低影響開發模式對城市道路優化設計應用探究

【摘要】：在快速城市化建設中，我國不同城市均出現了不同程度上的雨洪問題和城市內澇問題，而對于我國傳統城市道路體系來說壓力較大，在巨大的財產損失的同時，也無法滿足生態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。文章對比了國內外海綿城市發展現狀，分析了我國現有的道路結構狀態。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、生態城市、低碳城市、低影響開發模式和城市可持續發展等海綿城市的核心理念與科學內涵。并以蘇州工業園區的道路為例，指出我國現代城市在海綿城市建設中應該規避的問題和誤區。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

隨著我國城鎮化的快速開展，社會進步的同時，也帶來了巨大的生態問題，其中城市內部的洪澇災害和暴雨就成為了現代社會的一大頑疾。僅2016年，汛期內，江西，河南，河北，北京，重慶，武漢等地區均出現了強暴雨并帶來了巨大的經濟財產和生命財產損失。單以河南一省為例，據2016年7月21日人民網新聞報道：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”建設現狀

海綿城市即把生態雨水調蓄作為城市的“綠色海綿”，在美國的LID城市發展系統中，強調以分散式，低影響的方式調節徑流，如著名的加州地下水回灌系統，既做到了環境保護也達到了經濟發展的要求。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，尊重自然規律，降低其災害系數，并滿足資源調配及生物棲息的需求。

1.3國內海綿城市研究發展現狀

中國的雨水利用方向資源調配起步較晚，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——低影響開發雨水系統構建（試行）》，系統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。

財政部、住房城鄉建設部、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展正在一步步的到各方面的重視。

2.研究目的·內容·意義

2.1研究目的及意義

我國在改革開放以來經歷了數年的高速城市化發展，取得了不俗的成果，但在改革建設的同時，帶來的城市生態問題也日趨嚴重，過速的城市化開發和不成熟的模式導致城市缺水，并且在缺水的狀態的同時內澇與水循環破壞并存。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，道路次降雨徑流量約為25%，卻產生了40一80%的污染物。因此，道路是城市面源污染的關鍵源區。

本文主要通過了解LID目前成熟發展的理論體系，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研，做出一定的判斷，針對實例實地調查，探討道路優化設計應用。

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實問題具有一定的現實意義。

2.2低影響開發道路設計模式

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，如結合道路綠化帶和道路紅線外綠地優先設計下沉式綠地、生物滯留帶、雨水濕地等。城市道路低影響開發雨水系統典型流程如圖所示。（《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》）

2.3 蘇州現狀

蘇州市作為具有復雜交通網絡的城市系統（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），各種道路規劃在不同城區體現出了不同的特點。其生態環境中河網密布，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。是城市道路系統研究的代表城市。

3.低影響開發道路模式

1）因地制宜，設施要經濟性能好和方便，充分利用道路紅線內外的綠地空間，協調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化設計

4.1機動車道和公交專用道

我國現有機動車道基本采用傳統的非透水性路面，有不小的隱患，如阻斷地下水循環，加劇了城市熱島效應，雨天路面易產生水霧、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。 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、調節道路表面的溫度和濕度、涵養地下水分等目的。對于透水能力較差的土壤，應該在基層內設施排水管。

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揮，加劇了內澇的危害，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的壓力。