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摘要：下沉式道路綠化帶是一種生態(tài)環(huán)保的雨水滲蓄設(shè)施，響應(yīng)了“海綿城市”的建設(shè)理念。介紹了下沉式道路綠化帶的應(yīng)用背景，了解下沉式道路綠化帶的形式及功能，并通過(guò)對(duì)下沉式綠化帶雨水滲蓄能力及影響因素進(jìn)行分析，總結(jié)了下沉式綠化帶的適用性。結(jié)果表明，在長(zhǎng)沙地區(qū)道路綠化率在30%，年徑流總量控制率達(dá)到100%的條件下，滿(mǎn)足暴雨重現(xiàn)期1、3、5、10 a的下沉深度分別為147、186、204、229mm，比較適合設(shè)計(jì)下沉式道路綠化帶。最后探討了下沉式綠化帶豎向設(shè)計(jì)、道路綠化率設(shè)計(jì)、植物耐水淹分析及植物種類(lèi)的選擇。

關(guān)鍵詞：“海綿城市”理念：下沉式綠化帶：滲蓄能力

城市內(nèi)澇已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去的3年中，中國(guó)有超過(guò)360個(gè)城市遭遇內(nèi)澇，但與此同時(shí)有1 100個(gè)城市嚴(yán)重缺水。2014年11月3日，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中明確指出，過(guò)去城市對(duì)雨水追求“一排了之”，城市排水標(biāo)準(zhǔn)偏低和雨水利用系統(tǒng)缺乏是造成資源成為災(zāi)害的主要原因?！吨改稀芬蠼ⅰ皾B、蓄、滯、用、排”五位一體的新型城市雨水處理系統(tǒng)，留住80%左右的雨水，有利于改善城市的生態(tài)效益，避免“城中看?！爆F(xiàn)象的發(fā)生。而在“海綿城市”構(gòu)建的框架中，道路交通系統(tǒng)作為城市三大空間之一，是內(nèi)澇出現(xiàn)的高發(fā)地帶。城市道路綠化帶進(jìn)行下沉式設(shè)計(jì)，使之變成存水的海綿體，對(duì)建立科學(xué)完善的城市綠地水循環(huán)系統(tǒng)，以及治理城市內(nèi)澇頑疾具有重大意義。

莫琳等提倡構(gòu)建城市的“綠色海綿”系統(tǒng)：仇保興認(rèn)為城市本身需要轉(zhuǎn)型，“海綿城市”便是重要手段。各大新聞媒體也相繼宣傳“海綿城市”、“生態(tài)排水”建設(shè)理念。當(dāng)“海綿城市”構(gòu)建已經(jīng)上升為城市構(gòu)建理念時(shí)，各個(gè)城市下沉式綠化便成為綠地設(shè)計(jì)的新時(shí)尚。然而這種城市綠地構(gòu)建理念是否適合中國(guó)各地城市的建設(shè)值得進(jìn)一步思考。雖然下沉式綠地能補(bǔ)充地下水，充分利用雨水資源，緩解城市內(nèi)澇災(zāi)害，但是下沉式綠地設(shè)計(jì)會(huì)受到綠地下沉深度、土壤滲透系數(shù)、綠地服務(wù)匯水面面積、設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期、周邊設(shè)施類(lèi)型等多種因素的制約。為此，本研究探討了下沉式道路綠化帶的雨水滲蓄效應(yīng)以及適用地區(qū)，以期為適合建設(shè)下沉式道路綠化帶的城市提供參考。

1.下沉式城市道路綠化帶的概念

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》的概念，下沉式道路綠化帶是指將城市道路兩側(cè)的綠化帶和中間隔離的綠化帶設(shè)計(jì)成低于道路表面50～300mm，這樣能最有效地將道路上灰塵和雨水收集進(jìn)道路兩邊的綠化帶，具有一定的調(diào)蓄容積，可以利用植物、微生物和土壤吸收、滲透、凈化和調(diào)蓄小流量的地面徑流。下沉式道路綠化帶內(nèi)還應(yīng)設(shè)置排放多余徑流雨水的溢流口，為確保較大流量的地表徑流順利排放，溢流口的頂部標(biāo)高一般應(yīng)低于路面30～100 mm。

下沉式道路綠化帶的功能特點(diǎn)主要有3個(gè)方面：一是消減路面徑流，緩解道路因暴雨引發(fā)的滯洪災(zāi)害；二是減輕道路揚(yáng)塵，風(fēng)和雨水可以有效地將路面灰塵帶人下沉式道路綠化帶，凈化有機(jī)污染物，減輕路面污染；三是節(jié)約綠地灌溉用水，儲(chǔ)蓄降水和路面徑流，補(bǔ)充土壤水資源量和地下水資源量，有助于節(jié)約城市用水。

下沉式城市道路綠化帶主要有兩種設(shè)計(jì)方式，一種是設(shè)計(jì)有排水系統(tǒng)的下沉式綠化帶，另一種是設(shè)計(jì)有兼顧雨水收集和再利用功能的下沉式綠化帶。第一種在綠化帶中設(shè)計(jì)有溢流口、排水管道等排水設(shè)施，當(dāng)路面徑流較大，綠化帶儲(chǔ)蓄能力不足時(shí)，雨水可通過(guò)高出綠化帶高程低于路面高程的溢流口進(jìn)入地下排水系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)比較適用于常年降水量較大、大雨暴雨頻率高持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的區(qū)域。第二種設(shè)計(jì)有雨水收集和處理設(shè)施，在綠化帶設(shè)計(jì)滲水溝、雨水收集管、蓄水池、泵站及回灌等設(shè)施，路面和周邊雨水排入綠化帶，然后通過(guò)綠地過(guò)濾和凈化，最后進(jìn)入蓄水池，多余的雨水進(jìn)入地下排水系統(tǒng)，收集的雨水可以用于綠化帶的養(yǎng)護(hù)和道路的清理等，這種設(shè)計(jì)比較適用于降水較充沛及需要控制徑流量的區(qū)域。

2.下沉式城市道路綠化帶雨水蓄滲能力分析

由于中國(guó)各地氣候不同，降雨量、土壤滲透系數(shù)差異較大，國(guó)家或地方對(duì)下沉式綠地設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也不完全相同，綠地雨水滲蓄能力計(jì)算方式和相關(guān)系數(shù)也不同。所以本研究選取湖南省長(zhǎng)沙市作為雨水滲蓄能力計(jì)算點(diǎn)，采用《長(zhǎng)沙雨水計(jì)算技術(shù)導(dǎo)則》中的數(shù)據(jù)和公式作為依據(jù)，計(jì)算分析長(zhǎng)沙市區(qū)域內(nèi)下沉式道路綠化帶對(duì)道路及周邊徑流的消減效果，并總結(jié)出長(zhǎng)沙市道路下沉式綠化帶的面積比例設(shè)計(jì)、豎向設(shè)計(jì)以及植物選擇。

可見(jiàn)，當(dāng)?shù)缆肪G化帶下沉深度在200-300 mm時(shí)就能滿(mǎn)足雨水滲蓄需求，設(shè)計(jì)少于200 mm的也能吸收一定量的雨水，剩余的雨水可以通過(guò)溢流口進(jìn)入存蓄裝置，也可以排入雨水管道。

長(zhǎng)沙城區(qū)的地勢(shì)較為平坦，道路設(shè)計(jì)坡度也較小，比較適合設(shè)計(jì)下沉式道路綠化帶，最好將道路設(shè)計(jì)在較高地勢(shì)處，有利于雨水流向地勢(shì)較低的下沉式綠化帶和周邊綠地。為了減少地表徑流，在人行道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道處采取生態(tài)路面處理。而且需要合理設(shè)計(jì)下沉式綠化帶與路面及雨水口的銜接方式。首先，路緣石設(shè)計(jì)高度最好不高于路面，盡量與路面平齊，如需高出路面也要設(shè)計(jì)缺口以保證雨水流入下沉綠地；其次，在綠化帶近路面?zhèn)纫?0-30 cm寬的卵石，防止綠化帶土壤被沖刷，土層層次從下到上采用礫石、沙、土壤、覆蓋物進(jìn)行鋪設(shè)能更有利于雨水下滲；最后，雨水溢流口的高程應(yīng)低于路面，可設(shè)計(jì)在綠化帶中間或兩側(cè)，而且要做防堵塞處理。

4.2下沉式道路綠化率設(shè)計(jì)

下沉式綠化帶占全部面積的百分比對(duì)雨水的排水率影響特別明顯，根據(jù)公式（9），設(shè)其土壤穩(wěn)定入滲系數(shù)K為1×10^-6m/s，路面徑流系數(shù)ψ為0.9，水利坡度J設(shè)為垂直下滲為1，時(shí)間t取60 min，變量綠化帶比率廠(chǎng)分別取值10%、20%、30%、40%、50%，得出不同的暴雨重現(xiàn)期下道路綠化帶的下沉深度h如圖3。

由圖3可見(jiàn)，隨著綠化率的增加，所需要的下沉深度減小，且在前面降幅大于后面，當(dāng)f達(dá)到30%以上時(shí)下沉深度減少較少。當(dāng)?shù)缆肪G化率低于20%時(shí)所需要的下沉深度超過(guò)下沉綠化帶設(shè)計(jì)的臨界值，可能不利于植物的生長(zhǎng)。而最符合長(zhǎng)沙道路綠化率標(biāo)準(zhǔn)也能滿(mǎn)足下沉式綠化帶功能需求的綠化率是30%左右。當(dāng)廠(chǎng)為30%時(shí)，滿(mǎn)足暴雨重現(xiàn)期1、3、5、10 a的下沉深度分別為147、186、204、229 mm，符合下沉深度規(guī)范設(shè)計(jì)，滲蓄效果明顯。而在長(zhǎng)沙城區(qū)，道路綠化率普遍高于20%，很多地區(qū)都達(dá)到30%，但是基本屬于高程綠地，無(wú)法滲蓄路面雨水，設(shè)計(jì)只需要將現(xiàn)有的綠地改造成下沉式綠化帶就能留住大部分道路80%的雨水。

4.3植物優(yōu)化設(shè)計(jì)

植物的選擇與設(shè)計(jì)是影響下沉式道路綠化帶滲蓄功能的重要因素之一，不僅要滿(mǎn)足道路景觀(guān)的美感效果，還要考慮下沉式綠化帶植物的特殊生長(zhǎng)條件。在長(zhǎng)沙可考慮的植物如表2所示。在下沉式綠化帶下沉深度和綠化面積比例設(shè)計(jì)后要確定最不利情況下植物的耐水淹時(shí)間。造成植物水淹時(shí)間長(zhǎng)短的因素主要有兩方面：一方面是土壤的入滲率決定的，使用建筑垃圾做綠化帶的填埋土方或施工過(guò)程中對(duì)土壤過(guò)分夯實(shí)可能導(dǎo)致入滲速率過(guò)低，植物水淹時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；另一方面是雨水口設(shè)計(jì)高度不合理或者是雨水口易被堵塞，導(dǎo)致蓄水深度過(guò)高，延長(zhǎng)植物耐水淹時(shí)間。

因此，合理設(shè)計(jì)下沉深度和施工中避免土壤原有的入滲率至關(guān)重要。在植物的選擇方面遵循以下4點(diǎn)：一是優(yōu)先選擇本土植物，適當(dāng)搭配外來(lái)物種；二是盡量選擇自我修復(fù)能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、滯塵凈化能力強(qiáng)的植物；三是選用抗逆性強(qiáng)、耐旱、耐瘠薄和短時(shí)間耐澇的植物；四是選擇可相互搭配種植的植物。

5.小結(jié)

加強(qiáng)雨水資源開(kāi)發(fā)與管理是中國(guó)構(gòu)建“海綿城市”的長(zhǎng)久之計(jì)，道路構(gòu)建了城市的筋脈，成為“海綿城市”建設(shè)的重中之重。下沉式道路綠化帶在不增加用地面積、降低成本的條件下成為既改善生態(tài)環(huán)境又滲蓄效果明顯的雨水處理設(shè)施。但要在全國(guó)推行下沉式道路綠化帶的建設(shè)還需要景觀(guān)設(shè)計(jì)、市政工程、水文計(jì)算等多專(zhuān)業(yè)的配合，根據(jù)城市氣候、土壤、地形地勢(shì)等因素，進(jìn)行合理的場(chǎng)地面積比率規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)以及植物設(shè)計(jì)等，才能確保下沉式綠化帶發(fā)揮其雨水滲蓄調(diào)控功能。