道路雨水花壇的設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用前景分析

李 彤

(上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200030）

1 城鎮(zhèn)化帶來的水資源危機(jī)

近年來隨著城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，原生態(tài)土地面積的減少、路網(wǎng)的鋪設(shè)，以及建設(shè)地塊的開發(fā)導(dǎo)致雨水可滲透下墊面逐年遞減、暴雨高峰流量逐年增加。汛期時(shí)城鎮(zhèn)化地區(qū)大量雨水通過排水系統(tǒng)排入內(nèi)河或外河，給尚不完善的排水系統(tǒng)造成了沉重的負(fù)擔(dān)，也導(dǎo)致了雨水資源流失，已經(jīng)成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。

因此，如何進(jìn)一步加強(qiáng)城市道路排水安全，緩解水資源匱乏的緊張局面，實(shí)現(xiàn)雨水資源化的同時(shí)減少對(duì)水體環(huán)境的污染，已經(jīng)成為人們十分關(guān)心和重視的問題。

2 我國(guó)雨水資源化的發(fā)展過程

我國(guó)雨水利用的歷史較為久遠(yuǎn)，早在周朝時(shí)期在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中就能夠通過中耕技術(shù)增加降雨入滲量，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。但由于缺乏足夠的重視，雨水利用技術(shù)的發(fā)展一直比較緩慢，直到上世紀(jì)80年代后期才得以較大范圍地推廣雨水利用技術(shù)。

從近年的研究來看，我國(guó)在雨水資源化生態(tài)用水中取得了顯著成果，例如北京市規(guī)劃委員會(huì)在 2003年頒布了《關(guān)于加強(qiáng)建筑工程內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定》，要求在北京市范圍內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建工程均應(yīng)進(jìn)行雨水利用工程設(shè)計(jì)和建設(shè)。山西省、南京市、寧波市等多省市頒布的《城市供水和節(jié)約用水管理?xiàng)l例》中也明確規(guī)定，鼓勵(lì)使用再生水、雨水，推廣節(jié)水新技術(shù)、新工藝，建設(shè)節(jié)水型城市。這些都是我國(guó)各地城市在雨水資源化、生態(tài)化利用過程中取得的重要成果。

3 市政道路生態(tài)排水措施的分類

根據(jù)“低影響開發(fā)（LID）”的原則，無論采用何種工程或非工程的措施，都應(yīng)強(qiáng)調(diào)通過生態(tài)功能來維持開發(fā)前原有的水文條件，控制徑流污染，減少污染排放，實(shí)現(xiàn)開發(fā)區(qū)域可持續(xù)水循環(huán)的目的。一般市政道路生態(tài)排水可按以下原則進(jìn)行分類。

3.1 根據(jù)功能進(jìn)行分類

道路生態(tài)排水措施的功能主要有以下幾類：收集利用、攔截、過濾、滲透、調(diào)蓄、滯留、蒸發(fā)等。其中：以收集利用為主的生態(tài)排水措施包括生態(tài)水窖等；以攔截為主的生態(tài)排水措施包括生態(tài)型雨水口、沉泥井等；以過濾、滲透為主的生態(tài)排水措施包括生態(tài)透水路面、生態(tài)植草溝、土壤濾池、滲透管（溝）等；以調(diào)蓄、滯留為主的生態(tài)排水措施包括雨水花壇、生態(tài)植草溝、雨水調(diào)蓄池、生態(tài)滯留塘、下凹式城市綠地等。

3.2 按污染物處理方式進(jìn)行分類

根據(jù)污染物處理方式的不同，道路生態(tài)排水措施可以分污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移后處理的生態(tài)排水和污染物質(zhì)就地處理的生態(tài)排水兩類。其中前者包括具有攔截功能的生態(tài)型雨水口、初期雨水截流設(shè)施、雨水調(diào)蓄池等；后者包括生態(tài)透水路面、生態(tài)植草溝、土壤濾池、滲透管（溝）、生態(tài)滯留塘等。

3.3 按空間布局上的分類

從空間布局上看，道路生態(tài)排水措施可分為點(diǎn)、線、面三類。

點(diǎn)式生態(tài)排水措施呈點(diǎn)狀、分散式布置，一般位于道路路網(wǎng)或排水管網(wǎng)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)上，包括生態(tài)雨水口、具有沉泥功能的排水構(gòu)筑物、雨水花壇、雨水調(diào)蓄池等；線式生態(tài)排水措施一般結(jié)合道路線型布置，包括生態(tài)植草溝、生態(tài)過濾管（槽）、生態(tài)護(hù)坡、綠化緩沖帶等；面式生態(tài)排水措施，包括生態(tài)透水路面、大型的生態(tài)滯留塘、下凹式城市綠地、人工濕地等等。

4 道路雨水花壇設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用分析

上述生態(tài)排水措施中，道路雨水花壇具有占地面積小、可操作性強(qiáng)、生態(tài)功能多樣、景觀效果好等多種特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的研究和應(yīng)用價(jià)值。

4.1 道路雨水花壇的概念

道路雨水花壇，又稱雨水收集池，收集路面徑流雨水后利用雨水花壇本身的空間進(jìn)行儲(chǔ)存和調(diào)蓄，同時(shí)通過級(jí)配過濾材料對(duì)徑流雨水進(jìn)行過濾和下滲來補(bǔ)充地下水，并為花壇內(nèi)的綠色植物提供充足的水份，具有良好的生態(tài)處理功能。

4.2 道路雨水花壇選址及布置形式

道路雨水花壇是以調(diào)蓄、滯留為主要功能的點(diǎn)式生態(tài)排水措施，其選址一般結(jié)合道路線型、規(guī)劃紅線及周邊用地性質(zhì)進(jìn)行布置。

當(dāng)?shù)缆芳t線外規(guī)劃有綠化帶時(shí)，可考慮借助紅線外的綠化進(jìn)行布置，如圖1所示。

圖1 紅線外綠化帶內(nèi)雨水花壇平面示意圖

當(dāng)紅線范圍外為硬質(zhì)鋪裝路面不具備實(shí)施條件時(shí)，雨水花壇可利用紅線范圍內(nèi)足夠?qū)捑G化帶（一般為 3～5 m）進(jìn)行布置，如圖2所示。

圖2 紅線內(nèi)綠化帶內(nèi)雨水花壇平面示意圖

當(dāng)?shù)缆贩秶鷥?nèi)綠化帶寬度不足時(shí)可采用道路局部渠化拓寬的方式（如延長(zhǎng)港灣式公交停靠站、延長(zhǎng)路口渠化段等）為雨水花壇開辟空間，如圖3、圖4所示。

圖3 道路渠化段拓寬前平面示意圖

圖4 道路渠化段拓寬后雨水花壇平面示意圖

當(dāng)?shù)缆贩秶鷥?nèi)有專用停車道時(shí)，可借用局部停車道進(jìn)行布置，如圖5所示。

圖5 借用停車道的雨水花壇平面示意圖

4.3 雨水花壇設(shè)計(jì)方案

4.3.1 蓄水規(guī)模的確定

受用地條件、養(yǎng)護(hù)管理的可操作性和綠化景觀功能的制約，單組雨水花壇平面尺寸不宜過大，長(zhǎng)度和寬度可分別控制在 10 m 及 5 m 左右，深度可控制在 3 m 左右，也可根據(jù)用地情況做靈活調(diào)整。按上述尺寸，單組雨水花壇蓄水規(guī)模約為 75 m3，為充分滿足蓄水功能，雨水花壇可 2～3 組串聯(lián)使用。

4.3.2 平面和豎向布置

根據(jù)功能的不同，雨水花壇按平面可分為底層蓄水滲濾區(qū)、中層種植土區(qū)及頂層綠化種植區(qū)。

底層蓄水滲濾區(qū)見圖6所示，該區(qū)域以調(diào)蓄、滯留、滲濾功能為主。池體為蓄水區(qū)，并設(shè)有導(dǎo)流隔墻，降雨時(shí)雨水由管道收集并初步沉泥后納入蓄水區(qū)調(diào)蓄，調(diào)蓄區(qū)的雨水可通過池底的滲濾井管補(bǔ)充地下水，也可通過池體外的放空閥門井錯(cuò)峰排放；調(diào)蓄區(qū)充滿后的溢流雨水可通過溢流孔至景觀水槽，再排入池體外的排水系統(tǒng)。

圖6 底層蓄水滲濾區(qū)平面示意圖

中層種植土區(qū)見圖7所示，該區(qū)為底層蓄水區(qū)和頂層綠化區(qū)的過渡區(qū)域，以滲透、過濾及利用功能為主，主要堆置綠化植物生長(zhǎng)所需的種植土。雨水在底層蓄水完成后，經(jīng)溢流孔溢流至景觀水槽，再通過透水孔滲透至種植土，為綠化植物的生長(zhǎng)提供水份，降雨期間土體中過多的水份也可反向滲透至景觀水槽，防止植物根系長(zhǎng)期浸水腐爛。

圖7 道路雨水花壇中層種植土區(qū)平面示意圖

頂層綠化種植區(qū)見圖8所示，該區(qū)域以綠化景觀功能為主，通過種植綠色植物及景觀花卉，輔以景觀水槽做點(diǎn)綴，為道路創(chuàng)造良好的綠化環(huán)境。

綜合考慮調(diào)蓄規(guī)模、溢流水位高度、種植土厚度、檢修高度及結(jié)構(gòu)尺寸等要求，雨水花壇高度宜控制在 3 m 以上，豎向布置見圖9、圖10 所示。

圖8 道路雨水花壇頂層綠化種植區(qū)平面示意圖

圖9 道路雨水花壇豎向剖面示意圖-1

圖10 道路雨水花壇豎向剖面示意圖-2

4.3.3 道路雨水花壇的養(yǎng)護(hù)及管理

作為市政道路配套設(shè)施，雨水花壇應(yīng)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與管理，通過設(shè)置進(jìn)水沉泥井、出水檢查井、蓄水區(qū)檢查孔，可滿足蓄水區(qū)池體清淤、種植土更換及綠化植物的日常養(yǎng)護(hù)等要求。

4.4 雨水花壇應(yīng)用前景分析

雨水花壇是城市道路雨水利用中的重要組成部分，也是城市雨洪控制利用體系的一個(gè)具體手段，其應(yīng)用前景十分廣泛。

美國(guó)是最早使用道路雨水花壇的國(guó)家之一，其基于“最佳管理措施（BMP）”的綠色街道項(xiàng)目，如“西南第 12 大道的綠色街道項(xiàng)目”、“東北西斯基尤大街的綠色街道項(xiàng)目”及“洛杉磯奧若斯（Oros）綠色街道項(xiàng)目”等使得雨水花壇的應(yīng)用逐漸推廣開來，并在使用中充分體現(xiàn)了“低影響開發(fā)（LID）”的生態(tài)理念。

在我國(guó)，同樣面臨著城市道路雨水如何利用的難題。隨著對(duì)城市雨洪控制利用方面的不斷研究，相關(guān)政策、管理模式、理論模型及處理技術(shù)在借鑒很多發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，整個(gè)城市雨洪控制利用體系的框架和細(xì)節(jié)也在逐步構(gòu)建和不斷地完善。具有雨水收集利用、過濾、滲透、調(diào)蓄、滯留和空間景觀功能的道路雨水花壇無疑具有很強(qiáng)的使用價(jià)值和更廣闊的發(fā)展前景。

5 結(jié)語

（1）道路雨水花壇應(yīng)結(jié)合道路斷面形式及周邊用地性質(zhì)進(jìn)行合理布置，以達(dá)到既不影響道路的基本功能需求，又能加強(qiáng)城市綠化的景觀效果。其單體的功能區(qū)分和優(yōu)化設(shè)計(jì)也需綜合考慮調(diào)蓄規(guī)模、景觀綠化功能、運(yùn)行管理及后期養(yǎng)護(hù)等多方面影響因素。

（2）道路雨水花壇是以調(diào)蓄、滯留為主要功能的點(diǎn)式生態(tài)排水措施，其占地面積小、可操作性強(qiáng)、景觀效果好且設(shè)置方式靈活，可以有效地解決城市道路雨水的收集、調(diào)蓄和利用問題，是一種有效的道路生態(tài)排水措施，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)積累了較為成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] JamesL.Sipes著.張玉環(huán) 譯.水資源的可持續(xù)解決方案[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2] 陳曉彤,倪兵華.街道景觀的“綠色”革命[J].中國(guó)園林,2009,25K(6):50-53.

[3] 車武,李俊奇.城市雨水利用技術(shù)與管理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006．

[4] 申麗勤,新型城市道路雨洪控制利用[D］.北京:北京建筑工程學(xué)院,2008.

[5] 李碩,基于雨水利用的城市道路綠地景觀設(shè)計(jì)研究[D］.哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2012.