，17(6).doi:10./j.issn.-..06.
作者简介
王珂海南省公路勘察设计院
廖以权海南省公路勘察设计院
摘要：近年来随着旅游公路的建设，跨水段桥梁的环保和景观要求日益提高，桥面径流处理系统从传统的圬工结构逐渐向生态工程发展。根据海南环岛旅游公路的特点，提出一种多功能集约型复合雨水花园，实现了桥面径流的事故收集和净化处理，并与景观设计相融合，为同类型旅游公路的生态景观打造提供思路。
关键词：道路工程；公路水污染防治；桥面径流处理；复合雨水花园
0引言
我国在年出台的《公路环境保护设计规范》（JTGB04-）明确要求，针对水环境敏感区必须设置桥面径流处理设施。随着国家对生态保护的要求日益严格，公路穿越水环境敏感区的桥面径流处理设施已经得到普遍实施，实现了事故收集、隔油沉淀功能。常见的公路桥面径流处理设施主要形式为纯圬工结构的隔油沉淀池，净化效果较差，养护要求高，已无法适应旅游公路对生态保护的高要求。隔油沉淀池收集的雨水蒸发后，滞留的沉淀物和油污浓缩在池底，需要及时清理，否则污染物随着下一场雨流出池体，将导致出水水质超标，对自然生态环境造成污染。公路养护粗放的特点显著，清理不及时的现象普遍，因此圬工型隔油沉淀池的净化效果实际上难以保证。从景观角度来说，圬工结构景观效果极差，尤其对于滨海滨河等生态型旅游公路，视觉效果太差，人工痕迹明显，需要进行遮蔽。因此，纯圬工结构仅适用于用地极其受限的中小桥，或者和生态工程串联作为前置设备。生态工程通过植被、水体、土壤有机质、微生物的吸附、过滤和降解作用实现对污染物的消解，净化效果和景观效果均较好，与原生自然环境融为一体，适用于生态环境优越的旅游公路。近年来，生态工程措施逐渐成为郊野环境保护工程的主流方法，比如美国的BMPs（暴雨最佳管理措施）[1-2]，国内也有部分研究，认为生态工程具有效果稳定、集约低廉、出水水质稳定可靠的特点[3]。近年来随着一些生态环境优美的滨海、滨湖旅游公路的建设，河口和潟湖桥头常被设置为生态景观观赏区域，桥头往往设置了停车区、观景台及步行道。如何结合景观和环保功能，设置具有观景功能的桥面径流处理设施，尽可能降低管养成本，从而实现景观、环保、旅游、经济等多重效益的最大化，逐渐成为热点研究方向。1生态工程方案
1.1生态工程方案概述公路桥面径流的污染物主要为悬浮颗粒物和有机物，沉淀和植物降解是有效的处置方法。桥面径流的水量和降雨息息相关，满水期与枯水期交替出现，且存在明显的旱季和雨季，除了少数天然洼地，难以实现常年保持积水的状态。在各类生态工程的方案比选过程中，用地制约是比较重要的考量因素，其次是公路暴雨径流特点、净化效果、造价和养护成本的考量。桥面径流处理生态工程方案对比情况见表1所示。表1桥面径流处理生态工程方案对比
Tab.1Comparisonofecologicalengineeringschemesforbridgerunofftreatment
（1）半圬工型包括生态渗滤系统、生态种植槽等措施，特点是结构稳定，占地规模小，有一定的生态净化效果，但是景观较差。其原理主要通过圬工池内的多层介质、土壤有机质、微生物的吸附、过滤和降解，顶层植物净化的功能比较有限。公路桥面径流干湿交替运行的方式有利于防止淤泥堵塞[4]，但是仍然需要定期检查，防止堵塞和填料流失。（2）渗滤型利用绿地系统进行渗滤净化的生物滞留区域（BioretentionArea），在景观工程中通俗地称为“雨水花园”，指在园林绿地中种有树木或灌木的低洼区域，由树皮或地被植物作为覆盖。它通过将雨水滞留下渗来补充地下水并降低暴雨地表径流的洪峰，还可通过吸附、降解、离子交换和挥发等过程减少污染，是一种比较集约化的生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施[5]。该方案适用于土质渗透性较好的地区，占地比半圬工型大，适用于郊野地区等土地广阔的地区。（3）湿地型主要为表面流人工湿地系统，以地表自然生态系统作为净化处理系统，净化效果较好，最大的缺点是占地大，适用性受限。Wiston等人对加利福尼亚州北部平原的40州际公路的4个监测点的路面径流水的TSS（总悬浮固体）和TN（总氮）进行监测，发现人工湿地对总氮的去除效果较好[8]。该方案可适用于周边存在大量天然湿地的路段。（4）串联型主要指通过调节池与人工湿地串联从而减少人工湿地占地的桥面径流处理设施。调节池可以是圬工结构，也可以是具有防渗功能的雨水花园。串联型适用于南方暴雨频繁区域，可通过径流调节减少人工湿地面积，同时保证良好的净化效果[7]。综合来看，半圬工型、渗滤型以及串联型属于集约型处置措施，比较适合用地有限，养护粗放的公路工程的应用。从景观角度来说，半圬工池体结构与周边的原生态自然环境极不融合，人工痕迹过于严重，在用地极其受限，景观要求不高的情况下可以采用。渗滤蒸发型措施的适用性较广，对于环保和景观需求较高、地区土质渗透性好、植被生长茂盛的地区应用效果最佳。1.2应用案例环境分析应用案例位于海南省环岛旅游公路，路线经过91%的路段为滨海生态路段。地貌包括防风林、红树林、潟湖、湿地、草甸等，原生态自然风光优越，动植物丰富，生态功能要求较高。该工程串联了海南国际旅游岛的最重要的环岛旅游大通道，是海南旅游经济发展的强力助推剂，景观要求高。图1环岛旅游公路地貌分类示意图
Fig.1Geomorphologicalclassificationoftouristroadsaroundtheisland
该区域蒸发和光合作用较强，高温情况普遍，土质偏沙性，渗透性较好，基本无霜冻现象。草本及灌木类均以常绿植物为主，且微生物活性较大，更有利于生态工程生物作用的发挥。因此，从选址上来说，该地区的气候、土质及植被情况均非常适合采用雨水花园作为桥面径流处置的方案。雨水花园的构建过程，还需要综合桥面径流处理系统的事故收集、净化、排水、生态及景观等功能，因此需要构建一种多功能集约型复合雨水花园。2复合雨水花园的构建方法
公路桥面径流处理的复合雨水花园，指通过设置前置防渗区实现事故水收集和污染物拦截，再通过多个小型渗滤型雨水花园串联增强净化效果，最后溢流排水，同时结合景观台、步道等设施综合设计的一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。复合雨水花园利用大自然宽广的土层本身的渗滤能力进行生态净化，具有满足现行环保规范，净化效果好，人工痕迹小，占地少，粗放养护，与自然环境融合度高的特点。具体的设计流程和要求如下：2.1选址用地雨水花园的选址需要考虑规划用地和现状用地两方面。首先桥头周边用地类在规划上必须可用，不得占用海界线内和红树林保护区等敏感地类。其次结合现状用地情况，尽量占用需要进行生态修复的地类如鱼塘和违规建设用地等。以昌江县观海大桥桥南观景台内的复合雨水花园为例，该桥长1.6km，桥梁位于滨海潟湖，水环境敏感，需要进行全桥的桥面径流收集。本项目在桥头设置复合雨水花园，征用了道路路侧的违规鱼塘（海岸m范围内），恢复为生态绿地，对土地的利用转化方式合理。2.2功能分区复合雨水花园从功能分区上分为防渗区、溢流区和非防渗区，通过微地形营造进行分区设置。排水从桥梁收集管道进入防渗区后，通过溢流口碎石层过滤后进入非防渗区，最后通过非防渗区的溢流口和出水沟排入自然水体。防渗区和非防渗区的面积比可为1∶3～5。防渗区前置，直接承接桥面径流，起到事故收集、过滤初沉、均匀配水的预处理作用。溢流区为防渗区过渡到非防渗区的中间区域。非防渗区起到生物净化、蒸腾和土壤渗滤等生物净化功能。图2复合雨水花园结构图
Fig.2Structurediagramof