低影響開發技術在城市道路設計中的應用分析

丁 艷

(鎮江市規劃勘測設計集團有限公司，江蘇 鎮江 212000)

0 引 言

在2013年底召開的中央城鎮化工作會議上，習近平總書記提出了“海綿城市”的概念：自然地積存、滲透和凈化。2014年底，國家住建部出臺了《海綿城市建設技術指南》，財政部、住建部、水利部三部委啟動聯合工作，開始了申報全國首批海綿城市建設試點城市的工作。2015年4月，鎮江市入圍國家海綿城市建設試點城市，是江蘇省唯一成功躋身試點的城市。鎮江市從2012年開始，就已按照低影響開發(LID)的理念，推進雨水生態化設計。相繼建設了一系列示范工程，將水環境生態和城市水景觀緊密結合，積極探索和嘗試應用了多種LID技術，并在金山湖片區、官塘新城、大港新區等城市新建區域的道路設計中運用了LID低影響開放技術，2015年更是在市中心老城區的解放路改造項目中參照海綿城市的建設標準進行了大膽的嘗試。筆者在鎮江市海綿城市建設過程中，積累了一些經驗與心得，分享如下，望各位同行指正。

1 低影響開發技術及其相關措施介紹

1.1 低影響開發技術

低影響開發技術(low impact development，LID)技術，是一種解決城市內澇和面源污染的生態技術。LID技術的目的是盡量模擬自然。隨著城市建設的日益發展，森林和綠地被破壞，不透水的路面、屋面越來越多，人類建造的鋼筋混凝土城市對自然環境、生態系統和水文循環的影響和破壞越來越加劇，LID技術就是為了減少這種影響而產生的理念。

LID技術是一種場地開發的理念，應該貫穿于項目的規劃設計、建設施工整個過程當中。LID技術并不是什么宏大的工程，而是由許許多多的細節積累而成的。LID技術的核心是采用分散的小規模的措施，減少不透水的路面和屋面，增加接近自然環境的水循環措施。

LID技術適用于各種建設情景，城市道路、城市小區、公園和廣場、停車場等都可以采用LID技術建造，并且LID技術能和景觀設計良好結合，具有美學功能，更能降低造價，可謂一舉多得。

1.2 低影響開發措施

LID技術是一門綜合性極強的技術，在市政方面，目前場地上常用的低影響開發措施有以下幾種。

1.2.1 滯留池

滯留池是指在地勢比較低的區域(也可人工挖成較低區域)，通過里面植物的種植以及特殊土壤的回填等方式，使滯留池具有蓄留雨水和過濾雨水的功能，同時，滯留池還有良好的景觀效果。

1.2.2 雨水濕地

和滯留池相比，雨水濕地相當于一個過濾凈化的生態系統了，雨水濕地可以由過濾區、蒸發區、沉淀區、植物種植區等區域組成，整體形成一個微生態循環，具有良好的還原自然水循環的效果。

1.2.3 雨水過濾設施

雨水過濾設施其實在滯留池和雨水濕地中都有應用，就是采用砂、土壤和有機質等對雨水進行過濾。雨水過濾設施可以收集并存儲雨水，而后進行過濾，經過過濾后，雨水中的懸浮物和有機物等基本上能被去除。

1.2.4 透水路面

透水路面在目前的城市建設中應用得比較廣泛，比如城市道路的人行道、廣場的鋪裝等。透水路面既保證了正常的通行使用功能，同時也能讓雨水下滲，保證下雨時路面無積水，達到防滑降噪的效果。透水路面還能減輕大降雨時城市管道的壓力，并且可以攤鋪成不同的顏色和形狀，具有良好的景觀效果。

1.2.5 雨水收集裝置

天然水塘本身就是一種雨水收集裝置，其他的雨水收集裝置有雨水收集桶等。雨水收集桶在賓館、學校等區域使用得比較廣泛，將雨水收集起來再次利用，也符合低影響開發的理念。

1.2.6 LID樹池

LID樹池在目前的城市道路建設中使用得比較廣泛，將樹池設置成低凹的形狀，將數個樹池串聯起來，形成一個蓄留槽。

1.2.7 綠色屋頂

鋼筋混凝土的堆砌，會破壞自然環境中的綠地，綠色屋頂，就是在屋面上種植植物，補償建設時破壞的綠地，同時植物還能起到隔熱的作用，減少夏季空調的使用。

1.2.8 植被淺溝

在場地建設中，將景觀設計與LID技術結合起來，將種植植物的區域挖成淺溝，可以起到蓄滯雨水和過濾雨水的效果。

2 低影響開發技術與海綿技術及海綿城市的關系

低影響開發技術，是一種從宏觀上解決城市內澇和面源污染的生態技術，是整體的全面的技術。將低影響開發技術應用到城市道路設計中，主要的一些措施就是建造生物滯留槽，例如雨水花園、轉輸型草溝以及生態滯留草溝等，這些能夠保留住雨水并且過濾、下滲的雨水花園、草溝之類裝置，我們形象地將它們稱為“海綿”，采用這種技術建造的城市，我們稱之為“海綿城市”。

3 因地制宜，科學合理地開展海綿城市建設

鎮江市2012年建設了華東地區第一條海綿技術城市道路——金山湖路。道路長1 757.74 m，紅線寬32 m。道路紅線西側30 m范圍內規劃有一道景觀水系。由于金山湖路位于鎮江的北部濱水區，地塊高程較低，歷史上一直是內澇等災害的頻發地區。為了較好地解決內澇問題，我們決定采用LID技術

LID解決城市內澇和面源污染的主要途徑是錯峰和過濾凈化。在金山湖路道路工程設計中，道路排水系統采用雨、污水分流制，通過機非分隔帶兩側的開口路牙以及路面橫坡的設置，使得機動車道和非機動車道的路面雨水直接流入機非分隔帶。機非分隔帶選用了河卵石、透水性土壤、水洗粗砂以及水洗碎石等回填材料，該材料具有適合植物生長、蓄水、過濾凈化的優點，如此一來，機非分隔帶便成了兼具蓄水和過濾凈化作用的雨水花園。雨水花園收集路面雨水，經過入滲、過濾之后通過雨水口進入排放管道最終排入道路西側水系；當遭遇暴雨時，雨水花園可在一段時間內蓄住雨水，從而錯過城市排澇的高峰期，大大減輕了城市管網的壓力；同時，經過雨水花園的過濾，流向城市管網的雨水也得到了很好的凈化。道路東側地塊雨水通過過路管直接排入道路西側水系。(圖1)

圖1 金山湖路橫斷面及排水方式

由于合適的地理位置以及橫斷面設置，金山湖路按照海綿技術設計可以說是符合天時地利，因此取得了成功。后來鎮江市入圍國家海綿城市建設試點城市，海綿城市設計卻漸漸進入了一個怪圈：只要是設計，必談海綿，有條件做海綿的一定要做，沒有條件做海綿的創造條件也要做。舉例如下：

案例一，有的城市支路寬度小，僅為一塊板形式，沒有中分帶或者側分帶空間設置雨水花園，為了強行推廣海綿城市，便在人行道兩個樹池之間設置一個長方體形狀的鋼筋混凝土槽，埋入人行道結構以下，槽里回填碎石等材料，讓雨水流入槽中再行下滲。此舉雖然能夠讓雨水得到一定程度的凈化，但是在人行道中砌筑了大量的鋼筋混凝土溝槽，其實違反了海綿城市理念中建設與自然和諧的初衷，提高了造價，對城市建設也是一種污染，而且這種溝槽后期難以養護，容易堆積垃圾，經過一段時間的使用，弊端逐漸顯現，逐漸被淘汰。

案例二，有的道路雖然有側分帶，但是寬度較小，只有1.5 m寬，這么小的寬度既要種樹，又要設置成雨水花園，雨水花園的介質土對樹木成長不利，導致樹木無法成活或者長不大，而且由于寬度太小，雨水花園下滲的效果也不好，這種設計兩頭不討好，也屬于城市建設中的敗筆。

對此，筆者始終認為海綿城市建設應該因地制宜，在合適的地點做合適的事。比如前文中的金山湖路，路邊便是一道水系，采用海綿技術設計，雨水經過凈化后可直接排入河中，基本可不設置縱向雨水管，只需埋設數道橫向支管便可，大大節約了工程造價，也為施工帶來了便利；而且雨水直接下河，不經過城市排水系統，暴雨時可以緩解系統壓力。在這樣的地點、這樣的條件下對道路進行海綿城市設計是符合天時地利的，也能得到甲方和施工單位等各方的支持。

4 海綿城市道路建設案例分析

如果遇到道路外面沒有水系的情況，應該如何判斷這條路適不適合采用海綿城市技術建設？下面用筆者用自己設計過的一條道路舉例說明。

4.1 道路簡介

谷陽路北起丁卯橋路，交緯三路、緯二路、緯一路、星卯路、朱崗路(規劃)、谷崗路(規劃)、官山路，西至官塘橋路，上跨鎮大鐵路和滬寧鐵路，全長約2 655.78 m，紅線寬度為60 m，道路定位為城市主干路。

谷陽路道路標準橫斷面為四幅路型式：4.0 m人行道+8.5 m輔道+5.0 m側分帶+11 m機動車道+3.0 m中分帶+11 m機動車道+5.0 m側分帶+8.5 m輔道+4.0 m人行道=60 m。

4.2 基于海綿城市設計理念，對道路進行分析

(1) 谷陽路位于老城區，定位為城市主干路，在路網中地位較高，適宜采用海綿技術建設，打造標桿項目。

(2) 谷陽路側分帶寬度達5 m，適宜打造成雨水花園，機動車道、輔道和人行道的雨水均可以流入雨水花園中過濾下滲。

綜合考慮以上兩點，谷陽路可以采用海綿技術建設。

4.3 谷陽路海綿實施方案

4.3.1 整體方案

谷陽路作為城市主干路，改造前道路無專門的雨污水管道系統。道路自身的雨水排放依靠路兩側的排水邊溝，雨水攜帶大量污染物(SS、COD、TN、TP、重金屬、油、脂等)排入水系，同時，由于缺乏污水管道，沿街部分門面及地塊污水或接入相交道路的雨水管道，或排入路兩側的排水邊溝下河，造成水環境污染及生態系統破壞。此外，道路現狀存在兩處豎向低點，分別位于丁卯橋路交叉口附近及四明河水系附近，遭遇大雨時存在積澇現象。

雨水排水改造設計將海綿城市的“滲、滯、蓄、凈、排”核心理念融入其中，針對不同重現期降雨，采用灰、綠結合的方式，將小、中、大三個不同層級的排水系統有機結合，做到“源頭減排”“管渠傳輸”“排澇除險”，形成完整的道路海綿體系。

(1) 源頭減排：利用寬度≥3 m的道路側分帶設置生態滯留草溝(雨水花園)，并與景觀設計無縫銜接，人行道設置透水混凝土鋪裝，降低整條道路的綜合徑流系數。人行道、輔道和機動車道徑流雨水順道路橫坡，通過路牙開洞，導流至側分帶草溝內，通過草溝內回填的過濾介質的過濾作用，對雨水進行凈化和處理，并對徑流總量進行控制。雨水在草溝內下滲、凈化、過濾后經盲管系統排入雨水管道系統，超滲雨水經溢流口收集后直接排入雨水管道系統。(圖2)

圖2 谷陽路排水方式

(2) 管渠傳輸：雨水管道布置在側分帶生態滯留草溝內，雨水井井蓋采用圓形溢流雨水口，超標雨水進入溢流雨水口(井)，利用雨水管道系統排放到下游水體。

(3) 排澇除險：道路的一處豎向低點結合附近四明河水系在人行道設置澇水行泄通道，引導澇水排入附近水系；另一處交叉口附近低點通過在側分帶設置連續開洞路牙，將澇水引入側分帶內，并通過設置多座溢流口強化收水。通過建設道路污水管網系統，有效收集沿線門面及地塊污水，實現雨污分流，提高了城市污水處理廠污水收集率，達到了污水系統提質增效的目的。

改造后的道路排水系統從源頭削減徑流污染，過程控制降雨徑流，保護了城市水環境，提升了城市水安全，充分體現了海綿城市及可持續發展的理念，在2021年汛期展現出了優異的滯水、蓄水、排水能力，經受了實踐的檢驗，具有良好的生態防護和節能環保作用。

改造前道路雨水管道不成系統，道路雨水排放主要依靠自身豎向及路外邊溝，局部存在積水現象，影響周邊居民出行及交通安全。本次改造利用道路邊綠化帶，合理設置轉輸型草溝和生態滯留草溝。轉輸型草溝設置于邊綠化帶寬度<3米的區域，生態滯留草溝設置于邊綠化帶寬度≥3米的區域。人行道設置透水混凝土鋪裝，降低綜合徑流系數。

4.3.2 局部細節

(1) 人行道、輔道和機動車道徑流雨水順道路橫坡，通過路牙開洞，導流至側分帶草溝內，通過草溝內回填的過濾介質的過濾作用，對雨水進行凈化和處理，并對徑流總量進行控制。雨水在草溝內下滲、凈化、過濾后經盲管系統排入雨水管道系統，超滲雨水經溢流口收集后直接排入雨水管道系統。(圖3)

圖3 半幅道路雨水凈流組織

(2) 如圖4所示的圓形溢流雨水口為收水設施，與雨水檢查井結合設置；溢流口周圍散鋪卵石，起到沉淀雜質、緩沖徑流的作用；草溝內每隔一段設置一個碎石壘成的擋流堰，這樣雨水可以較長時間地蓄滯在草溝內，不會一下子沖到下游雨水口。

圖4 草溝剖面

(3) 側分帶草溝每隔10 m設置5組橢圓形開洞路緣石收水，既保證景觀效果，又確保設施過流能力(圖5)。布置開洞路緣石的區域，平石做成斜坡，低于路面3 cm。入口處散鋪或固定卵石消能。(圖6)

圖5 開洞路緣石

圖6 卵石消能

5 結束語

隨著時代的發展和人類環境意識的提高，海綿城市設計理念在城市建設中的應用越來越廣泛。海綿設計理念的初衷是人與自然和諧相處，人類的發展和建設，不應該以破壞自然環境為前提。因此在進行城市道路設計時，合理地判定道路是否適合采用海綿技術是非常重要的，只有因地制宜、去偽存真，才能設計出真正的海綿道路，從而為海綿城市建設添磚加瓦。