基于海綿城市理論的道路景觀設計研究

胡軍發(fā)（招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067）

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基于海綿城市理論的道路景觀設計研究

胡軍發(fā)（招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067）

城市道路景觀設計是海綿城市建設中的重要組成部分，通過對道路綠化帶的科學規(guī)劃，可以實現(xiàn)對雨水的收集和利用，對緩解城市內(nèi)澇、回補地下水源、節(jié)約綠帶灌溉成本和市政管道造價具有重要意義。本文結(jié)合具體的實例對基于海綿城市理論的道路景觀設計進行分析。

海綿城市；低影響開發(fā)；道路綠化；景觀設計

1　引言

現(xiàn)代城市道路景觀規(guī)劃的主要原則就是實用性以及科學性、環(huán)保型，這樣才能夠使得該規(guī)劃對于城市的環(huán)境起到確實的改進作用。城市在前期的整體規(guī)劃過程中由于對于環(huán)境等因素的考慮有所欠缺，導致城市在現(xiàn)今的發(fā)展過程中出現(xiàn)各種導致發(fā)展受阻的問題。為改善這一情況主要采取的措施就是城市道路景觀規(guī)劃設計，其能夠在一定程度上增加環(huán)境的承載量以及緩解生態(tài)的壓力，還能夠起到美化城市的效果，使得入的健康得到保障。雨洪災害和水污染管理就是其中制約我國城市生態(tài)發(fā)展的核心問題之一。為此，強調(diào)自然積存、自然滲透、自然凈化為目標的海綿城市理論應運而生。

2　海綿城市理論概述

①海綿城市的本質(zhì)是協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化與自然環(huán)境之間的關(guān)系，從傳統(tǒng)城市高強度、粗放式的開發(fā)方式，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詷?gòu)建人和自然、土地利用、水環(huán)境、水循環(huán)等和諧關(guān)系為主導的開發(fā)理念。②海綿城市的目標是使城市具有應對環(huán)境變化與災害的“彈性適應”能力。因此必須通過保護原有藍線、恢復己經(jīng)被破壞的水生態(tài)環(huán)境、市內(nèi)推行低影響開發(fā)策略、建立有效減少地表徑流量的系統(tǒng)與措施等方式來提高城市“彈性適應”能力。③城市雨水的排澇思路需要轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)城市追求高效快速的排水思路并沒有考慮到水資源的循環(huán)利用，海綿城市排水思路應當把雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環(huán)使用和排水密切結(jié)合。④保證開發(fā)前后基底的水文特征基本不變。更多考慮利用自然力量排水，可以保持水文特征的穩(wěn)定，減少城市暴雨導致的徑流量峰值的出現(xiàn)。

3　基于海綿城市理論的道路景觀設計分析

影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設計目標是改變傳統(tǒng)的將雨水盡快排除的思想，代之以雨水滯、滲、蓄、排，削減洪峰流量，防止洪澇災害；控制面源污染，改善水環(huán)境作用。此時的路面排水系統(tǒng)步驟如圖1。針對道路的特點，具體措施如下：

圖1　路面排水系統(tǒng)

海綿城市理論的道路設計中涉及的主要技術(shù)類型有：截留技術(shù)，指通過材料和結(jié)構(gòu)增加匯水面積，減緩降雨過程中雨水形成徑流的速度，該技術(shù)通過增加徑流形成的時間，可在降雨初期有效減少徑流突增對市政雨水管道帶來的壓力，在道路綠化景觀設計中，該技術(shù)可通過喬灌木樹冠、樹干的截留-蒸騰作用得到實現(xiàn)；促滲技術(shù)，指通過改變地面鋪裝材料自身的透水速率或擴大材料之間相互銜接的縫隙面積，使雨水下滲到場地內(nèi)部。根據(jù)以上2種滲透形式，可將透水鋪裝分為3類，即縫隙透水下墊面鋪裝、自透水下墊面鋪裝和自透水與縫隙透水相結(jié)合的下墊面鋪裝。在道路綠化景觀設計中，可將該技術(shù)用于綠色街道的設計。當有降水時，雨水可順著材料自身的孔隙或之間的縫隙下滲到基層和土壤層；當沒有降水時，材料自身的孔隙或之間的縫隙可作為土壤通風換氣的通道，減少城市干島效應的發(fā)生。

4　實例分析

以北京市的延慶創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園道路為例來進行分析，該道路綠化工程設計項目總里程數(shù)為5722m，綠化總面積約為736000m2，其中道路綠化退縮帶面積約為570000m2。該項目主張貫穿全程的綠色設計、綠色建筑和綠色運營。該地區(qū)降水量年內(nèi)分布不均，6～8月份降水量占全年總降水量的72%，春季降水量僅占年降水量的10～15%，春旱現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，同時道路雨水徑流匯集后排入河中，下面針對該道路景觀中的雨水基礎設施進行分析：

4.1綠色屋頂

綠色屋頂是指建筑屋頂部分或全部由綠色植被、植物生長基質(zhì)及屋頂防水結(jié)構(gòu)覆蓋的一張景觀屋頂形式。該項目中道路兩側(cè)建筑屋頂全部建成綠色屋頂，從雨水徑流和污染形成的重要源頭即屋頂上加長雨水徑流時間，降低徑流速度并且凈化屋頂雨水水質(zhì)，同時還能有效減少建筑內(nèi)部制冷等能源消耗，調(diào)節(jié)微氣候，為動物棲息及人類活動提供良好的外部空間。

4.2道路設計

傳統(tǒng)的道路體系中，道路綠化帶標高大多高于道路標高，使得雨水先從綠化帶匯入路面，進而匯入道路中的排水系統(tǒng)。這樣不僅加重城市排水系統(tǒng)的負擔，使得綠地中的泥水污染路面，淤塞下水道及河床，同時還造成了城市道路積水，道路兩側(cè)綠帶依靠自來水澆灌等弊端。本次道路景觀設計運用雨水收集和處理的理念，在道路標高、路牙石切口、雨水種植池等方面進行了新的探索和嘗試。

4.2.1道路標高

雨水收集設計理念考慮改變傳統(tǒng)的設計方式，使得路面標高高于綠化帶標高20cm左右，道路坡度在1.5%左右，這就使得匯集到路面上的雨水流向道路綠帶，對植物進行灌溉，并經(jīng)過生物凈化后滲入地下。這就解決了以往道路景觀灌溉用水匿乏以及雨水徑流污染地下水等問題。

4.2.2路牙石切口

以往道路設計的路牙石都是連續(xù)的，這樣就阻隔了道路綠帶和路面之間的雨水流通，于是就出現(xiàn)了暴雨過后路牙石邊上往往有大量積水的現(xiàn)象，通過對路牙石局部進行切口的方式將雨水徑流引入雨水種植池內(nèi)，這樣不僅有效緩解了雨水滯留在路面對交通的影響，也為植物灌溉提供了新的水源。

4.2.3雨水種植溝

雨水種植溝是設置在道路上的狹長井種植豐富景觀植物的下凹式景觀空間，溝底部可以為坡底或平底，具有傾斜的橫向邊坡和緩和的縱向坡度。困雨水經(jīng)縱向邊坡匯入種植溝底部，同時在橫向邊坡的作用下流向種植溝的一側(cè)，方便雨水的匯集，最終雨水種植溝通過自身的生物凈化過程，將原木污濁的地表徑流進行凈化，從而保證地下水源的純凈。

4.2.4道路斷面

考慮到主要道路和次要道路承擔的功能不同.兩種道路采取的斷面形式也不相同。主要道路集水帶采用種植溝形式，一方面對雨水進行有效的收集和凈化同時也能增加道路的景觀效果。道路由于路幅寬度有限，集水帶則不種植景觀植物，而是通過工程做法.將雨水進行過濾凈化后滲入地下。

4.3透水鋪裝

透水鋪裝在下雨時能讓雨水快速滲入地下，防止雨水滯留產(chǎn)生內(nèi)澇現(xiàn)象。雨后可以起到凈化空氣，調(diào)節(jié)空氣濕度等作用，對于缺水地區(qū)有很大的應用價值。本次道路景觀設計鋪裝以透水鋪裝為主，主要材料有透水性地磚、嵌草磚，以及鵝卵石、碎石等。根據(jù)道路的類型選擇不同的透水材料，透水性地磚主要用于入行道、自行車道，透水磚的滲水效果較好，鋪設時材料之間的連接處用透水材料銜接增加透水性；嵌草磚用于停車場和自行車停放區(qū)，在磚縫和磚孔中填土種草，可以保證停車場區(qū)域達到約40%的綠化率；鵝卵石、碎石主要用于鋪設場地內(nèi)部的小路，透水性好，樣式色彩多變，收集處理雨水的同時還能增加景觀效果。

4.4植物配置

由于本次道路景觀設計對雨水進行了收集利用，使得場地的植物在短時間內(nèi)可能受到雨水的浸泡，因而植物配置首先要考慮的是植物對濕潤土壤的適應性，應當選擇可以承受雨季24～28h水澇狀態(tài)的耐濕植物，并盡量選擇本土植物，同時考慮其忍受冬季低溫甚至土壤凍結(jié)等極端條件的存活能力，最后綜合考慮植物的姿態(tài)、色彩、質(zhì)感、花期、大小的搭配，形成色彩鮮明的道路景觀。

4.5雨水花園

雨水花園是自然形成的或入工挖掘的，兼具景觀和生態(tài)凈化等功能的滲透性淺口綠地，用于匯聚并凈化來自屋頂或地面的雨水，是一種生態(tài)的可持續(xù)的道路雨水基礎設施。雨水花園兼具雨季及非雨季的雙重景觀特征，能有效地去除徑流中的懸浮顆粒、有機污染物以及重金屬離子、病原體等有害物質(zhì)；營造的小生態(tài)環(huán)境可以為昆蟲與鳥類提供良好的棲息環(huán)境，從而達到生態(tài)平衡；通過植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)環(huán)境中空氣的濕度與溫度，減輕熱島效應，改善周邊的環(huán)境條件。

4.6指標分解

4.6.1道路設計降雨控制量

V=H·F

式中：V-道路降雨總量（m3）；H-設計降雨量（mm），取值為33.6mm；F-匯水面積。

項目中A路段設計降雨控制量V1為14085.8m3，龍B路段設計降雨控制量V2為9759.9m3。

φ=（φ綠地·F綠地+φ機動車道·F機動車道+φ非機動車道·F非機動車道+φ人行道·F人行道）/（F綠地+F機動車道+ F非機動車道+F人行道）

式中：φ-綜合雨量徑流系數(shù) （可用加權(quán)平均法計算得出：綠地=0.15，機動車道=非機動車道=0.9，入行道=0.4）；F-匯水面積。A路段綜合雨量徑流系數(shù)φ1為0.55，B路段綜合雨量徑流系數(shù)φ2為0.50，則可認為A路段入滲實現(xiàn)的控制率為45%，實現(xiàn)的降雨控制量Vl-1為6338.6m。B路段入滲實現(xiàn)的控制率為50%，實現(xiàn)的降雨控制量V2-1為4880.0m3。

4.6.2道路綠帶低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)面積

需要通過生物滯留設施和下沉式綠地實現(xiàn)的降雨控制量A路段V1-2為7747.2m，B路段V2-2為4880.0m3。生物滯留設施與下沉式綠地的調(diào)蓄深度定為0.2m，通過計算得出，A路段所需面積S1為38736m，占綠地總面積的21.7%，B路段所需面積S2為24400m2，占綠地總面積的16.8%。另外，根據(jù)雨水徑流的方向，中分帶和路側(cè)綠帶的雨水可自身消納，機動車道雨水徑流分別匯入兩側(cè)分帶，非機動車道及入行道雨水徑流分別匯入兩側(cè)行道樹綠帶，其中中分帶、側(cè)分帶和行道樹綠帶使用的是生物滯留設施，路側(cè)綠帶使用的是下沉式綠地。因此，A路段生物滯留設施和下沉式綠地調(diào)蓄雨水徑流的比例為12：5，生物滯留設施所需面積S1-1為27343.1m2，占綠地總面積的15.3%，下沉式綠地所需面積Sl-2為11392.9m2，占綠地總面積的6.4%；B路段生物滯留設施和下沉式綠地調(diào)蓄雨水徑流的比例為 8：5，生物滯留設施所需面積 S2-1為15015.4m2，占綠地總面積的10.3%，下沉式綠地所需面積S2-2為9384.6m2，占綠地總面積的6.5%。

5　結(jié)束語

城市道路低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)對于緩解城市洪澇災害、控制徑流污染、凈化城市水質(zhì)、補充地下水源具有重要的作用。該項目中雨水基礎設施對于營造兼具景觀和雨水收集處理功能的道路景觀有著很重要的作用，基于海綿城市理論的道路景觀設計應用具有十分重要的意義。我國城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中如何使雨水基礎設施建設從單純的工程技術(shù)和生產(chǎn)利用層面向景觀化、經(jīng)濟化、差異化等方向發(fā)展，同時讓雨水基礎設施建設有更大更好的平臺去發(fā)揮自身的特色和優(yōu)勢，這都需要進一步的探索和實踐。

［1］周延偉.海綿城市理論在道路綠化景觀設計中的應用［J］.河北林業(yè)科技，2015（6）：59～64.

［2］楊一夫.基于海綿城市的廈門城市道路雨水LID系統(tǒng)研究［J］.廈門科技，2016（1）：46.

［3］孫 威.關(guān)于“海綿城市”建設理論的運用與思考——以銀川濱河新區(qū)黃河外灘公園休閑旅游觀光道和木棧道工程景觀設計施工為例［J］.現(xiàn)代園藝，2015（11）：74～76.

胡軍發(fā)（1984-），男，工程師，碩士研究生，主要從事園林景觀設計工作。

U418.9

A

2095-2066（2016）17-0185-02

2016-6-2