低影響開發(fā)模式對城市道路優(yōu)化設計應用探究

【摘要】：在快速城市化建設中，我國不同城市均出現(xiàn)了不同程度上的雨洪問題和城市內(nèi)澇問題，而對于我國傳統(tǒng)城市道路體系來說壓力較大，在巨大的財產(chǎn)損失的同時，也無法滿足生態(tài)保護和社會進步的需要，在此時代背景下，迫使我國開始探索海綿城市建設。文章對比了國內(nèi)外海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀，分析了我國現(xiàn)有的道路結構狀態(tài)。通過梳理海綿城市（ LID） 的源起和我國提出的時代背景，探析雨洪治理、彈性城市、生態(tài)城市、低碳城市、低影響開發(fā)模式和城市可持續(xù)發(fā)展等海綿城市的核心理念與科學內(nèi)涵。并以蘇州工業(yè)園區(qū)的道路為例，指出我國現(xiàn)代城市在海綿城市建設中應該規(guī)避的問題和誤區(qū)。并提出各方面的建議。

【關鍵詞】：海綿城市道路；城市化；LID

1.研究背景

1.1城市洪澇災害頻發(fā)

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速開展，社會進步的同時，也帶來了巨大的生態(tài)問題，其中城市內(nèi)部的洪澇災害和暴雨就成為了現(xiàn)代社會的一大頑疾。僅2016年，汛期內(nèi)，江西，河南，河北，北京，重慶，武漢等地區(qū)均出現(xiàn)了強暴雨并帶來了巨大的經(jīng)濟財產(chǎn)和生命財產(chǎn)損失。單以河南一省為例，據(jù)2016年7月21日人民網(wǎng)新聞報道：截止21日8時，河南洪澇災害受災人口已升至29.75萬人，死亡人口12人，直接經(jīng)濟損失4.77億元。如此嚴重的洪澇災害表明，暴雨對我國城市以及整個社會的危害已經(jīng)是燃眉之急，同時其造成的人口死亡和疾病傳染造成了一部分的社會恐慌。

1.2目前國外“海綿城市”建設現(xiàn)狀

海綿城市即把生態(tài)雨水調(diào)蓄作為城市的“綠色海綿”，在美國的LID城市發(fā)展系統(tǒng)中，強調(diào)以分散式，低影響的方式調(diào)節(jié)徑流，如著名的加州地下水回灌系統(tǒng)，既做到了環(huán)境保護也達到了經(jīng)濟發(fā)展的要求。而日本則使用政策補貼的方式，通過補助的方式挺高全民的與水資源利用意識，達到了一定程度的推廣。英國的做法是尊重其建設之前的水文條件，模仿自然水文形式，尊重自然規(guī)律，降低其災害系數(shù)，并滿足資源調(diào)配及生物棲息的需求。

1.3國內(nèi)海綿城市研究發(fā)展現(xiàn)狀

中國的雨水利用方向資源調(diào)配起步較晚，近幾年中在政府的帶領和推動下，各省市政府也開始重視水資源利用問題。2014年我國城建部頒布了《海綿城市建設技術指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）》，系統(tǒng)并全面的提出了我國海綿城市的建設方向，在城市道路方面給出了城市道路建設的總體方向但并未具體到細節(jié)。

財政部、住房城鄉(xiāng)建設部、水利部于近期組織了2016年中央財政支持海綿城市建設試點城市評審工作。在本次評審工作中，選出了14個試點城市，也表明了我國海綿城市發(fā)展正在一步步的到各方面的重視。

2.研究目的·內(nèi)容·意義

2.1研究目的及意義

我國在改革開放以來經(jīng)歷了數(shù)年的高速城市化發(fā)展，取得了不俗的成果，但在改革建設的同時，帶來的城市生態(tài)問題也日趨嚴重，過速的城市化開發(fā)和不成熟的模式導致城市缺水，并且在缺水的狀態(tài)的同時內(nèi)澇與水循環(huán)破壞并存。城市道路作為城市三種主要下墊面之一，雨水徑流量大，污染嚴重，是城市面源污染的主要來源。研究表明對一般城市建設區(qū)，道路次降雨徑流量約為25%，卻產(chǎn)生了40一80%的污染物。因此，道路是城市面源污染的關鍵源區(qū)。

本文主要通過了解LID目前成熟發(fā)展的理論體系，嘗試探究海綿城市建設道路建設應用，并通過對蘇州市市政道路的調(diào)研，做出一定的判斷，針對實例實地調(diào)查，探討道路優(yōu)化設計應用。

研究目標：研究海綿城市理論體系基本框架，并參照不同實例研究具體的設計方法和實現(xiàn)難度探究。

研究意義：為海綿城市道路建設提供借鑒，對于解決我國城市現(xiàn)實問題具有一定的現(xiàn)實意義。

2.2低影響開發(fā)道路設計模式

城市道路徑流雨水應通過有組織的匯流與轉輸，經(jīng)截污等預處理后引入道路紅線內(nèi)、外綠地內(nèi)，并通過設置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設施進行處理。低影響開發(fā)設施的選擇應因地制宜、經(jīng)濟有效、方便易行，如結合道路綠化帶和道路紅線外綠地優(yōu)先設計下沉式綠地、生物滯留帶、雨水濕地等。城市道路低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)典型流程如圖所示。（《海綿城市建設技術指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）》）

2.3 蘇州現(xiàn)狀

蘇州市作為具有復雜交通網(wǎng)絡的城市系統(tǒng)（以“一字三橫”豐字形主骨架為主，總里程大約13789km，其中高速公路里程550km，等級公路13239km），各種道路規(guī)劃在不同城區(qū)體現(xiàn)出了不同的特點。其生態(tài)環(huán)境中河網(wǎng)密布，蘇州屬亞熱帶季風海洋性氣候，2015年平均氣溫17.1℃，降水量1601.1毫米。四季分明，氣候溫和，雨量充沛。具有較強的代表性，建設體系較為完善，同時也存在著一定的問題。是城市道路系統(tǒng)研究的代表城市。

3.低影響開發(fā)道路模式

1）因地制宜，設施要經(jīng)濟性能好和方便，充分利用道路紅線內(nèi)外的綠地空間，協(xié)調(diào)設施與道路的銜接關系。2）在選取設施時，注意選用有過濾功能的設施以防止水體以及其他污染。3）在進行道路設計時，道路坡向應合理設計，路面與綠帶、紅線外綠地的相關關系，便于雨水流入。4）植物應以生命力強并有耐污能力的本土植物為主。5）雨水下滲可能會影響到地下地基不穩(wěn)以及引起工程線路錯位、燃氣管道爆炸等隱患。因而有防止下滲的相關措施的需求。

4.海綿城市道路的組合優(yōu)化設計

4.1機動車道和公交專用道

我國現(xiàn)有機動車道基本采用傳統(tǒng)的非透水性路面，有不小的隱患，如阻斷地下水循環(huán)，加劇了城市熱島效應，雨天路面易產(chǎn)生水霧、積水等。近年來，透水路面不斷得到重視，其透水性好，可以有效削減徑流總量，回補地下水，降低城市熱島效應，還有抗滑降噪的作用。對于機動車道和公交車道來說，一般指透水瀝青混凝土鋪裝。

采用透水鋪裝路面時，在基層和中下面層采用非透水性材料來防止下滲影響路面安全，上層采用透水瀝青混凝土，雨水通過透水面層進入結構內(nèi)部，從不透水頂面沿橫坡排至盲溝或路側分隔帶中，若與人行道相接，在基層埋設排水管，縱向收集雨水，定距排至雨水檢查井內(nèi)。 與人行道相接的機動車道（包含公交專用道）含排水管的透水鋪裝。

4.2非機動車道與人行道

傳統(tǒng)非機動車道鋪裝容易造成濕滑，積水的問題，在舒適程度與安全性上面有著不小的隱患，同時其鋪裝也存在地下水補給不足的現(xiàn)象。

目前，透水鋪裝在人行道中應用較為廣泛，但非機動車道卻不多，一般是指透水磚鋪裝或透水水泥混凝土鋪裝。

非機動車道和人行道采用透水鋪裝，雨水滲入土壤，以達到避免路面積水、調(diào)節(jié)道路表面的溫度和濕度、涵養(yǎng)地下水分等目的。對于透水能力較差的土壤，應該在基層內(nèi)設施排水管。

4.3路緣石、雨水口和路肩邊溝

1）路緣石

路緣石作為城市道路邊緣排水設施，平緣石的標高與周圍地表齊平，雨水徑流通過地表漫流分散地流入綠地或集中流入雨水口，如圖五所示；立緣石的標高大于周圍地表，雨水一般通過漫流集中流向雨水口。立緣石既夠有效地將機動車、非機動車和行人分隔開，但不能使路面雨水快速進入綠化帶。為了保證立緣石在滿足功能的同時，又能使路面雨水快速進入綠化帶中，總結了三種立緣石：打孔立緣石、豁口立緣石和間隔式立緣石。 論文在此將打孔立緣石、豁口立緣石、間隔式立緣石和平緣石納入設計中，并給出了路緣石與路面及綠化帶的銜接設計。

2）雨水口

雨水口在城市中起到了收集地表徑流的作用，也是各種污染物的重要通道，傳統(tǒng)雨水口一般設置在機動車道邊緣，常常因為地面垃圾，行人投入垃圾而造成嚴重堵塞，進而影響其正常作用的發(fā)揮，加劇了內(nèi)澇的危害，而且造成了嚴重的污染。

為了解決污染與徑流問題，可以采用截污雨水口的方式，在傳統(tǒng)雨水口的基礎上加入截污裝置，在雨水口下方設置掛欄，掛欄用以攔截較細密的污染物，并可以打開清理。

雨水口的位置應該設置在略高于下沉綠地或道路最低點，雨水經(jīng)過路緣石，植物，土地吸收過濾后的一部分進入雨水口，這樣既達到了凈水的效果又緩解了下水系統(tǒng)的壓力。