低沖擊開發模式在城市道路設計中的應用研究

吳炫，崔娟

（江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014）

低沖擊開發模式在城市道路設計中的應用研究

吳炫，崔娟

（江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014）

隨著城市化進程的不斷加快，水環境帶來了巨大的壓力，如徑流系數增大，面源污染加劇，地下水位逐步下降等。低沖擊開發模式作為一種新型城市雨洪的管理模式，城市道路建設逐漸融入了低沖擊開發理念，并形成具體的工程設計實施，需要采取一系列措施來處理好低沖擊開發模式的實施與城市道路設計之間的關系。

低沖擊；城市道路；技術；措施

0　引言

近年來，全國夏季極端天氣頻發，城市洪澇災害嚴重。我國部分城市逢雨必澇，這和城市不透水面積日益增加密切相關，而道路是城市不透水面積的最主要組成部分。在雨洪季節，大面積不透水路面使道路徑流聚集時間縮短，徑流量增大，入滲量減少，導致了道路排水設施瞬時排水量過大，引發城市內澇；同時又加速了路面污染物（磷、油脂、氮、重金屬等）的移動和擴散，這些污染物會被迅速匯集到下游，從而對匯源水體造成嚴重影響［1］。

低沖擊開發模式（Low-Im pactDevel opm ent，簡稱LID），源自于20世紀90年代美國馬里蘭州提出的一個“生態城市”概念［2］。其原理是通過分散的、小規模的源頭控制機制和技術措施達到對雨水所產生的徑流和污染的控制，使城市開發區域的水文功能盡量接近開發之前為控制目標。其核心思想是在城市化的進程中，以自然生態系統為基礎，采取各種手段減輕對生態環境的沖擊和破壞，恢復和重建自然生態，在城市的可持續發展中具有重大意義。

1　低沖擊開發模式的主要技術

低沖擊開發模式從宏觀策略管理和微觀技術手段，綜合利用入滲、蒸發、滯留、蓄流等方式減少徑流排水量，根據目前的實驗資料可知：LID可以減少約30%～90%的暴雨徑流并延遲大約5～20 m i n的暴雨徑流峰值，具體效果因不同氣候和地區差異［3］。采用的基本措施有生物滯留區、滲濾溝、滲井、綠色屋頂、植草溝、雨水桶等，見表1。

表1　低沖擊開發基本措施及功能［4］

城市道路徑流雨水應通過有組織的匯流與轉輸，經截污等預處理后引入道路紅線內、外綠地內，并通過設置在綠地內的以雨水滲透、儲存、調節等為主要功能的低影響開發設施進行處理。低影響開發設施的選擇應因地制宜、經濟有效、方便易行。

在滿足道路交通安全等基本功能的基礎上，應充分利用道路自身及周邊綠化空間推行下凹式綠地、透水路面、LID樹池等低影響開發措施，削減徑流水量、改善徑流水質。利用道路景綠化帶構建下凹式綠地系統，道路雨水地表徑流匯入綠化帶進行儲存、入滲和凈化，超標雨水溢流排放。采用透水路面，強化雨水入滲，考慮到車行道污染相對較重、荷載較高，可采用排水路面結構；但非機動車道、人行道等，應大力推廣透水路面。為盡可能多地消納道路雨水徑流，人行道樹木可采用LID樹池形式。

2　城市道路設計可采用的低沖擊技術

2.1透（排）水鋪裝

透水路面是一種分散的排水結構。在降雨過程中，雨水滲透過路面結構，一部分直接滲入土壤，有效補充地下水，另一部分保留在路面下的基層與透水材料中，多余的雨水，匯集成徑流通過管網系統排放。路面無積水，提高了車輛通行的安全性；結構具有較大的孔隙率，能夠吸收城市熱量，有利于調節城市熱島效應。根據骨料、配色不同表現形式多樣化，配合景觀效果好。適用于人行道、行人廣場、停車場、公園景區、住宅區等，目前應用表明其將會是解決城市人行道使用需求和排水問題的最佳方案。

在實際設計工作中，人行道宜采用透水鋪裝，非機動車道可采用透水瀝青路面或透水水泥混凝土路面，可采用《透水水泥混凝土路面技術規程》（CJJ/T 135-2009）和《透水瀝青路面技術規程》（CJJ/T 190-2012）作為設計依據。

排水性路面是指表面的一層或兩層具有排水功能，能夠將滲入的雨水直接從該層向路面邊緣排出而不能再向其下承面層滲透的路面結構。排水性路面面層通常采用大空隙開級配的瀝青混合料，中、下瀝青面層采用密實級配瀝青混凝土，并在排水性瀝青面層與中面層之間設置防水粘層，同時在路肩下設置縱向側溝和橫向排水管，使滲入到排水功能層的水能橫向排除到路面結構以外。噪聲特別大的城市的快速干道，以及通行以小型客車為主的高架道路也適宜鋪筑排水路面。另外，在長隧道中鋪設排水性路面，可降低隧道內車輛滾動噪聲。這里可以推薦幾種路面結構設計，供設計研究時參考，見圖1。

同時道路橫斷面設計應優化道路橫坡坡向、路面與道路綠化帶及周邊綠地的豎向關系等，便于徑流雨水匯入其他低影響開發設施。

2.2生物滯留池

生物滯留池由草地緩沖帶、砂床、蓄水區、有機層或覆蓋層和鄉土植物所組成，見圖2。路面雨水通過道路橫坡排至進入生物滯留池，部分徑流及所含的污染物被植物吸收，剩余徑流則通過砂床下滲，所含的大顆粒污染物被滯留于砂床中。若徑流量很大，過剩的徑流將通過溢水口進入地下排水管，將雨水快速排出。

圖1　某項目排水路面結構圖

圖2　生物滯留設施典型構造示意圖

對于污染嚴重的匯水區應選用植草溝、植被緩沖帶或沉淀池等對徑流雨水進行預處理，去除大顆粒的污染物并減緩流速；應采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑或石油類等高濃度污染物侵害植物。

生物滯留設施應用于道路綠化帶時，若道路縱坡大于1%，應設置擋水堰/臺坎，以減緩流速并增加雨水滲透量；設施靠近路基部分應進行防滲處理，防止對道路路基穩定性造成影響，見圖3、圖4。

圖3　某項目生物滯留池效果圖

圖4　某項目生物滯留池現場圖

2.3LID樹池

LID樹池主要安裝在人行道上，是為管理人行道徑流而設計的矩形種植箱，常與樹池結合使用。其主要由砂礫、土壤和植物組成。LID樹池頂部砂層略低于人行道，以引導徑流流入，相比傳統的凸出地面的樹池，這種設計卻大大提高了對地表徑流的控制吸收作用。人行道徑流在自然下滲和植物吸收后，過剩部分被引入溢水管（溢水管高度介于砂層和人行道高度之間），通過地下排水管排出。

在道路低沖擊設計中，除了上述的低凹式還可以通過以下幾點對道旁樹池進行改造。半封閉池緣，一些植樹池需要以池緣充當座椅來增加行人于此空間逗留的可能性，可將池緣部分取消，以提供徑流入口通道；可透水池緣，若植栽池充當行車安全防護邊界而必須凸出于路面，則可利用透水性材料來筑造池緣，以便雨水滲入道旁植栽池。

2.4雨水濕地

雨水濕地（也稱人工濕地）是一種人工淺沼澤系統，利用物理、水生植物及微生物等作用凈化雨水，來處理城市雨水并控制徑流量，是一種高效的徑流污染控制設施［5］。雨水濕地分為雨水表流濕地和雨水潛流濕地，一般設計成防滲型以便維持雨水濕地植物所需要的水量，即平時發揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，暴雨發生時發揮調蓄功能，實現土地資源的多功能利用。雨水濕地常與濕塘合建并設計一定的調蓄容積。主要由進水口、前置塘、沼澤區、出水池、溢流出水口、護坡及駁岸、維護通道等構成。

雨水濕地在設計中應以前對徑流雨水進行預處理，同時要注意進水口和溢流出水口應設置碎石、消能坎等消能設施，防止水流沖刷和侵蝕。

3　結語

在設計階段應統籌考慮城市道路與建筑與小區、綠地與廣場、水系等不同低沖擊開發模式的設施及其組合進行科學合理的布局與銜接。低沖擊開發模式的城市道路設計與所在區域的規劃控制目標、水文、氣象、土地利用條件等關系密切，因此，選擇低沖擊開發模式的城市道路單項控制或其組合系統控制時，需要進行技術經濟分析和比較，優化設計方案。應在滿足道路交通通行、安全等基本功能的基礎上，充分利用城市道路自身及周邊綠地空間落實低影響開發設施。

［1］趙劍強，孫奇清.城市道路路面徑流水質特性及排污規律［J］.長安大學學報，2002，22（2）:21-23.

［2］Cof f m anLS.LowIm pact Devel opm ent creat i ng a st ormof cont roversy［J］.W at er Resources Im pact，2001，3（6）:7-9.

［3］俞露.低沖擊開發模式綜述［J］.城市建設，2010（2）:180.

［4］Larry S.Cof f m an.LowIm pact Devel opm ent Technol ogyan Innovat i veDecent ral i zedApproacht oSt orm wat er M anagem ent W at er Qul i t y［A］.The 4t h Int ernat i onal Conf erence on W at ershed M anagem entand Urban W at er Suppl y［C］.2004.

［5］住房和城鄉建設部.海綿城市建設指南——低影響開發雨水系統構建［S］.

U412.37

A

1009-7716（2016）09-0200-03

2016-05-20

吳炫（1988-），男，四川廣元人，助理工程師，從事市政道路設計工作。