吳炫，崔娟

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，江蘇 南京 210014）

低沖擊開發(fā)模式在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

吳炫，崔娟

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，江蘇 南京 210014）

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，水環(huán)境帶來了巨大的壓力，如徑流系數(shù)增大，面源污染加劇，地下水位逐步下降等。低沖擊開發(fā)模式作為一種新型城市雨洪的管理模式，城市道路建設(shè)逐漸融入了低沖擊開發(fā)理念，并形成具體的工程設(shè)計(jì)實(shí)施，需要采取一系列措施來處理好低沖擊開發(fā)模式的實(shí)施與城市道路設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。

低沖擊；城市道路；技術(shù)；措施

0　引言

近年來，全國夏季極端天氣頻發(fā)，城市洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。我國部分城市逢雨必澇，這和城市不透水面積日益增加密切相關(guān)，而道路是城市不透水面積的最主要組成部分。在雨洪季節(jié)，大面積不透水路面使道路徑流聚集時(shí)間縮短，徑流量增大，入滲量減少，導(dǎo)致了道路排水設(shè)施瞬時(shí)排水量過大，引發(fā)城市內(nèi)澇；同時(shí)又加速了路面污染物（磷、油脂、氮、重金屬等）的移動(dòng)和擴(kuò)散，這些污染物會(huì)被迅速匯集到下游，從而對(duì)匯源水體造成嚴(yán)重影響［1］。

低沖擊開發(fā)模式（Low-Im pactDevel opm ent，簡(jiǎn)稱LID），源自于20世紀(jì)90年代美國馬里蘭州提出的一個(gè)“生態(tài)城市”概念［2］。其原理是通過分散的、小規(guī)模的源頭控制機(jī)制和技術(shù)措施達(dá)到對(duì)雨水所產(chǎn)生的徑流和污染的控制，使城市開發(fā)區(qū)域的水文功能盡量接近開發(fā)之前為控制目標(biāo)。其核心思想是在城市化的進(jìn)程中，以自然生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采取各種手段減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的沖擊和破壞，恢復(fù)和重建自然生態(tài)，在城市的可持續(xù)發(fā)展中具有重大意義。

1　低沖擊開發(fā)模式的主要技術(shù)

低沖擊開發(fā)模式從宏觀策略管理和微觀技術(shù)手段，綜合利用入滲、蒸發(fā)、滯留、蓄流等方式減少徑流排水量，根據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)資料可知：LID可以減少約30%～90%的暴雨徑流并延遲大約5～20 m i n的暴雨徑流峰值，具體效果因不同氣候和地區(qū)差異［3］。采用的基本措施有生物滯留區(qū)、滲濾溝、滲井、綠色屋頂、植草溝、雨水桶等，見表1。

表1　低沖擊開發(fā)基本措施及功能［4］

城市道路徑流雨水應(yīng)通過有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸，經(jīng)截污等預(yù)處理后引入道路紅線內(nèi)、外綠地內(nèi)，并通過設(shè)置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設(shè)施進(jìn)行處理。低影響開發(fā)設(shè)施的選擇應(yīng)因地制宜、經(jīng)濟(jì)有效、方便易行。

在滿足道路交通安全等基本功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用道路自身及周邊綠化空間推行下凹式綠地、透水路面、LID樹池等低影響開發(fā)措施，削減徑流水量、改善徑流水質(zhì)。利用道路景綠化帶構(gòu)建下凹式綠地系統(tǒng)，道路雨水地表徑流匯入綠化帶進(jìn)行儲(chǔ)存、入滲和凈化，超標(biāo)雨水溢流排放。采用透水路面，強(qiáng)化雨水入滲，考慮到車行道污染相對(duì)較重、荷載較高，可采用排水路面結(jié)構(gòu)；但非機(jī)動(dòng)車道、人行道等，應(yīng)大力推廣透水路面。為盡可能多地消納道路雨水徑流，人行道樹木可采用LID樹池形式。

2　城市道路設(shè)計(jì)可采用的低沖擊技術(shù)

2.1透（排）水鋪裝

透水路面是一種分散的排水結(jié)構(gòu)。在降雨過程中，雨水滲透過路面結(jié)構(gòu)，一部分直接滲入土壤，有效補(bǔ)充地下水，另一部分保留在路面下的基層與透水材料中，多余的雨水，匯集成徑流通過管網(wǎng)系統(tǒng)排放。路面無積水，提高了車輛通行的安全性；結(jié)構(gòu)具有較大的孔隙率，能夠吸收城市熱量，有利于調(diào)節(jié)城市熱島效應(yīng)。根據(jù)骨料、配色不同表現(xiàn)形式多樣化，配合景觀效果好。適用于人行道、行人廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、公園景區(qū)、住宅區(qū)等，目前應(yīng)用表明其將會(huì)是解決城市人行道使用需求和排水問題的最佳方案。

在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，人行道宜采用透水鋪裝，非機(jī)動(dòng)車道可采用透水瀝青路面或透水水泥混凝土路面，可采用《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 135-2009）和《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 190-2012）作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

排水性路面是指表面的一層或兩層具有排水功能，能夠?qū)B入的雨水直接從該層向路面邊緣排出而不能再向其下承面層滲透的路面結(jié)構(gòu)。排水性路面面層通常采用大空隙開級(jí)配的瀝青混合料，中、下瀝青面層采用密實(shí)級(jí)配瀝青混凝土，并在排水性瀝青面層與中面層之間設(shè)置防水粘層，同時(shí)在路肩下設(shè)置縱向側(cè)溝和橫向排水管，使?jié)B入到排水功能層的水能橫向排除到路面結(jié)構(gòu)以外。噪聲特別大的城市的快速干道，以及通行以小型客車為主的高架道路也適宜鋪筑排水路面。另外，在長隧道中鋪設(shè)排水性路面，可降低隧道內(nèi)車輛滾動(dòng)噪聲。這里可以推薦幾種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，供設(shè)計(jì)研究時(shí)參考，見圖1。

同時(shí)道路橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化道路橫坡坡向、路面與道路綠化帶及周邊綠地的豎向關(guān)系等，便于徑流雨水匯入其他低影響開發(fā)設(shè)施。

2.2生物滯留池

生物滯留池由草地緩沖帶、砂床、蓄水區(qū)、有機(jī)層或覆蓋層和鄉(xiāng)土植物所組成，見圖2。路面雨水通過道路橫坡排至進(jìn)入生物滯留池，部分徑流及所含的污染物被植物吸收，剩余徑流則通過砂床下滲，所含的大顆粒污染物被滯留于砂床中。若徑流量很大，過剩的徑流將通過溢水口進(jìn)入地下排水管，將雨水快速排出。

圖1　某項(xiàng)目排水路面結(jié)構(gòu)圖

圖2　生物滯留設(shè)施典型構(gòu)造示意圖

對(duì)于污染嚴(yán)重的匯水區(qū)應(yīng)選用植草溝、植被緩沖帶或沉淀池等對(duì)徑流雨水進(jìn)行預(yù)處理，去除大顆粒的污染物并減緩流速；應(yīng)采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑或石油類等高濃度污染物侵害植物。

生物滯留設(shè)施應(yīng)用于道路綠化帶時(shí)，若道路縱坡大于1%，應(yīng)設(shè)置擋水堰/臺(tái)坎，以減緩流速并增加雨水滲透量；設(shè)施靠近路基部分應(yīng)進(jìn)行防滲處理，防止對(duì)道路路基穩(wěn)定性造成影響，見圖3、圖4。

圖3　某項(xiàng)目生物滯留池效果圖

圖4　某項(xiàng)目生物滯留池現(xiàn)場(chǎng)圖

2.3LID樹池

LID樹池主要安裝在人行道上，是為管理人行道徑流而設(shè)計(jì)的矩形種植箱，常與樹池結(jié)合使用。其主要由砂礫、土壤和植物組成。LID樹池頂部砂層略低于人行道，以引導(dǎo)徑流流入，相比傳統(tǒng)的凸出地面的樹池，這種設(shè)計(jì)卻大大提高了對(duì)地表徑流的控制吸收作用。人行道徑流在自然下滲和植物吸收后，過剩部分被引入溢水管（溢水管高度介于砂層和人行道高度之間），通過地下排水管排出。

在道路低沖擊設(shè)計(jì)中，除了上述的低凹式還可以通過以下幾點(diǎn)對(duì)道旁樹池進(jìn)行改造。半封閉池緣，一些植樹池需要以池緣充當(dāng)座椅來增加行人于此空間逗留的可能性，可將池緣部分取消，以提供徑流入口通道；可透水池緣，若植栽池充當(dāng)行車安全防護(hù)邊界而必須凸出于路面，則可利用透水性材料來筑造池緣，以便雨水滲入道旁植栽池。

2.4雨水濕地

雨水濕地（也稱人工濕地）是一種人工淺沼澤系統(tǒng)，利用物理、水生植物及微生物等作用凈化雨水，來處理城市雨水并控制徑流量，是一種高效的徑流污染控制設(shè)施［5］。雨水濕地分為雨水表流濕地和雨水潛流濕地，一般設(shè)計(jì)成防滲型以便維持雨水濕地植物所需要的水量，即平時(shí)發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，暴雨發(fā)生時(shí)發(fā)揮調(diào)蓄功能，實(shí)現(xiàn)土地資源的多功能利用。雨水濕地常與濕塘合建并設(shè)計(jì)一定的調(diào)蓄容積。主要由進(jìn)水口、前置塘、沼澤區(qū)、出水池、溢流出水口、護(hù)坡及駁岸、維護(hù)通道等構(gòu)成。

雨水濕地在設(shè)計(jì)中應(yīng)以前對(duì)徑流雨水進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)要注意進(jìn)水口和溢流出水口應(yīng)設(shè)置碎石、消能坎等消能設(shè)施，防止水流沖刷和侵蝕。

3　結(jié)語

在設(shè)計(jì)階段應(yīng)統(tǒng)籌考慮城市道路與建筑與小區(qū)、綠地與廣場(chǎng)、水系等不同低沖擊開發(fā)模式的設(shè)施及其組合進(jìn)行科學(xué)合理的布局與銜接。低沖擊開發(fā)模式的城市道路設(shè)計(jì)與所在區(qū)域的規(guī)劃控制目標(biāo)、水文、氣象、土地利用條件等關(guān)系密切，因此，選擇低沖擊開發(fā)模式的城市道路單項(xiàng)控制或其組合系統(tǒng)控制時(shí)，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。應(yīng)在滿足道路交通通行、安全等基本功能的基礎(chǔ)上，充分利用城市道路自身及周邊綠地空間落實(shí)低影響開發(fā)設(shè)施。

［1］趙劍強(qiáng)，孫奇清.城市道路路面徑流水質(zhì)特性及排污規(guī)律［J］.長安大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，22（2）:21-23.

［2］Cof f m anLS.LowIm pact Devel opm ent creat i ng a st ormof cont roversy［J］.W at er Resources Im pact，2001，3（6）:7-9.

［3］俞露.低沖擊開發(fā)模式綜述［J］.城市建設(shè)，2010（2）:180.

［4］Larry S.Cof f m an.LowIm pact Devel opm ent Technol ogyan Innovat i veDecent ral i zedApproacht oSt orm wat er M anagem ent W at er Qul i t y［A］.The 4t h Int ernat i onal Conf erence on W at ershed M anagem entand Urban W at er Suppl y［C］.2004.

［5］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建［S］.

U412.37

A

1009-7716（2016）09-0200-03

2016-05-20

吳炫（1988-），男，四川廣元人，助理工程師，從事市政道路設(shè)計(jì)工作。