快速主干路海绵城市建设示范；2湿陷性黄土地质及土壤下渗性能不良地区道路LID技术创新与研究示范；3道路雨水径流减排及污染源头控制技术耦合研究与应用。系统建设目标系统建设目标根据沣西新城核心区低影响开发专项研究报告等上位规划条件对秦皇大道径流总量及 污染控制分解指标要求，统筹考虑项目自身径流控制及与周边地块、水体的水量、水质衔接关 系，确定项目建设目标如下：1体积控制目标：本项目年径流总量控制率为本项目年径流总量控制率为85%，对应设计降雨量对应设计降雨量19.2mm；2流量控制目标：通过LID、管网系统
15、建设，排水能力达到3年一遇标准，可有效应对规可有效应对规划划 区内区内50年一遇暴雨年一遇暴雨；3径流污染总量控制目标：本项目TSS总量去除率不低于总量去除率不低于60%。15设施区域配置要求，确定不同地块年径流总量 控制分解指标。其中秦皇大道年径流总量控秦皇大道年径流总量控制制 率率85%，对应设计降雨量对应设计降雨量19.2mm。年径流总量控制率（%）60657075808590设计降雨量（mm）8.69.911.513.515.919.224.1图图12沣西新城年径流总量控制率沣西新城年径流总量控制率 设计降雨量对应关设计降雨量对应关系系方案设方案设计计一、设计定位与目一、设计定位与目标
16、标核心指标核心指标年径流总量控制率确年径流总量控制率确定定（1）径流体积）径流体积控制控制。依据住建部海绵城 市建设技术指南，沣西新城位于我国大陆年 径流总量控制率第分区，雨水径流总量宜控 制在80%85%；结合新城开发建设前本地水文 及地质特征，以开发后径流总量不大于开发前 为目标，编制沣西新城核心区低影响开发专 项规划。根据低影响开发总体力度控制及LID1111方案设方案设计计一、设计定位与目一、设计定位与目标标核心指标核心指标年径流总量控制率确年径流总量控制率确定定（2）径流污染控制）径流污染控制。根据秦皇大道雨水排放受纳水体中心绿廊近期地表水质IV类保 护控制要求及径流污染外径流污染外
17、排总量不大于开发前排总量不大于开发前的基本原则，以道路外排水水质（以COD计）优 于地表水类标准限值为目标，计算所需年径流总量控制率不应低于84.6%。计算公式如下：式中：年径流总量控制率，%；H多年平均降雨量，mm；区域综合雨量径流系数，以接近开发前自然绿地状态0.2计；A区域汇水面积，ha；C0区域雨水径流COD外排浓度，mg/L，按地表水IV限值设定，30mg/L；Ci区域雨水径流COD污染物初始浓度，mg/L，此处，采用实测场次降雨COD事件污 染物平均浓度（EMC）设定，取值105mg/L；LID设施对COD平均去除率，此处根据当地典型LID设施监测，以63%估算。综合综合（1）、（
18、2）考虑，确定秦皇大道年径流总量控制率目标为考虑，确定秦皇大道年径流总量控制率目标为85%，对应设计降雨对应设计降雨量量19.2mm。方案设方案设计计二、设计原二、设计原则则1系统设计，内外衔系统设计，内外衔接接根据本项目面临的问题与需求，结合雨水净化、滞蓄与安全外排等多重目标，进行系统设 计，统筹考虑道路和红线外场地条件，实现项目自身与周边地块的相互衔接。2安全为本，因地制安全为本，因地制宜宜充分考虑湿陷性地质构造特点，在确保不对道路基础及承载性能造成破坏性影响的前提下 进行海绵城市改造；根据项目条件，选用适宜的雨水设施，并根据实际需求进行设计优化，搭 配适宜本地气候特征的植物组合。3保护优
19、先，经济合保护优先，经济合理理充分保护绿地内既有乔木，采取局部改造，确保重要乔木不被破坏；同时针对本项目的定 位和特点，优选低建设成本、便于运营维护、环保、节地的技术措施和材料，合理利用地形、管网条件，科学布局，降低建设和运营维护难度。4本地融合，技术创本地融合，技术创新新在上述原则基础上，结合项目自身条件和特征，对选用的各类雨水设施进行结构、功能以 及布局形式创新与优化，适应项目条件的同时，充分发挥LID、管网不同设施功能。11方案设方案设计计三、设计流三、设计流程程1强化试验研究对设计过程反强化试验研究对设计过程反馈馈设计过程中，针对工程所在区域表层土壤下渗性能较差的特点，进行了土壤介质换
20、填配比 研究。分别采用不同换填介质和配比方案进行小试与中试试验，获取渗透性能较好且兼顾植物 生长保水需要的最优土壤配比方案，将其反馈到设计中，以合理确定设施规模与布局。2组织开展关键技术专家论组织开展关键技术专家论证证针对湿陷性黄土地质构造特点，进行雨水下渗风险规避技术专家论证。结合论证意见，在 道路低点处设置集中浅层、入渗区域，将侧分带收集的径流通过上游传输型草沟输送至集中下 渗区进行控制；集中下渗设施底部设置蓄水砾石层，并经集水盲管与雨水管线衔接；设施底部 和两侧进行两布一膜防渗处理，并在集中进水口处设置L型支撑防护挡墙，从而规避因雨水下 渗导致道路结构破坏。3建立健全项目审查与方案优化反
21、馈机建立健全项目审查与方案优化反馈机制制沣西新城建立了项目方案及施工图设计审查与联络工作机制。项目设计管控中，由咨询单 位和海绵技术中心对项目方案设计和施工图设计进行联合审查，对各阶段审查发现的技术问题 通过审查意见联络单形式向设计单位反馈，方案和图纸按意见完善后方可进行下一阶段工作。11方案设方案设计计四、设计降四、设计降雨雨（1）体积控体积控制制体积控制是针对年径流总量控制率对应的设计降雨量，即在小于该设计降雨条件下，通过 各类雨水设施共同作用，实现设计降雨控制要求。本项目年径流总量控制率为年径流总量控制率为85%，对应设，对应设计计 降雨量降雨量19.2mm（相当于沣西新城沣西新城1年一
22、遇年一遇1.5h降雨量降雨量）。图图12沣西新城年径流总量控制率沣西新城年径流总量控制率-设计降雨量对应关设计降雨量对应关系系11方案设方案设计计四、设计降四、设计降雨雨（2）流量控流量控制制本案例中流量控制是指特定重现期条件下，区域雨水径流能够通过植被浅沟或管渠得到有 效排除。设计暴雨强度q由西咸新区暴雨强度公式进行计算：式中式中：q暴雨强度，L/（shm2）；P设计重现期，a；t降雨历时，min，t=t1+t2；t1地面集水时间，取1025min；t2管渠内雨水流行时间，min。本方案采用SWMM模型，模拟沣西新城 不同设计重现期，长历时（24h雨型如右图）降雨条件下，秦皇大道雨水设施运营
23、与达标 情况。图图13沣西新城不同重现期长历时（沣西新城不同重现期长历时（24h）降雨雨）降雨雨型型11方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（一）竖向设计与子汇水分区划（一）竖向设计与子汇水分区划分分通过竖向分析，秦皇大道现状红线范围内共有6个相对高点、5个相对低点，按照 高 低高”方式将秦皇大道划分为5个子汇水分区，分区域进行控制。各子汇水分区道路横断 面、下垫面情况基本一致。图图14秦皇大道汇水单元分区示意秦皇大道汇水单元分区示意图图12方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（二）分区调蓄容积计算（二）分区调蓄容积计算以以1号子汇水分区为号子汇
24、水分区为例例（1）计算方法计算方法：Vx=10HF式中：Vx设计调蓄容积，m3；H 设计降雨量，mm，取85.0%年径流总量控制对应设计降 雨量19.2mm；综合雨量径流系数；F汇水面积，ha海绵城市核心思想之一是将建设地块水文状况 维持或恢复至自然状态，重点对建设后硬化区域产流 进行控制。根据该原则，绿地本身接近于自然下垫面 的产汇流特征，因而地块内绿地雨水径流可不考虑在 需控制容积之内；而在实际工程中，由于绿地产流将 汇入工程设计的LID设施之内占据一定的蓄水空间，若仅考虑硬化区域雨水径流，则实际年径流总量控制 率将会低于设计值。考虑绿地产流条件因素，采用两采用两种计算方法种计算方法，分别
25、计算子汇水分区所需控制容积规模，经对比分析 后确定。14方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（二）分区调蓄容积计算（二）分区调蓄容积计算以以1号子汇水分区为号子汇水分区为例例（2）调蓄容积计调蓄容积计算算以1号子汇水分区为例，计算所需控制容积如表5所示。项目设计考虑到实际建设时实际建设时绿绿 地产流汇入及既有乔木、管线和附属构筑物避让等因素会导致地产流汇入及既有乔木、管线和附属构筑物避让等因素会导致LID设设施有效容积衰减施有效容积衰减，故在 算法确定的调蓄容积基础上额外增加额外增加5%安全余量安全余量，得出1号子汇水分区总需控制容积为571.8 m3。依此类推，详细计
26、算其他分区调蓄容积如表7所示。表表51号子汇水分区调蓄容积计号子汇水分区调蓄容积计算算合计编号下垫面类别面积A/ha雨量径流系数调蓄容积Vx/m31沥青路面2.720.9470.022硬质铺装0.420.864.513绿地（中分带不产流）0.350.1510.08算法（不考虑绿地产流）0.887Vx=534.53算法（考虑绿地产流）0.813Vx=544.6112方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（三）工艺流程及措施选（三）工艺流程及措施选择择图图15秦皇大道海绵改造技术流秦皇大道海绵改造技术流程程1212方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（
27、三）工艺流程及措施选（三）工艺流程及措施选择择根据项目改造面临的问题和需求，结合所在地气候与水文地质条件，着力构建针对不同 重现期降雨，兼顾“源头减排”、“管渠传输”、“排涝除险”不同层级相互耦合的雨水综 合控制利用系统。设计中利用道路机非分隔带、绿篱带进行下凹处理；通过低点路缘石开口，将机动、非 机动车道雨水引入侧分带，并在路缘石豁口后设置拦污槽进行截污、消能；机非分隔带内根 据竖向变化，分段设置传输型草沟、生物滞留草沟和雨水花园，实现雨水分段传输、净化与 下渗；人行步道有机更新，将不透水铺装改造为透水铺装；通过上述措施有效实现雨水径流 及污染的源头减排。在侧分带内新增雨水溢流口，与现有雨水
28、井连接，将超出LID设施容纳能 力的雨水溢流排放至现状雨水管，充分发挥既有管网排水功能。此外，利用红线外35m退让 绿地，构建传输型草沟，并在易涝积水点处设置雨水塘；通过在人行道下设置暗涵构建雨水 行泄通道，对超出LID调蓄及管网传输能力的径流进行调节，并通过溢流口、放空管与既有管 网衔接，待管网传输能力恢复后，超出雨水塘调节水位的雨水溢流进入管网或经放空管排空，实现排涝除险。方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（四）设施布（四）设施布局局根据根据秦皇大道各子汇水分区所需调蓄容积及下垫面属性，统筹考虑红线内外绿地空 间及降雨控制条件（设计降雨和50年一遇降雨情形），结合
29、LID设施径流组织及管网衔接关 系，合理开展设施布局。图图16秦皇大道秦皇大道LID改造横断面布置改造横断面布置图图12方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（四）设施布（四）设施布局局在侧分带竖向高点处 利用机非分隔带设置传输 型草沟，在低点处设置生 态滞留草沟和雨水花园，利用传输型草沟将高点雨 水传输至低点进行控制；针对极端降雨条件下的积 水内涝风险，利用道路两 侧35m退让绿地设置分散 式雨水调节塘，对暴雨径 流进行调蓄调节控制。图图17秦皇大道秦皇大道LID设施与管网衔接关系示意设施与管网衔接关系示意图图1212方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方
30、案设计计（四）设施布（四）设施布局局秦皇大道LID改造平面示意图（局部）图图18秦皇大道秦皇大道LID设施平面布置设施平面布置图图方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（五）设施规模试算及达标分（五）设施规模试算及达标分析析（1）计算方计算方法法式中：Vk设施控制调蓄容积，m3；As设施面积，按垂直下渗水平投影面积计算，ha；h1设施临时蓄水深度，m；h2设施种植土层深度，m；h3设施排蓄水层深度，m；1、2、3有效调蓄容积系数；根据各层介质孔隙率、含水率、压实度等属性 确定（本项目设计时1取1，2取0.3，3取0.4）；容积折减系数；根据设施横断面有效面积（扣除既有乔木
31、、管线和附属构筑 物避让等所导致LID设施有效容积衰减的面积）占等宽、高的矩形面积比例确定。12方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（五）设施规模试算及达标分（五）设施规模试算及达标分析析（2）设施控制容积计算及达标情况设施控制容积计算及达标情况以以1号子汇水分区为号子汇水分区为例例以1号子汇水分区为例，根据其采用的设施组合，计算设施控制容积如表6所示：表表61号子汇水分区号子汇水分区LID设施控制容积计设施控制容积计算算编号12设施类型面积As/ha设计参数控制容积Vk/m310.11384.8523雨水花园（生态滞留草 沟）传输型草沟 传输型草沟0.110.13蓄水
32、高度0.2m，种植介质0.5m，砾石层0.4m蓄水高度0.2m 蓄水高度0.1m152.4657.204透水铺装0.24受面层渗透性能制约，仅参与综合雨量径流系数计算，垫层结构空隙不计入调蓄容积。合计594.51方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（五）设施规模试算及达标分（五）设施规模试算及达标分析析（2）设施控制容积计算及达标情设施控制容积计算及达标情况况依此类推，详细计算5个子汇水分区设施控制容积，各分区设施控制总容积均能满足 本分区调蓄容积需求（表7）。经核算，秦皇大道LID改造实际总控制容积2887.5m3，满 足设计调蓄容积2851.6m3的要求，反算相当于
33、20.9mm降雨量，对应年径流总量控制率87%，满足规划控制目标（85%，19.2mm）要求。12表表7秦皇大道各子汇水分区水文计秦皇大道各子汇水分区水文计算算汇水分区面积A/ha设计调蓄容积Vx/m3设施控制容积Vk/m31号3.9571.8594.52号3.1460.7464.83号3.2477.8482.24号5.5817.9820.55号3.5523.4525.5合计2851.62887.5方案设方案设计计五、总体及分区方案设五、总体及分区方案设计计（五）设施规模试算及达标分（五）设施规模试算及达标分析析（3）LID改造后下垫面径流系数变改造后下垫面径流系数变化化秦皇大道改造后下垫面包
34、括：沥青路面、硬质铺装、透水铺装、绿地四类，各类型 下垫面面积及径流系数取值参见表8。经计算，改造后下垫面综合雨量径流系数为0.721，相比改造前（表4）下降0.024，一定程度削减了区域雨水产流，缓解了径流排放压力。表表8秦皇大道改造后下垫面变秦皇大道改造后下垫面变化化编号下垫面类别面积A/ha百分比/%雨量径流系数1沥青路面13.44700.92硬质铺装0.904.70.83透水铺装1.1660.44绿地3.7019.30.15合计19.2=0.72112方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（1）拦污拦污框框径流雨水沿路牙开
35、口进入侧分带时会夹带垃圾、泥土等物质，长期可导致LID设施表层 板结、透水性能下降，且易造成冲蚀。因此，设计时在路牙开口处增设拦污槽（内填1025mm建筑垃圾再生碎石）可有效滤除雨水杂质、分散径流并消能。图图19拦污槽及钢筋混凝土防水挡墙示意拦污槽及钢筋混凝土防水挡墙示意图图17滞留草沟、雨水花园处）使用滞留草沟、雨水花园处）使用，不会大幅增加投资。17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（2）L型钢筋混凝土防水挡型钢筋混凝土防水挡墙墙鉴于湿陷性黄土地质雨水下渗威胁路基安全，工程改造时在 集中进水口处设计了一种“L”钢筋混凝土防
36、水挡墙结构，用于 路基侧向支挡及雨水侧渗规避路基侧向支挡及雨水侧渗规避，侧分带LID改造时可直接垂直下 挖，减小对路基、路面影响。同时，挡墙紧贴路牙，可发挥靠背 支撑作用。挡墙采用C30钢筋混凝土结构，8m一节，设伸缩缝，结构底宽50cm，高度根据生物滞留设施尺寸调整，一般要求垫垫 层底低于道路路基底层底低于道路路基底50cm。与传统砖砌支护、防水土工布敷设（易破损）相比，混凝土挡墙隔水效果更好，抗弯能力更高，对 路基支撑也更强。该结构较传统防水砖墙造价差异不大（180240元/m），且只在侧分带纵向低点土壤换只在侧分带纵向低点土壤换填段（生填段（生态态图图20侧分带侧分带L型钢筋混凝土防水挡
37、型钢筋混凝土防水挡墙墙方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（3）传输型草传输型草沟沟一种布置在侧分带起端入流处及树木、检查井等构筑物基础处，用于转输径流。与道 路纵坡同坡；只做表面下凹，底部不换填；种植3550mm地被植物；草沟与车行道或辅 道衔接处设置防渗土工布。另一种布置在道路红线外绿化退让内，用于转输透水铺装排出 的径流雨水。图图21传输型草沟剖面图（传输型草沟剖面图（a：有树；：有树；b：无树：无树）（b）（a）17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（3
38、）传输型草传输型草沟沟图图22传输型草沟实景传输型草沟实景图图17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（4）生态滞留草沟（雨水花园生态滞留草沟（雨水花园）布置于侧分带内传输型草沟下游纵向低点处，与传输型草沟长度比为1:2.2。生态滞留 草沟和雨水花园结构相同（换填长度30m的区域称雨水花园），自上而下为覆盖层、换填 层、碎石层。图图23生态滞留草沟（雨水花园）剖面生态滞留草沟（雨水花园）剖面图图（a：有树有树；b：无树无树）（b）（a）17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施
39、做设施做法法（4）生态滞留草沟（雨水花园）生态滞留草沟（雨水花园）图图24生态滞留草沟（雨水花园）实景生态滞留草沟（雨水花园）实景图图17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（4）生态滞留草沟（雨水花园生态滞留草沟（雨水花园）覆盖层位于土壤表层，由碎树皮、木屑组成，厚5cm，用以保持土壤水分，避免表面 板结导致透气性降低。换填层（树、检查井、路灯基础等位置不换填），用于提高土壤渗 蓄能力，厚50cm；改造中利用常见农林业废弃物椰糠，与原状土、沙子按按40%粗砂粗砂：40%原土：原土：20%椰糠体积比椰糠体积比混合，在模拟自然压实
40、条件下，满足初始下渗率满足初始下渗率150mm/h，稳态下渗率稳态下渗率75 mm/h，TSS去除率去除率70%，适宜植适宜植物生长等要求物生长等要求。砾石层用于排水，厚40cm，内设透水盲管，遇树木或构筑物处适当弯曲，就近接入溢流口或雨水井内。侧分带内雨水在生物滞留设施内下渗、滞蓄、净化并缓排，当遇到极端降雨时，来不 及下渗的超标雨水则通过溢流雨水口进入管道系统；雨水口下游12m处设置挡流堰（堰高 与溢流雨水口齐平），以减缓流速，提高设施蓄渗及截污性能。17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（5）植物搭植物搭配配植物是海绵雨
41、水设施的重要组成。改造中，侧分带乔木保持不动侧分带乔木保持不动，地被植物优先选用 本土植物，适当搭配外来物种。传输型植草沟选择抗雨水冲刷传输型植草沟选择抗雨水冲刷的草本植物及根系发达的植物的草本植物及根系发达的植物，从而更利于稳固沟道土 壤，实践中沟底选用早熟禾草皮铺底，节点选用南天竹、紫叶矮樱、红叶石楠及置石点状 搭配，沟坡选用地被石竹、狼尾草等，沟顶至绿化带边沿选用细叶麦冬种植。生态滞留草沟以适应沙土种植生态滞留草沟以适应沙土种植的地被为主的地被为主，沟底铺设河卵石，种植观赏植物，节点以 狼尾草、矮蒲苇和景观置石组合，边坡种植豆瓣黄杨，沟顶至绿化带边沿种植细叶麦冬。雨水花园以花灌木和草本花
42、卉雨水花园以花灌木和草本花卉为主为主，沟底以大小砾石铺地，节点以银边草、迷迭香、白花松果菊、狼尾草、细叶芒及景观置石组合，边坡种植小龙柏，沟顶至绿化带种植细叶 麦冬（表9）17方案设方案设计计序号设施类型植物配置123传输型草沟生态滞留草沟 雨水花园细叶麦冬、地被石竹、南天竹、紫叶矮樱、红叶石楠、红枫细叶麦冬、铺地柏、狼尾草、细叶芒、葱兰、矮蒲伟、银边草 黄菖蒲、灯芯草、鸢尾、狼尾草、细叶芒、葱兰表表9侧分带侧分带LID设施配置方设施配置方案案17六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（一）侧分带（一）侧分带LID设施做设施做法法（5）植物搭植物搭配配海绵与景观功能的有机融合。图图25侧分带
43、部分选配置物实侧分带部分选配置物实景景方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（二）人行道透水铺装做（二）人行道透水铺装做法法秦皇大道两侧人行道下供电通信电缆管沟埋深较浅，仅有0.3m。设计时，在保障路基 强度和稳定前提下，将人行道硬质铺装改造为浅层透水砖铺装结构（兼有孔隙和缝隙浅层透水砖铺装结构（兼有孔隙和缝隙透透水）水），透水基层内设置排水管并与红线外传输型草沟衔接，形成局部雨水源头渗滞系统。图图26人行道透水铺装剖面人行道透水铺装剖面图图图图27人行道透水铺装实景人行道透水铺装实景图图17方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做
44、（三）低点行泄通道及调节塘做法法秦皇大道共有5处高程低点，采用SWMM软件进行内涝模拟发现：下游雨水管网通畅 情况下，50年一遇暴雨发生时，道路低点K3+210、K3+585和K3+977处内涝风险较大。2016年8月25日沣西新城发生50年一遇暴雨时的路面积水情况，秦皇大道桩号K3+585有 内涝产生，并将辅道和侧分带草沟淹没，因此本模拟分析结果接近实际情况。图图 28模模 型型 概概 化化 图图17在50年一遇暴雨时，统 一路康定路段桩号K3+977 低点积水21.6cm，在绿化退 让中设置调节塘，滞蓄涝水。图图29统一路统一路康定路段雨水管道水位线康定路段雨水管道水位线图图图图30康定路
45、康定路沣景路段雨水管道水位线沣景路段雨水管道水位线图图在50年一遇暴雨时，统一 路康定路段桩号K3+585低点 积水16.018.0cm，在绿化退 让中设置调节塘，滞蓄涝水。方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法28在50 年一遇暴雨时，统一路康定路段桩号K3+210低点积水15.7cm，在绿化退让中设置调节 塘，滞蓄涝水。图图31沣景路沣景路横四路段雨水管道水位线横四路段雨水管道水位线图图图图32横四路横四路开元路段雨水管道水位线开元路段雨水管道水位线图图在50 年一遇暴雨时，横四路开元路段没有 道路低点，路面不积
46、水。方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法30在50 年一遇暴雨 时，开元路天府路低 点桩号K2+600处积水 0.5cm，内涝风险较小图图33开元路开元路天府路段雨水管道水位线天府路段雨水管道水位线图图图图34天府路天府路横八路段雨水管道水位线横八路段雨水管道水位线图图在50 年一遇暴雨 时，天府路横八路低 点桩号K 2+0 5 0 积水 2.7cm，内涝风险较小方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法32方案设方案设计计六、典型设施节点设
47、六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法设计时充分利用项目红线外35m绿化退让，在三处低点人行道下设置排水暗涵，将路 上经LID设施消纳、管网转输仍不能及时排除的涝水引至红线外绿化带中，通过分散式调节 塘进行涝水调节。每个调节塘设前置塘（沉淀预处理）和蓄渗区（调节、下渗）两部分。涝 水可通过调节塘内设置的放空管接入附近雨水井，雨量减小时，通过雨水管道将涝水排走；超出调节水位的溢流雨水则通过调节塘边缘的溢流雨水口排入管网。图图35调节塘示意调节塘示意图图17方案设方案设计计管道参数曼宁系数0.014沿程阻力损失系数0.025进口局部阻力损失系数0.5出口
48、局部阻力损失系数0.5汇水区参数面积集水区面积特征宽度地表径流的流径宽度，面积/集水区对角线长度或者 面积开根号集水区坡度集水区地面整体坡度，根据道路纵坡确定不透水率屋顶取100，绿地不透水率取0，铺装100地面曼宁系数不透水取0.012，透水取0.15洼地存储不透水取2.5 mm，透水取5 m m（带路牙绿地取100mm）。根据西咸新区地块绿地率和LID控制目 标，经过测算，模型中降雨产流考虑地块31mm雨 水不外排进行概化计算。无洼蓄不透水面积百分比屋面取90，铺装取50透水区下渗模型渗透系数最大渗透率取1.0610-3m/d，最小渗透率区2.0810-4m/d霍顿曲线下渗 速率衰减常数典
49、型值为2-7，本案例取4土壤干燥时间典型值为2-14天，本案例取7最大下渗量不应用，本案例取0注：模型参数取值主要依据沣西新城雨水工程专项规划、室外排水设计规范（GB50014-2006）、SWMM中文使用手册及相关文献和工程经验，结合本地实际 情况选取。六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法3处涝水风险点调节塘规模如 表10所示，内涝模拟参数详见表 1 1。模拟方法：其中产流采用表表11秦皇大道内涝模拟参秦皇大道内涝模拟参数数桩号17调节塘规模/m3合计/m3K3+210 K3+585东西两侧各1600东西两侧各175014300
50、K3+977东西两侧各3800 H o r t o n 扭 损 法,汇 流 采 用Laurenson非线型法,设计雨型50 年一遇24h降雨（详见图13）,边 界条件，详见秦皇大道排水组织。表表10调节塘设计调节容调节塘设计调节容积积（三）低点行泄通道及调节塘做（三）低点行泄通道及调节塘做法法方案设方案设计计六、典型设施节点设六、典型设施节点设计计图图36调节塘秦皇大道排涝除险系统平面示意调节塘秦皇大道排涝除险系统平面示意图图17方案设方案设计计七、基础研究与产业七、基础研究与产业化化LID改造过程中，为提高土壤渗蓄能力，海绵城市技术中心组织有关单位开展了介质换 填试验研究。利用常见农林业废弃
