“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用 姚晓媚

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:姚晓媚
[导读] 摘要:近年来,我国多个城市频繁出现城市内涝,受灾城市数量、规模、经济损失程度和人员死伤均呈显著上升的态势。
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        摘要:近年来,我国多个城市频繁出现城市内涝,受灾城市数量、规模、经济损失程度和人员死伤均呈显著上升的态势。城市内涝现象的发生,极大地束缚了城市的正常运行,并有愈演愈烈的趋势,内涝灾害已成为全国城市面临的共同问题。在这种背景下,我国引入了一种新的城市建设理念——海绵城市,即城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。本文旨在分析海绵城市理念对道路建设的重要性,从设计角度探讨符合海绵城市理念的市政道路排水系统建设。
        关键词:市政道路、海绵城市、排水设计
        一、引言
        随着城市居住用地、公共建筑的不断增加,城市自然地表被不透水硬质材料替代,雨水自然下渗、净化和收集都面临很大挑战,城市内涝也频繁发生,在此背景下提出构建有中国特色的海绵城市体。
        所谓海绵城市是指新一代城市雨洪管理概念,是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
        建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
        二、海绵城市建设总体设计体系
        结合国内外相关案例及经验,海绵城市的建设途径主要包括三大方面,即:一是对城市原有生态系统的保护;二是生态恢复和修复;三是低影响开发。
        配套设施:建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
        主要条件:建设海绵城市,关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《海绵城市建设技术指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
        有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还起到节能减排、缓解热岛效应的功效。道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。
        三、海绵城市市政道路排水设计体系
        目前,我国正处在城市化快速发展的关键时期,城市不透水面积急剧增加。城市道路作为城市主要不透水下垫面之一,占建设用地的比例超过了30%。与此同时,传统管道排水方式导致道路排涝压力大、路面污染严重等突出问题,难以满足现代城市建设对生态环境的需求。城市道路运用海绵城市设计策略,在收集利用道路雨水径流、污染排放等方面可产生巨大的经济、生态和美学效益。
        道路海绵设计思路是在满足交通功能的基础上合理利用道路布局,在车行道、人行道、绿化带、道牙等结构中充分体现“渗、蓄、滞、用、排”。道路整个面层可通过横坡,整合为一个新的排水绿化生态系统,实现一个可以用来应对道路积水的新策略。


        (一)道路路面采用透水沥青
        透水沥青路面又叫“排水降噪路面”,是一种新型路面结构,在原料中混入了特别研制的改性沥青、消石灰、纤维,能有效降低高速行驶的车辆与路面磨擦引起的爆破声,而且自身具有完备的排水系统,使雨水下渗、路面积水的反光现象由此成为历史,雨天机动车打滑的现象也将大幅度减少。
        此外,使用透水性材料铺设具有排水性的道路,可以减轻集中降雨季节道路排水系统的负担;有助于补充城市地下水资源,保持土壤湿度,增加城市透水、透气面积,调节城市气候,降低地表温度,改善城市环境,保持生态平衡。
        (二)人行道采用透水砖
        人行道采用彩色透水砖,强度高,透水性好,保水性强,后期维护费用低,能快速有效地使雨水通过。透水砖吸水率可达到砖体积的25%,能吸能蓄;雨水大时,因重力作用而渗入地下,回补地下水,能阻滞地表径流,减少城市洪水的形成;砖体的蓄水可在城市高温时缓慢蒸发,降低地表温度,减轻城市热岛效应。
        (三)树池采用生态树池
        生态树池是对传统树池的填料进行改造,使之具有蓄存雨水、污染物去除等功能的设施。生态树池的种植土壤填料厚度一般大于1米,树池顶一般低于周边路面10cm。主要用于收集、初步过滤雨水径流,在街道、公园、广场及人行道两旁等都能适用。一系列连贯的树池可以被设计成潜在的收水装置,最大限度地发挥收集、过滤雨水径流的作用。
        因此,采用生态树池,可以在保证城市道路、绿地原有功能的同时,使海绵城市理念与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统有效衔接,充分发挥城市“绿色”基础设施与“灰色”基础设施协同作战的能力。
        (四)绿化带设置为植被草沟
        植被草沟是一种收集雨水、处理雨水的径流污染、排水并可适度入渗雨水的植被型草沟,包括排水型和入渗型两种类型,具有输水功能和一定截污净化作用。
        植草浅沟顶宽0.5~2m,深度0.05~0.25m,边坡(垂直:水平)1:3~1:4,纵向坡度0.3%~5%。适用于径流量小及人口密度较低的居住区、工业区或商业区、公园、停车场以及公共道路两边,可以代替路边的排水沟或雨水管渠系统。
        (五)绿化带设置为雨水花园
        市政道路设计中的雨水花园是一种窄的、线性的、配置丰富景观植物、具有规则形状(常为长方形或正方形)的下凹式景观空间,具有平缓的纵向坡。雨水花园主要是通过土壤的过滤和植物的根部吸附、吸收等作用去除雨水径流中污染物的人工设施,通过将雨水暂时储存而后慢慢渗入周围土壤来削减地表雨水洪峰流量。包括入渗型、过滤型及植生滞留槽三种类型。
        雨水花园一般由七部分构成:前处理系统,进水系统,排水系统,表面溢流系统,积水区,填料及植物。其中,填料是植生滞留槽的核心设施。植生滞留槽填料自上而下一般依次为覆盖层、种植土壤、粗砂及碎石。适用于处理道路、屋顶径流雨水。若雨水花园离周边建构筑物较近(≤3m),则需做防渗处理,溢流及出流雨水流入附近的排水系统中。
        (六)道牙设置为开口道牙
        道路道牙宜采用孔口路牙、格栅路牙或其他形式,确保道路雨水径流能够顺利流入绿化带,对雨水也是一个过滤截留的作用,通过篦子滞留部分雨水中携带的体积较大的污物,如塑料袋,纸壳,食品垃圾等,防止污染物质进入沉积。
        四、总结
        以海绵理念建设市政道路,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
        参考文献:
        [1]邵丽萍.海绵城市在市政道路给排水设计中的应用[J].电子乐园,2019(3):0057-0057.
        [2]陈钢."海绵城市"在市政道路给排水设计中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2018.
        [3]浦华友,方延勇."海绵城市"在市政道路给排水设计中的应用分析[J].智能城市,2016(11):15-16.
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