基于海綿城市理念的田徑場設(shè)計研究

羅 義 王兆宇 曹永超 路 歌

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

當(dāng)今中國正面臨著城市內(nèi)澇等多種水環(huán)境問題，為解決這些水環(huán)境問題綜合癥，實現(xiàn)城市雨洪管理，提出了一個綜合全面的解決方案——海綿城市理論。海綿城市理念的應(yīng)用是體現(xiàn)一座城市是否現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，而田徑場的數(shù)量和分布是衡量一座城市環(huán)境條件、基礎(chǔ)設(shè)施水平的重要標(biāo)志，在一定程度上反映了城市的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)狀況。將海綿城市理念應(yīng)用于其中，對城市的可持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。

1 海綿式田徑場概念的提出

1.1 海綿城市的理念與內(nèi)涵

中國城市化進(jìn)程的加速帶來了諸如下墊面硬質(zhì)化率增加，徑流系數(shù)提高，城市防洪防汛壓力加劇等問題。城市嚴(yán)重內(nèi)澇與缺水問題共存。在此背景下，我國提出了建設(shè)“海綿城市”的偉大構(gòu)思。

海綿城市，指城市像海綿一樣，具有很強(qiáng)的吸水性能，使城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，是新一代城市雨洪管理理念和對低影響開發(fā)理念的擴(kuò)展。降雨時以城市現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施為載體，通過綠色屋頂、下沉式綠地，生物滯留等多種海綿城市技術(shù)，對雨水進(jìn)行滲、滯、蓄、凈、用、排。建設(shè)“海綿城市”不是對原有的排水系統(tǒng)、城區(qū)等進(jìn)行“底朝天”的改造，不是徹底取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提升其控制雨水的能力。依靠滲透、滯留、回用、凈化等技術(shù)手段，使雨水能夠充分得到利用，同時又能避免雨水帶來的損害，使城市的生態(tài)環(huán)境得到良好保證，讓城市水循環(huán)保持健康、良性的狀態(tài)。

1.2 構(gòu)建海綿式田徑場的必要性分析

標(biāo)準(zhǔn)的田徑場包括外場：競賽跑道外側(cè)余地；中場：競賽跑道所占有的空間；內(nèi)場：田徑比賽或球類比賽使用的部分。

田徑場跑道面層材質(zhì)大多采用塑膠——一種用于運(yùn)動場的專用環(huán)保型PU(聚氨酯)。其具有彈性高，價格適中，可全天候使用，不可滲水性等特點。

城市化進(jìn)程的迅速發(fā)展，建筑物覆蓋率不斷加大，相應(yīng)產(chǎn)生了一系列城市環(huán)境問題，地面硬質(zhì)化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，雨水的滲透能力嚴(yán)重降低。特別在雨季，洪峰現(xiàn)象明顯，大部分城市城區(qū)積水嚴(yán)重，對居民生產(chǎn)生活帶來極大的影響。地面硬質(zhì)化還會導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)，進(jìn)而加劇溫室效應(yīng)。而且整個田徑場起主體作用的是跑道，現(xiàn)今田徑場大多采用塑膠跑道。雖然塑膠跑道擁有許多優(yōu)點，但由于其不可滲水，使得場內(nèi)雨水一般設(shè)計為通過排水系統(tǒng)排走，不能用于地下水的補(bǔ)充供應(yīng)，雨季中易給市政排水管網(wǎng)造成壓力，因此將海綿城市理念應(yīng)用于田徑場建設(shè)是很有必要的。

2 海綿式田徑場的構(gòu)建

2.1 當(dāng)前田徑場排水系統(tǒng)

跑道外側(cè)及看臺的雨水主要通過地面徑流排入跑道外側(cè)明溝；徑賽跑道以及兩端半圓田賽場地的雨水排入跑道內(nèi)側(cè)明溝；跑道內(nèi)側(cè)以及田賽場地以內(nèi)區(qū)域，包括足球場，一般采用排滲結(jié)合的排水方式。

2.2 海綿式田徑場建設(shè)規(guī)劃思路

場地排水能力是運(yùn)動場的重要性能，為了保證降雨后場地能盡快恢復(fù)使用，國際田徑聯(lián)合會規(guī)定：自雨水完全淹沒運(yùn)動場20 min后，場內(nèi)積水不得超過運(yùn)動場地面結(jié)構(gòu)的深度。在現(xiàn)有田徑場排水系統(tǒng)“排滲結(jié)合，以排為主”理念下，滲水速度低于地面徑流速度，通過簡單的“快排模式”處理雨水，不能有效的利用雨水、實現(xiàn)雨水的資源化。運(yùn)用海綿城市理念建設(shè)田徑場，要保護(hù)田徑場的原有生態(tài)系統(tǒng)，將建設(shè)帶來的影響降到最低。在建設(shè)海綿式田徑場的過程中要把“海綿體”的質(zhì)量提高，同時盡可能將“海綿體”的規(guī)模擴(kuò)大。比如可以在不影響跑道使用性能的前提下，將“透水鋪裝技術(shù)”應(yīng)用到跑道改造中。

2.3 田徑場的降雨量和排水量

運(yùn)動場的降雨量和排水量的水量平衡方程：

Q=q1+q2+q3+q4+q5。

其中，Q為降雨量；q1為場地地面徑流量；q2為場地結(jié)構(gòu)層土壤含水變化量；q3為管網(wǎng)滲、排水量；q4為管網(wǎng)下深層滲水量；q5為地表蒸發(fā)水量。

q1的產(chǎn)生要求降雨速度大于場地土壤的入滲速度。這時雨水滲入場地土壤中q2增加，通過管網(wǎng)滲排水q3，未滲入土壤的水形成q1。降雨強(qiáng)度不大于土壤入滲速度時q1=0。

2.4 海綿式田徑場跑道設(shè)計

在不影響跑道使用性能的前提下，針對現(xiàn)有塑膠跑道的缺點，可以依靠“透水鋪裝技術(shù)”對跑道進(jìn)行改造，增強(qiáng)跑道的透水性。減少因水汽問題導(dǎo)致的跑道摩擦力下降。同時透水鋪裝多空隙的特點又可以有效降低噪聲污染。

2.5 海綿式田徑場排水系統(tǒng)的構(gòu)建

改變原有的“快排”理念，充分利用雨水?？梢栽谂潘鳒夏┒嗽O(shè)置蓄水池，蓄水池靠近上端一側(cè)的位置相通連接有溢流管。該溢流管的一端通過管道與城市管網(wǎng)連接，另一端通過連接管套連接盲管，盲管的末端連通至凈滯池，凈滯池的內(nèi)部依次設(shè)置沉淀箱、過濾箱和活性炭吸附箱。沉淀箱與過濾箱、過濾箱與活性炭吸附箱之間均設(shè)置隔水板，隔水板的上端嵌通水管。過濾箱的內(nèi)部固定安裝兩塊過濾網(wǎng)，凈滯池的一側(cè)通過水管與城市管網(wǎng)連接，城市管網(wǎng)的一端相通連接用水結(jié)構(gòu)管，蓄水池的底端開設(shè)有滲水孔，方便雨水滲透進(jìn)入泥土層，保護(hù)地下水的補(bǔ)充供應(yīng)(如圖1所示)。

2.6 海綿式田徑場的優(yōu)點

通過所述的田徑場循環(huán)系統(tǒng)，雨水通過盲溝、導(dǎo)水管進(jìn)入蓄水池，減少跑道積水現(xiàn)象，保證跑道正常使用。同時蓄水池中的水，向土壤層滲透，涵養(yǎng)地下水。降雨時跑道產(chǎn)流，當(dāng)跑道蓄水池內(nèi)的水位上升至帶孔盲管以上時，雨水經(jīng)帶孔盲管輸出至凈滯池，并通過沉淀箱、過濾箱和活性炭吸附箱的初步凈化，從城市管網(wǎng)、用水結(jié)構(gòu)管排出。滿足中水標(biāo)準(zhǔn)，用于灌溉，衛(wèi)生間便器沖洗等。這樣可以充分地利用雨水，節(jié)約水資源，起到有效的雨洪管理。所述蓄水池和凈滯池均埋在田徑場的下方，這樣的設(shè)計很好的利用地下空間。滲排結(jié)構(gòu)簡單，水循環(huán)速度快，環(huán)保性強(qiáng)，符合社會發(fā)展需求。

3 設(shè)計建造中的注意事項

在海綿式田徑場的設(shè)計建造過程中，要最大化地保持原有的生態(tài)環(huán)境不受破壞。跑道坡度設(shè)計要遵守國家田徑場建設(shè)規(guī)范：跑道橫向坡度設(shè)計為外側(cè)高內(nèi)側(cè)低傾斜不大于1%，，跑道設(shè)計多采用0.8%的橫向坡度，便于控制誤差；縱向坡度沿跑進(jìn)方向高低傾斜不大于0.1%，在西直道起點和終點的直道與彎道交接延伸區(qū)域，橫向坡度不大于1%(一般按照0.8%)向內(nèi)側(cè)傾斜，縱向坡度不大于0.1%由起點向直曲交接線傾斜設(shè)計，以保證該區(qū)域的排水順暢。進(jìn)水口開口寬度應(yīng)隨跑道坡度做出調(diào)整，為進(jìn)水提供便捷。同時在進(jìn)水口處采取防止由于沖刷導(dǎo)致的口沿處材料被侵蝕的措施。在徑流雨水行泄通道區(qū)域的低影響開發(fā)措施附近要張貼警示標(biāo)志，避免發(fā)生事故；由于在田徑場設(shè)計過程中，田賽場地排水常被忽視，而其他位置可通過排水管、泄水管排水，所以需要重視田賽跑道的排水設(shè)計。

4 結(jié)語

海綿式田徑場的構(gòu)建是以海綿城市理念為基礎(chǔ)，根據(jù)當(dāng)前田徑場的跑道材料、排水系統(tǒng)，進(jìn)行構(gòu)建海綿式田徑場的必要性分析，并提供了一種類型的設(shè)計方案。這種海綿式田徑場建造過程中雖然會產(chǎn)生上述水循環(huán)系統(tǒng)的額外費(fèi)用，但雨水的利用，減少額外的水費(fèi)支出，將投資轉(zhuǎn)化為收益。同時徑流量與徑流系數(shù)有關(guān)，田徑場的徑流系數(shù)與土質(zhì)構(gòu)成，草坪疏密程度等多項因素有關(guān)。田徑場地建成后，徑流系數(shù)變化不大。因此在原有條件不變的前提下，運(yùn)用透水鋪裝技術(shù)進(jìn)行跑道改造，構(gòu)建海綿式田徑場的排水系統(tǒng)，可以加快雨水的入滲速度及水循環(huán)速度，有效的降低徑流系數(shù)和利用雨水。田徑場在城市設(shè)施中所占比重雖然不大，但在海綿城市建設(shè)中，小模塊海綿體的作用對整個海綿城市的建設(shè)有著深遠(yuǎn)影響，因此建設(shè)海綿式田徑場意義重大。

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