徐行軍 俞素平

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院 道路工程系，福建 福州350007)

基于海綿城市建設(shè)的城市道路低影響開發(fā)設(shè)計要點(diǎn)

徐行軍 俞素平

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院 道路工程系，福建 福州350007)

海綿城市相對于傳統(tǒng)城市建設(shè)方式具有景觀化、生態(tài)化的特點(diǎn)，可增強(qiáng)城市建設(shè)的生態(tài)化水平，有利于提升城市生活的生態(tài)化.城市道路低影響開發(fā)是城市進(jìn)行海綿化構(gòu)建的核心.從海綿城市和城市道路低影響開發(fā)的概念分析入手，研究海綿城市理念給城市道路建設(shè)帶來的影響并探討基于海綿城市建設(shè)的城市道路低影響開發(fā)設(shè)計的要點(diǎn)和途徑.

海綿城市；城市道路；低影響開發(fā)設(shè)計

季節(jié)性內(nèi)澇、結(jié)構(gòu)性缺水、水資源匱乏是現(xiàn)階段國內(nèi)多數(shù)城市面臨的共同性災(zāi)害問題.隨著我國城鎮(zhèn)化速度的不斷加快，這些問題更加突出，徑流污染嚴(yán)重、雨水資源流失已經(jīng)成為很多城市較為棘手的問題.為了更好地提升城市建設(shè)的總體效果，國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部針對性頒布了“海綿城市建設(shè)技術(shù)指南”，并在河北省遷安市等16個城市進(jìn)行了推廣試行，取得了較好的建設(shè)效果.我國城市道路設(shè)計的主要問題是給排水建設(shè)不完善與道路質(zhì)量不過關(guān)，直接影響了城市的日常排水與道路交通，特別是季節(jié)性城市內(nèi)澇問題尤為嚴(yán)重.海綿城市建設(shè)中城市道路低影響優(yōu)化設(shè)計已迫在眉睫，優(yōu)化城市的居住環(huán)境，有效防治供水短缺、季節(jié)性內(nèi)澇與交通擁堵的諸多問題亟須面對.因此，基于海綿城市建設(shè)的城市道路低影響開發(fā)設(shè)計有著較為重要的意義.

1 海綿城市與城市道路低影響開發(fā)的概念與理念

1.1海綿城市的概念

所謂海綿城市就是將城市建設(shè)得像海綿一樣，在應(yīng)對自然災(zāi)害和環(huán)境變化方面具有非常好的彈性，下雨時能夠?qū)τ晁M(jìn)行凈化、滲透、蓄水及吸水，同時可以將積蓄的水資源在需要的時候有效地釋放出，對水資源加以利用[1].

通過建設(shè)海綿城市的主要目的是為了轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以排為主的雨洪管理思路，將水資源可持續(xù)利用和城市雨洪管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市建設(shè)等緊密地聯(lián)系到一起，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)部自我進(jìn)行更新的一種全新的城市建設(shè)模式[2].

1.2城市道路低影響開發(fā)的概念

城市道路低影響開發(fā)是指在進(jìn)行城市開發(fā)的過程中，采取源頭分散式措施，最大限度地保持場地進(jìn)行開發(fā)之前原有的水文特征，主要包含有峰值時間、峰值流量、徑流總量等，也被稱為低影響城市開發(fā)和低影響設(shè)計開發(fā)[3]，是構(gòu)建海綿城市過程中實(shí)現(xiàn)對雨水有效控制的核心手段.城市道路低影響開發(fā)過程中比較強(qiáng)調(diào)雨水的分散控制和源頭控制，降低人為硬質(zhì)工程對整個生態(tài)環(huán)境帶來的影響，最大限度地減小潛在的風(fēng)險，有效保證城市水生態(tài)安全[4].

1.3海綿城市理念給城市道路建設(shè)帶來的影響

習(xí)近平總書記在2013年城鎮(zhèn)化工作會議上提出構(gòu)建海綿城市給城市現(xiàn)代化建設(shè)帶來了較大的變化，特別是提升了城市雨洪管理效果，強(qiáng)化了城市生態(tài)環(huán)境保護(hù).

1.3.1 海綿城市轉(zhuǎn)變了城市建設(shè)思路與模式

先前在進(jìn)行城市建設(shè)中主要采用的是高強(qiáng)度開發(fā)的方式，在很大程度上轉(zhuǎn)變了城市原有生態(tài)環(huán)境，高硬質(zhì)化的城市路面和粗放式城市建設(shè)方式在很大程度上增加了城市地表徑流量，不僅造成了水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還對城市安全用水帶來了較大的威脅，給城市帶來了嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)和城市問題.而海綿城市則恰恰相反，可以實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境保護(hù)和城市化建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，海綿城市的建設(shè)遵循與自然和諧共處的原則，整體處于低影響的開發(fā)狀態(tài)，特別是對城市原有水生態(tài)環(huán)境較為尊重，最大限度地保證地表徑流量的穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)自然和人類以及水循環(huán)、水環(huán)境、土地利用的和諧共處[5].

1.3.2 海綿城市將先前的剛性城市建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥猿鞘薪ㄔO(shè)

在海綿城市建設(shè)的過程中，非常強(qiáng)調(diào)優(yōu)先使用生態(tài)化和綠色的“柔性”或者“彈性”設(shè)施，非常注重和傳統(tǒng)“剛性”設(shè)施的無縫銜接[6].通過采用“剛?cè)岵?jì)”的方式，逐步完善城市“海綿體”，整體非常注重對城市徑流量的管理和控制，從而有效緩解城市內(nèi)澇，減小城市徑流負(fù)荷，增強(qiáng)城市雨水資源利用效果，最終為城市構(gòu)建出一個健康、可持續(xù)的水循環(huán)系統(tǒng).

2 基于海綿城市建設(shè)的城市道路低影響開發(fā)設(shè)計的要點(diǎn)

2.1總體設(shè)計要點(diǎn)

在達(dá)到城市道路交通安全使用等相關(guān)基本功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用城市道路周邊綠地建設(shè)海綿城市所需的設(shè)施.根據(jù)城市道路不同的功能要求，結(jié)合城市排水方向和道路橫斷面，充分利用城市道路兩側(cè)的停車場、立交橋區(qū)、人行道、車行道及綠化帶，建設(shè)雨水調(diào)蓄池、雨水棄流井、環(huán)保型雨水口、下凹式綠地、透水鋪裝等相關(guān)的低影響開發(fā)措施，通過凈化、調(diào)蓄、滲透等方式[7]，實(shí)現(xiàn)海綿城市在道路建設(shè)方面的目標(biāo).對城市道路雨水的入滲設(shè)施可以采用透水鋪裝和鋪設(shè)綠地的方式.如果某些城市中不適合采用透水鋪裝的，在具體設(shè)計的過程中可以設(shè)計采用調(diào)節(jié)水塘、蓄水池、下凹式綠地、立交橋綠地、道路兩側(cè)綠化帶等類似的設(shè)施，經(jīng)過適當(dāng)?shù)膬艋驼{(diào)蓄之后，進(jìn)入城市雨水管網(wǎng)中.

2.2海綿城市道路豎向開發(fā)設(shè)計要點(diǎn)

若城市道路不允許兩側(cè)地表徑流的雨水直接進(jìn)入道路路面上，則應(yīng)當(dāng)設(shè)計相關(guān)的措施，防止雨水直接匯入城市道路上.同時，在進(jìn)行城市道路豎向設(shè)計時，應(yīng)充分借助道路周邊場地條件和地形地勢，在滿足道路使用功能的前提下，最大限度地收集道路徑流雨水，對于道路的低點(diǎn)則應(yīng)盡量設(shè)計在可以設(shè)置調(diào)蓄設(shè)施的地點(diǎn)并最大限度地確保道路綠地范圍內(nèi)不會出現(xiàn)徑流.

2.3海綿城市道路斷面設(shè)計要點(diǎn)

道路斷面設(shè)計是海綿城市道路設(shè)計的關(guān)鍵.在海綿城市進(jìn)行道路斷面設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)首先保證道路可以滿足使用功能的需求，同時在滿足使用功能的前提下，設(shè)計連續(xù)綠化帶，或者將多個樹池進(jìn)行合并設(shè)置，從而降低城市道路紅線范圍內(nèi)的雨水徑流面積，也可將其設(shè)置成城市路面雨水的調(diào)蓄設(shè)施.其次，城市道路在碰到停車場、步行街、人行道、非機(jī)動車道時，應(yīng)將橫斷面采用透水鋪裝的方式，提升其滲透性.第三，城市道路橫斷面中所含的開放空間和綠地在滿足城市交通安全和景觀效果的基礎(chǔ)上，應(yīng)最大限度地提升其雨水匯入功能.可以采用建設(shè)道路雨水花園和下凹式綠地等低影響開發(fā)設(shè)施，增強(qiáng)道路對徑流的總量控制和污染控制[8]，具體如圖1所示.沒有經(jīng)過處理的機(jī)動車道路中的雨水，不能直接滲入蓄水池中.

圖1 設(shè)計中的雨水花園和下凹式綠地

2.4海綿城市下凹式橋區(qū)設(shè)計要點(diǎn)

下凹橋是當(dāng)前現(xiàn)代化城市中道路交通的主要組成部分，是非常關(guān)鍵的城市交通節(jié)點(diǎn).在具體設(shè)計過程中，也應(yīng)當(dāng)采取低影響開發(fā)設(shè)計策略，多采用雨水滲透、調(diào)蓄池等措施.特別是城市內(nèi)部容易發(fā)生積水的地點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的地形地勢等制定出低影響雨水徑流控制策略，合理地確定徑流控制目標(biāo).根據(jù)城市道路的特點(diǎn)，確定科學(xué)合理的城市下凹式橋的最大積水深度.

2.5海綿城市透水路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

海綿城市透水路面結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)全面地考慮城市雨水徑流量和滲水質(zhì).若城市道路土基可以將雨水直接滲入到地下，則停車場、廣場、步行街、人行道、非機(jī)動車道應(yīng)采取透水鋪裝的方式，雨水的處理以采用滲透為主；對于半透水路面，在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)在中間加入排水設(shè)施，防止由于路面上長期滯留有水分而導(dǎo)致路面被浸泡的情況.

透水混凝土結(jié)構(gòu)層的功能要求，不僅要滿足力學(xué)性能的要求，而且對透水性有較高的要求，由此對結(jié)構(gòu)的耐水性和耐候性提出更高的要求，故此透水混凝土結(jié)構(gòu)層設(shè)計要注意兼顧力學(xué)強(qiáng)度和透水性能的要求，材料要求有良好的水穩(wěn)定和氣候穩(wěn)定性.決定透水混凝土路面結(jié)構(gòu)組成主要有四種因素，分別是：①使用區(qū)域是看主要供人行還是車行；②對路面的透水性能要求的高低；③地基土壤的情況；④降雨及氣候條件[9].具有代表性的透水路面結(jié)構(gòu)形式如表1所示.

表1 代表性透水路面結(jié)構(gòu)形式

人行道和行車道最大的不同就是路面承受的荷載不一樣，在行車道路中主要是通過改善面層透水混凝土的強(qiáng)度、加厚基層以及提高基層碎石壓實(shí)度來提高承載力.

2.6海綿城市道路綠地調(diào)蓄和入滲設(shè)施設(shè)計

在進(jìn)行城市道路立交橋區(qū)和橫斷面綠地的設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)充分考慮景觀效果和交通安全.同時，針對海綿城市的特點(diǎn)，還應(yīng)當(dāng)全面考慮核雨水的匯入功能.通過采用建設(shè)植被淺溝、下凹式綠地等措施，增強(qiáng)城市路面流量總控制能力和城市道路的徑流污染控制能力.另外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施綠化帶，同時在設(shè)置的綠化帶中應(yīng)加入一定的防滲設(shè)施，降低徑流雨水給道路路基穩(wěn)定性和強(qiáng)度帶來的影響，綠地中選擇的植物也應(yīng)當(dāng)盡量選取耐污、耐鹽、耐淹的植物.

2.7海綿城市道路路緣石設(shè)計

設(shè)置在路面邊緣的石頭稱為道路路緣石，海綿城市在設(shè)計的過程中主要可以采用立緣和平緣兩種.通常情況下，將平緣石設(shè)置在道路的入口處，在人行橫道的兩端也常常設(shè)置平緣石，從而更加方便殘疾人和推車通過.立緣石常設(shè)置在分隔帶的兩側(cè)，可以起到引導(dǎo)路面排水的作用，將城市雨水引入兩側(cè)的分隔帶中.

2.8海綿城市道路排水設(shè)計

海綿城市道路路面在進(jìn)行排水設(shè)計時可以采用生態(tài)排水的方式，同時根據(jù)具體的道路情況，可以利用道路周邊公共綠地空間設(shè)置調(diào)蓄設(shè)施.可首先將雨水引入道路紅線的綠化帶中，若出現(xiàn)綠地空間不足的情況，可由政府部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，將城市內(nèi)部的道路雨水直接引入城市綠地一些低影響開發(fā)設(shè)施中.若道路紅線中綠地的空間非常充足，則能夠利用紅線中低影響開發(fā)設(shè)施將道路紅線之外的徑流雨水引入其中.低影響開發(fā)設(shè)施應(yīng)將城市雨水灌渠系統(tǒng)和城市溢流排放系統(tǒng)相聯(lián)系，以更好地保證城市上下游排水系統(tǒng)的通暢.

其次，在進(jìn)行海綿城市道路設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)全面結(jié)合生態(tài)排水方式，對道路的排水方向進(jìn)行針對性的優(yōu)化，將城市中不符合海綿城市要求的道路縱坡和橫坡重新設(shè)計，按照海綿城市的標(biāo)準(zhǔn)重新構(gòu)建城市排水高程和坐標(biāo).

第三，在一些需要控制城市面源污染的地方，設(shè)置下凹式綠地時應(yīng)當(dāng)將生物滯留設(shè)施設(shè)置其中，對污染物進(jìn)行截留和過濾.對于一些超標(biāo)排放的雨水，應(yīng)當(dāng)盡量使用環(huán)保型雨水口.

第四，在道路中的雨水進(jìn)入城市內(nèi)外綠地低影響開發(fā)設(shè)施之前，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)入沉淀池中，對雨水進(jìn)行預(yù)處理，減少雨水對城市綠地環(huán)境造成破壞.

2.9海綿城市道路綠地設(shè)計

在對海綿城市道路中綠地進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)全面考慮低影響開發(fā)設(shè)施中植物的實(shí)際生長條件，同時根據(jù)城市徑流雨水水質(zhì)、水分條件等方面進(jìn)行選擇，通常應(yīng)盡量選擇耐污、耐淹、耐鹽的鄉(xiāng)土植物.具體設(shè)計類型應(yīng)最大限度地提升植物吸納、凈化雨水的設(shè)計方案，增強(qiáng)城市道路的排水能力.

3 基于海綿城市建設(shè)的城市道路低影響開發(fā)設(shè)計途徑

海綿城市的景觀建設(shè)分別從微觀、中觀、宏觀等三個尺度著手，微觀尺度上采取各種技術(shù)方法有效循環(huán)利用雨水資源；中觀尺度上控制不透水地表面積，重視綠地、雨水管渠等的滲透功能；宏觀尺度上注重河道、湖泊、濕地等自然水體的保護(hù)與修復(fù)，與城市規(guī)劃頂層設(shè)計相銜接.層層推進(jìn)，由點(diǎn)及面，由局部到整體，由具體實(shí)施到上層規(guī)劃，共同實(shí)現(xiàn)對雨水徑流的控制與雨水循環(huán)利用，使其達(dá)到幾十年到百年的重現(xiàn)期.在微觀設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)在考慮“城市不見土”的基礎(chǔ)上，總體考慮城市道路對雨水的凈化、傳輸、調(diào)節(jié)、儲存、滲透，形成可循環(huán)、可持續(xù)、生態(tài)化的雨水管理模式[10]，其具體體現(xiàn)如圖2所示.

圖2 海綿城市建設(shè)的尺度和重現(xiàn)周期設(shè)計

在進(jìn)行雨水控制的過程中，應(yīng)當(dāng)分階段進(jìn)行，總體可分為三個階段，分別為：末端調(diào)蓄、中途傳輸、源頭控制[11].在每個階段中均根據(jù)不同的功能需求，選擇不同類型的低影響景觀設(shè)置.此外，把雨水排放系統(tǒng)與風(fēng)景園林物質(zhì)空間規(guī)劃設(shè)計相結(jié)合，可以使暴雨徑流從建筑、社區(qū)、道路、公共綠地，經(jīng)過各個層次的雨水保持、滯留、滲透和再利用，再排泄到城市排水管線中，以達(dá)到最佳利用效率.在海綿城市構(gòu)建載體過程中，采用的技術(shù)不一定是最領(lǐng)先的，而是對適用技術(shù)的有機(jī)整合，強(qiáng)調(diào)生態(tài)和技術(shù)的融合.城市綠地中公園綠地是城市最重要的公共空間，是城市建成環(huán)境中最大的綠色生態(tài)系統(tǒng)，是城市最重要的綠色基礎(chǔ)設(shè)施.在保障公園休閑游憩功能的前提下，可將城市公園景觀設(shè)計與雨水管理功能結(jié)合.

4 結(jié)束語

海綿城市作為一個全新的城市建設(shè)模式，其規(guī)劃方法和理論是多維度和多層次的，在建設(shè)的過程中不僅僅關(guān)注綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市雨洪處理，同時還在不同層面上對很多城市面臨的生態(tài)共性問題進(jìn)行綜合考慮.城市水環(huán)境建設(shè)為當(dāng)前我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，采取順應(yīng)自然、因地制宜的低影響開發(fā)策略，構(gòu)建生態(tài)綠色的城市道路是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵.另外，海綿城市的構(gòu)建不是一蹴而就的，需要城市管理、施工、設(shè)計、道路規(guī)劃等多個部門的共同努力.

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KeyPointsofUrbanRoadLowImpactDevelopmentandDesignBasedonSpongeCityConstruction

Xu Xingjun Yu Suping

(Fujian Chuanzheng Communications College, Fuzhou, Fujian 350007)

Compared with the traditional way of urban construction, the sponge city has the characteristics of landscape and ecology, which can enhance the ecological level of urban construction and promote the ecological life of the city.Low impact development of urban roads is the core of the sponge construction of the city.Starting from the analysis of the concepts of sponge city and city road low impact development, the paper studies the influence of sponge city concept on the city road construction, and discusses the key points of and approaches to the urban road low impact development and design based on the sponge city construction.

sponge city; urban road; low impact development and design

10.16169/j.issn.1008-293x.k.2017.08.006

YU997

A

1008-293X(2017)08-0030-04

2017-01-21

徐行軍(1976- )，男，福建政和人，福建省船政交通職業(yè)學(xué)院道路工程系副教授，研究方向：道路工程.

(責(zé)任編輯王海雷)