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        基于海綿城市理念的城市道路規(guī)劃設計研究

        2016-10-19 14:05:12姚瑞鵬陸云波
        中國科技博覽 2016年19期

        姚瑞鵬++陸云波

        [摘 要]本文總結了海綿城市道路規(guī)劃設計,僅針對城市道路規(guī)劃設計中貫徹低影響開發(fā)模式提出一些想法,目的是建立海綿城市理念下的城市道路規(guī)劃設計的基本理論框架,研究其具體的設計方案和技術。為海綿城市理念下的城市道路規(guī)劃設計提供借鑒與參考,對解決城市洪澇問題有一定的現(xiàn)實意義。

        [關鍵詞]LID 海綿城市 道路規(guī)劃設計

        中圖分類號:TU984;TV213.9 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)19-0195-02

        一 海綿城市的相關概述與相關概念

        1. 海綿城市概念

        城市擴張過程中,路面面積不斷增加,導致城市綜合徑流系數(shù)增大,城市洪澇災害與地表徑流污染日益嚴重。海綿城市的出現(xiàn),為解決這種突出的城市問題帶來了不錯的方案。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市建設應遵循生態(tài)優(yōu)先等原則,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。在海綿城市建設過程中,應統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性,協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié),并考慮其復雜性和長期性。

        2. 海綿城市措施

        低影響開發(fā)(LID)指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發(fā)前的水文特征。其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變,包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間等。LID/GSI典型措施有:雨水花園 (生物滯留)、屋頂綠化、植被淺溝、滲透鋪裝、雨水塘/雨水濕地、植被緩沖帶、多功能調(diào)蓄設施等。在道路設計中有推廣低影響開發(fā)和綠色雨水基礎設施理念的巨大潛力,可以根據(jù)城市道路空間條件、橫斷面形式以及道路縱橫坡度等合理選擇和布置一些 LID 措施,如植被淺溝、生物滯留設施、低勢綠地、雨水塘/濕地等,在不影響道路交通功能和安全的前提下,有效滯留凈化雨水,削減峰流量,提高匯水區(qū)域的綜合排水能力。

        (一) 研究內(nèi)容

        1. 研究目的與意義:

        鑒于傳統(tǒng)城市普遍存在的暴雨積澇災害和道路排水問題,而國內(nèi)的海綿城市和 LID 發(fā)展和研究較為薄弱,因此,對于海綿城市理念下的城市道路進行規(guī)劃設計研究很有必要。本研究主要通過對國內(nèi)外已有研究成果的整理與分析,探討海綿城市與 LID、海綿城市道路與 LID 的關系,采用文獻調(diào)研的方法系統(tǒng)地對城市道路進行了 LID 設施的選擇。目的是建立海綿城市理念下的城市道路規(guī)劃設計的基本理論框架,研究其具體的設計方案和技術。意義是為海綿城市理念下的城市道路規(guī)劃設計提供借鑒與參考,對解決城市洪澇問題有一定的現(xiàn)實意義。

        1. 研究內(nèi)容與方法:

        ①研究海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng),分析其與 LID 的關系及對 LID 設施的組合設計。②構建海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)規(guī)劃和設計的完整體系,從路網(wǎng)規(guī)劃和道路設計兩個層面進行具體研究。其中,道路設計重點研究機動車道、人行道、綠化帶的LID 設施組合設計,道路與用地銜接設計。

        一、 海綿城市道路規(guī)劃

        (一) 海綿城市道路系統(tǒng)規(guī)劃設計框架

        論文構建了海綿城市道路系統(tǒng)規(guī)劃與設計的體系,基本框架如圖所示,其中包含海綿城市路網(wǎng)規(guī)劃和海綿城市道路設計兩個層面:在路網(wǎng)規(guī)劃層面,主要研究其規(guī)劃思路和規(guī)劃原則;在道路設計層面,分為城市道路設計和道路用地銜接兩個部分研究,道路設計的研究對象包括機動車道、人行道、綠化帶等,道路用地銜接的研究對象包括與建筑銜接、與綠地銜接、與水系銜接。(見圖1)

        (二) 規(guī)劃思路與方法

        1. 規(guī)劃思路:

        論文認為海綿城市路網(wǎng)的規(guī)劃思路應該是:在滿足城市道路交通通達和交通安全等基本功能的基礎上,結合城市總規(guī)、城市排水防洪、城市水系、城市綠地等專項規(guī)劃,采用一般城市路網(wǎng)規(guī)劃方法,合理選擇路網(wǎng)結構模式,確定道路功能,并配套相應的基礎設施。

        海綿城市建設是一個復雜的系統(tǒng),其建設應從城市規(guī)劃的源頭著手,將海綿城市理念融入到城市各層級規(guī)劃中,涉及到規(guī)劃、園林、水利、市政、道路等多部門、多專業(yè)之間的相互協(xié)調(diào)運作。海綿城市理念下的新型城市規(guī)劃方法對設計人員的要求已遠遠超過了傳統(tǒng)城市規(guī)劃專業(yè),主要體現(xiàn)在它需要多規(guī)合一,即強調(diào)不同專業(yè)和部門的協(xié)調(diào)運作;區(qū)域規(guī)劃,即強調(diào)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌和流域綜合治理;新型城市化,即強調(diào)以人為本的工作思路;生態(tài)文明,即強調(diào)綠色理念、科學技術和路徑。與營造城市空間的傳統(tǒng)規(guī)劃不同,海綿城市規(guī)劃關注的是城市與生態(tài)環(huán)境尤其與水的關系,這就需要打破城市規(guī)劃、園林、道路、市政等專業(yè)的被動配合與有限交互局面,解決不同專業(yè)技術協(xié)調(diào)性的困頓?;诤>d城市理念的城市規(guī)劃方法見圖2:

        基于海綿城市理念的城市規(guī)劃方法[8]

        2.規(guī)劃原則:第一,滿足城市交通運輸?shù)囊?。第二,滿足城市功能布局的要求。第三,與相關規(guī)劃相協(xié)調(diào)。第四,與城市用地性質相協(xié)調(diào)。第五,與城市水系相協(xié)調(diào)。第六,與城市綠地系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。

        二、 海綿城市道路設計

        (一) 海綿城市道路設計思路

        海綿城市道路設計的原理是讓城市道路生態(tài)排水,即雨水先流入道路綠化帶中,經(jīng)截污設施處理后,流入綠地中設置的LID設施,消納多余的道路雨水徑流。海綿城市道路的設計思路是在滿足交通功能和安全的基礎上,結合道路的縱坡和路拱橫坡,利用道路車行道、人行道、停車場和綠化帶設置透水鋪裝、植草溝、下沉式綠地、雨水濕地等 LID 設施,經(jīng)過滲透、凈化、調(diào)蓄,生態(tài)排水,實現(xiàn)城市道路的“海綿”功能。

        海綿城市道路與LID設施

        1.LID設施

        透水路面在海綿城市道路中有著大量的應用,效果也是非常的明顯。透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝,嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。采用透水鋪裝路面時,為避免雨水浸入路基,影響道路強度,在路面結構的基層與級配層間采用土工布或粘土封水,在上面層采用透水瀝青混凝土,雨水進入透水瀝青混凝土面層結構的內(nèi)部,從不透水頂面沿橫坡排至盲溝或路側分隔帶中,若與人行道相接時,在基層埋設排水管,縱向收集雨水,每隔一段距離排至雨水檢查井內(nèi)。

        透水瀝青路面面層材料一般采用多孔瀝青混合料,由高粘度的改性瀝青、粗集料、細集料、填料和添加劑組成。透水基層材料可選用級配碎石,或者選用多孔水泥穩(wěn)定碎石等材料。墊層材料可選用開級配集料,除了隔離地基和基層,同時可以傳遞荷載、擴散應力。路基材料應該選用砂性土,如果是粘性土應該換填。除了上述典型路面結構形式,透水路面現(xiàn)在通常的做法是引入土工布等材料做隔離層,結構類型更加多樣。

        2.LID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 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。

        3.LID綠化帶

        LID綠化設施可以使路面雨水徑流進入綠化帶內(nèi)儲存,并且入滲能力強,有雨水凈化功能。分車綠帶受城市道路空間大小的約束,可以采用的LID設施有下沉式綠地、植草溝、雨水花園等;行道樹綠帶可以采用生態(tài)樹池。

        狹義的下沉式綠地指低于周邊鋪砌地面或道路在200 mm以內(nèi)的綠地;廣義的下沉式綠地泛指具有一定的調(diào)蓄容積,且可用于調(diào)蓄和凈化徑流雨水的綠地,包括生物滯留設施、滲透塘、濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘等。下沉式綠地對于徑流污染嚴重、設施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1 m及距離建筑物基礎小于3 m(水平距離)的區(qū)域,應采取必要的措施防止次生災害的發(fā)生。

        結語:通過海綿城市理念的城市道路規(guī)劃設計,力爭做到城市像海綿體一樣,遇雨吸水、蓄水,需要時“釋放”利用,實現(xiàn)雨水資源化、涵養(yǎng)地下水、降低面源污染、減輕城市洪澇和排水系統(tǒng)壓力、改善和修復城市水環(huán)境,使得“逢雨必澇,雨停即旱”的狀況將得到有效改善。從長遠意義上看,保護城市水文環(huán)境、減少市政雨水設施規(guī)模建設,有利于雨水管網(wǎng)的長期運行,其節(jié)約的資金和提供舒適的城市環(huán)境意義重大,其環(huán)境效益和社會效益遠遠大于經(jīng)濟成本。

        參考文獻

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