張 都
(深圳市市政設計研究院有限公司 ,廣東深圳 518029)
低沖擊開發(Low-Impact Development),簡稱LID,是一種發展中的以生態系統為基礎,從徑流源頭開始的暴雨管理方法。利用分散的、小規模易建造及維護成本低的設施,通過滲透、過濾、儲存、蒸發等方法,實現面源污染控制、洪峰消減、維持景觀生態及水田保持等多種功能。其目的是減少開發建設對生態環境影響,使開發區域盡量接近于開發前的自然水文循環狀態。
該模式是上個世紀九十年代末期,由美國東部馬里蘭州的Prince George’s County和西北地區的西雅圖、波特蘭市共同提出的一種概念。國外城市規劃中的類似概念還有英國的可持續城市雨水系統(Sustainable urban drainage systems)、澳大利亞的“對水敏感的城市設計”(Water Sensitive Urban Design)等。
近年來,全國各地夏季暴雨頻發,城市洪澇災害嚴重,才使人們不得不重視對自然生態環境的保護。我國大、中城市提出了低碳、綠色環保理念,低沖擊開發模式就是低碳、綠色環保理念的一方面,在城市道路建設中的體現有:
(1)機動車道、非機動車道、人行道均采用透水結構
減少雨水地表徑流現象。雨水滲入機動車道路面結構后,再通過路面雨水收集系統進入配套的雨水綜合利用系統;雨水滲入非機動車道和人行道透水結構后,一部分可直接下滲土壤,一部分進入雨水綜合利用系統。
(2)綠化帶、樹池低于路面設置
道路綠化帶、樹池設置均低于路面或人行道,使道路范圍內雨水匯集后通過低凹的綠化帶、樹池再進入雨水綜合利用系統進行過濾、下滲、集蓄、再利用。
(3)雨水利用系統的綜合設計
根據現狀及規劃設計地形、路網、豎向標高、道路坡度、地質、地下水、降雨及水文特征,結合管網系統布置、道路橫斷面、綠化景觀要求及市政澆灑、消防等用水需求,合理設置雨水利用設置,以實現道路雨水的有效利用。設施有以下幾種:
a.植生滯留槽、緩沖草帶;
b.滲透井/滲透管溝;
c.蓄水池;
d.滲透洼地、沙濾帶;
e.靠近山地部分設置雨水濕地。
(4)綠化植物與雨水綜合利用系統結合
綠化植物的選擇將盡量選擇本地植物,且具有一定的抗旱性和耐淹性。在滿足園區道路景觀功能的條件下,同時要有利于雨水綜合利用系統的有效運行。
根據蚊蟲滋生影響,草溝分為濕性和干型。植物的耐淹時間根據不同路段進行設計,至少耐淹1 d。
城市道路采用透水路面結構有重要的意義。可以減輕集中降雨季節道路排水系統的負擔,延遲暴雨時段洪峰到來時間;利用雨水,增大地表相對濕度,保持土壤濕度,補充城區日益枯竭的地下水資源;改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件,調整生態平衡;增加城市可透水、透氣面積,降低地表溫度,改善城市氣候,有利于緩解城市“熱島現象”。
市政道路采用低沖擊開發的雨水綜合利用理念進行設計,可實現的效果:
(1)將原有的排水系統從2 a一遇提高到3~4 a;
(2)將區域內道路雨水綜合徑流系數降至0.4,結合地塊內雨水綜合的利用實施,可實現整個片區雨水綜合徑流系數降至0.25;
(3)區域內主要污染物指標排放量(主要包括COD,SS,TP,TN)削減 50%以上;
(4)集蓄回用的雨水可用于部分市政綠化給水及道路沖洗;
(5)雨水下滲回補地下水,增加土壤地下水含量,改善生態環境。
低沖擊開發模式的實施,不僅需要增加一定的工程投資,而且會對道路工程帶來一系列的病害。眾所周知,水是道路的天敵。公路排水理念是盡快將路表水排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響。低沖擊開發模式正好與這一點相違背。因此怎樣針對低沖擊開發模式對道路工程產生的影響或病害,采取合適的應對措施尤為重要。
低沖擊開發模式的實施對道路工程產生影響主要是由于雨水下滲進入路基,尤其是機動車道下,使路基土含水量上升甚至飽和,導致土體強度降低,產生唧泥、翻漿、沉降過大等一系列路基病害,同時易出現排水不暢現象,影響路面耐久性。
目前的透水瀝青路面一般只考慮上、中面層透水結構,因此主要考慮防止通過透水非機動車道、人行道、樹池、綠化帶下滲的雨水進入機動車范圍路基。對于透水性較好的砂性土、砂礫土、碎石土可不考慮或酌情考慮;對于透水性較差的粘性土、粉質粘土可考慮以下幾種處理措施:
(1)在機動車道板塊外側設防水土工布防止雨水滲入;
(2)增設砂礫(碎石)墊層、二灰土墊層、盲溝等措施;
(3)雨水綜合利用系統的設施也應考慮防水措施;
(4)滲透井、滲透管溝、蓄水池等設施以及市政雨水系統應定期檢查、維護,避免排水不暢現象;
(5)道路排水、防水設計與雨水利用系統綜合考慮。
新事物往往是符合科學發展觀,具有不可比擬的優越性和強大的生命力,能帶來頗多好處、效益。但新事物帶來一些不利影響也是不可避免的。低沖擊開發模式的實施帶來的好處已經在國內外一些城市得到體現,在調節生態平衡,改善城市居住環境方面發揮著積極作用。我們在接受、實施低沖擊開發這一新理念的同時,也必須能意識到并消除它帶來的不良影響、危害。處理好低沖擊開發模式與道路建設的關系,并不阻礙低沖擊開發模式的推廣,反而可以使低沖擊開發模式的優越性得到大大提升。
[1]葉啟明.低沖擊開發(LID)模式應用探討[J].科學咨詢(科技·管理),2012(1):72.
[2]俞露.低沖擊開發模式綜述[J].城市建設,2010(2):180.
[3]劉興旺,周小平,李亮.降雨入滲條件下路基穩定性分析[J].華東公路,2008(3):60-62.
[4]岳志平,鄒金峰.降雨條件下路基邊坡穩定性數值分析[J].城市建設理論研究,2011(14).