徐 敏,趙世樂,王 斌,李峻西
(中國建筑第五工程局有限公司市政設計院,湖南 長沙 410004)
2013年12月,習近平總書記在中央城鎮化工作會議上指出要建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”,旨在改善城市生態環境、建設市民宜居環境以及緩解城市內澇等問題。2015年10月,國務院辦公廳印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》(國辦發〔2015〕75號),提出要將70%的降雨就地消納和利用,并明確了建設目標任務。根據《城市用地分類與規劃建設用地標準》中的規定,市政道路與交通設施用地占城市建設用地比例的10%~25%,這個占比使市政道路在海綿城市建設中扮演著重要角色。目前市政道路的海綿城市規劃設計還處于碎片化、粗放式、點到即止的狀態,因此加強規劃設計源頭控制是實現海綿城市目標的關鍵抓手。
海綿城市理念的核心是推行現代化雨洪管理體系,通過城市規劃、設計、建設和運維的管控,從“源頭減排、過程控制、系統治理”著手,綜合采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術措施,統籌協調水量與水質、生態與安全、分布與集中、綠色與灰色、景觀與功能、岸上與岸下、地上與地下等關系,有效控制城市降雨徑流,最大限度地減少城市開發建設行為對原有自然水文特征和水生態環境造成的破壞,使城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化、抵御自然災害等方面具有良好的彈性,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式,有利于實現修復城市水生態、涵養城市水資源、改善城市水環境、保障城市水安全、復興城市水文化的多重目標。歸根到底是解決城市水生態問題。
當前海綿城市建設在各城市某一區域試點比較流行,然而它是一個水循環系統工程,決策者需要有全局思維,通盤謀劃。首先,應在城市總體規劃中納入海綿城市專篇,并制定詳細的規劃或設計技術規范、標準。其次,在專項規劃中應對區域路網進行科學系統的規劃,而不是僅局限于某條路或局部路段,不宜過于分散,要以點帶面形成區域效應,才能真正發揮市政道路對水資源存儲以及再利用的能力。最后,應根據海綿城市總體建設目標,結合項目所在地實際情況,對不同等級道路分別提出年徑流總量控制率、綠地率、下沉式綠地率、透水鋪裝及海綿設施等規劃指標,對工程建設形成規劃指引。
市政道路及附屬設施承擔的功能各異,其“海綿”要素和設計方式應靈活多變,應對行車道、機動車道、中間(側分)帶、人行道和綠化帶等設施的功能進行科學定位,針對不同功能再分類施策。如對于交通量大、荷載重的行車道,可選擇透水性好的材料或滲透率高的路面結構(如OGFC)來提升路面下滲能力;交通量小、荷載輕的人行道可選擇透水混凝土、透水磚、透水瀝青混凝土等鋪裝材料。另外,還可采用下沉式綠地提升雨水資源的截留能力和下滲能力,景觀綠化可選擇涵養水源好的樹木和植被等。
市政道路的總體設計首先要符合城市總體規劃。堅持開發與保護并重原則,綜合考慮地形、地物、地質、水文和周邊建設條件,科學劃分道路要素(機動車道、非機動車道、人行道及綠化帶等)的空間布局,統籌好道路平縱橫相互關系及與周邊環境協調關系,在分析論證現有排水系統的優劣勢的基礎上,構建完善的排水系統以供收集和排放雨水。
道路縱斷面設計除了要滿足規劃標高,還應與兩側開發用地和周邊已建道路及構筑物順接,確保行車、排水順暢。考慮配合低影響開發設施的基本功能以及排水規劃需求,在縱坡的最低點設置雨水排出口或采取海綿城市措施來對雨水進行收集和處理,降低在低洼路段出現積水的概率。人行道和非機動車道縱坡需要控制在2.5%以下,盡量避免出現小于0.3%的縱坡。當合成坡度小于0.5%時,應采取綜合排水措施。
橫斷面設計應在城市道路規劃紅線寬度范圍內進行,并根據道路等級、控制要素、總體設計要點及用地性質等進行合理布設,要與規劃、周邊地物相協調;結合規劃用地條件和紅線寬度,通過調整橫斷面設計方案或紅線范圍來增加綠化面積,以提升對地表徑流的蓄存、凈化和消納作用。
傳統路面結構類型主要為瀝青混凝土和水泥混凝土,滲透性較差,且路基與路面之間采用的是不透水性材料,經常處于被動滲水狀態,在長期使用下滲水效果會不斷減弱,容易造成路面積水,無法對地下水形成補給,還會增強城市熱島效應,顯然有悖于海綿城市理念。
如何提高道路的滲透性且后期使用不會出現滲透性衰退現象?解決思路如下:一是選擇透水材料,如透水瀝青混合料或排水瀝青混凝土。二是在基層頂面設置不可滲透材料,如乳化瀝青稀漿封層,防止雨水進入基層;一旦雨水進入結構層,沿基層頂面橫向坡度排放至盲溝。三是將路面結構做成全透式,如透水瀝青混合料(面層)+多孔水泥穩定碎石(基層)+級配碎石(墊層)+透水路基,適用于建筑小區道路及停車場路面。
透水鋪裝不僅能在城市溫度過高時通過水的蒸發作用來吸取熱量,緩解城市的“熱島效應”,而且能在雨季天氣時將雨水滲入地下,起到分擔下水道排水壓力的作用,是一種常見的“海綿”設計措施。透水鋪裝一般分為透水磚、透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土鋪裝等,前兩種適用于人行道及車流量小的道路,而透水瀝青混凝土鋪裝可用于機動車道。例如,人行道透水鋪裝結構一般采用“透水混凝土+中粗砂+級配碎石”形式。
傳統的綠化帶設計是將路面設置成雙向橫坡,排水孔布設在道路兩側,直接把雨水排放至雨水管網中,綠化帶是凸起的形式,一般都會高出道路一定距離。此方案可以更好地促進雨水應用,提高水資源利用率。而海綿城市理念下則是設計成下沉式綠地(見圖1),兩邊略高于中心的淺碟形,并在側石上設置開口,引導路面上的雨水匯流進入下沉式綠地內,從而達到雨水蓄存、滲透以及排放的目的。當雨水較多,超過了綠地的蓄存量時,多余的雨水會通過綠地內溢流設施的引導排入市政雨水排放系統中,在提升綠化帶土壤利用率的同時可以降低城市洪澇災害的發生率。側分帶內應設溢流設施,如溢流豎管、蓋篦溢流井或雨水口等;側分帶結構層外側及底部應采取防滲措施,以防止徑流雨水下滲對路面及路基的強度和穩定性造成影響。同時應結合當地氣候條件、降水量大小、雨水分布狀態等選擇適應性強,涵養水源好,具備一定耐污染性、耐酸堿度的樹木和植物等,以實現改善生態環境的效果。
邊坡防護的質量水平取決于其穩定性和生態性。傳統設計以工程防護為主,如混凝土擋墻、抗滑樁、掛網錨噴和漿砌石護面等。而海綿城市理念下引導“灰色向綠色”轉變,尋求安全性和生態性。土質邊坡一般采用植草、三維植被網、網格植草、客土噴播、種植攀爬植物和格賓擋墻、鋼筋石籠等防護形式(見圖2);石質邊坡應根據巖層走向和性質確定坡比參數,優先采用減緩坡率進行自然放坡的方式,在坡腳設置排水溝,溝底布設碎石盲溝,達到雨水滲流和收集的目的,滿足生態要求。

圖1 下沉式綠化帶
路緣石是市政道路設計中的重要內容之一,一般分為平緣石和立緣石。其中立緣石標高需要高于周圍地表,便于雨水緩慢地流入雨水口中,若雨水流入綠化帶的速度緩慢,可采用打孔立緣石、隔式立緣石、豁口立緣石等形式來提升雨水的流速(見圖3)。

圖2 生態格賓擋墻

圖3 開孔路緣石示意圖
目前,大部分城市道路規劃設計已融入海綿城市理念,并取得了一些成效,改善了市政道路對雨水的滲透和收集功能,提升了道路運行的安全性,優化了城市的生態環境,增強了市民的幸福感和獲得感。但同時也存在一些問題和不足,如各級決策者重視程度還不夠,重理論、輕實踐,規劃不夠具體、設計精細化程度不夠、方案實施性不強等。文章從海綿城市理念本質出發,分析了規劃設計前期階段的重要性,探索總結了相關工程實踐經驗,提出了針對不同道路設施功能分類施策的新思路和設計細節,力求做到因地制宜規劃、精準精細設計,以供同行參考。