基于雨洪管理功能提升的道路綠地景觀改造

■ 劉 頌 Liu Song 楊 瑩 Yang Ying

當(dāng)前我國(guó)城市快速發(fā)展，不透水面積增加破壞了自然水循環(huán)，城市水文問(wèn)題日益突出，水質(zhì)污染、內(nèi)澇事件越來(lái)越頻繁。隨著道路路網(wǎng)密度的不斷提高，遇到暴雨時(shí)，道路成了地表徑流匯集的首要區(qū)域，道路積水成為普遍現(xiàn)象，同時(shí)給人工排水系統(tǒng)造成很大壓力，而道路綠地發(fā)揮的雨水滯蓄排水等作用有限。本文以提升道路綠地雨洪管理能力為目標(biāo)，探討道路綠地改造的途徑，以期為城市道路更新提供新思路。

1 雨水快排理念下城市道路面臨的雨洪問(wèn)題

我國(guó)城市建設(shè)過(guò)程中一直把雨水當(dāng)作“廢水”，尤其是為了緩解道路雨水徑流量大的問(wèn)題，往往通過(guò)布置灰色基礎(chǔ)設(shè)施，如提高排水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、雨污分流改造、建設(shè)大型調(diào)蓄池、調(diào)蓄隧道等方法[1]，試圖將雨水通過(guò)最短的途徑在最快的時(shí)間內(nèi)排走，造成了雨水資源的浪費(fèi)。

傳統(tǒng)道路路面透水性差，且路面標(biāo)高低于道路綠地標(biāo)高，道路綠地被路緣石封閉，一方面，使道路綠地喪失了收集管理路面雨水的能力；另一方面，道路綠地產(chǎn)生的徑流自然地排到道路路面，使道路綠地不僅沒(méi)有發(fā)揮雨水滯留滲透的功能，甚至增加了道路排水負(fù)擔(dān)。降雨發(fā)生時(shí)，大量的雨水迅速在路面匯集形成徑流，徑流沿著路緣流動(dòng)，進(jìn)入位于低處的雨水口，一旦排水不暢，就會(huì)形成積水。遭遇暴雨時(shí)，大量的雨水徑流注入城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，導(dǎo)致雨水管網(wǎng)系統(tǒng)過(guò)載，形成城市內(nèi)澇。而城市河流等受納水體接納了本應(yīng)被自然系統(tǒng)吸收的徑流，導(dǎo)致流量在短時(shí)間內(nèi)劇增并達(dá)到峰值流量，引發(fā)河流水體外溢及洪水災(zāi)害。

由于雨水在降落匯集的過(guò)程中攜帶了道路、屋頂及建筑表面的大量污染物質(zhì)，造成雨水徑流污染嚴(yán)重。污染徑流在管道中的高速傳輸，使污染物難以沉積，最終進(jìn)入受納水體，導(dǎo)致水質(zhì)惡化[2]。

2 當(dāng)前道路綠地建設(shè)現(xiàn)狀及問(wèn)題

（1）雨水收集功能較弱。我國(guó)城市建設(shè)中排水基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)落后，基礎(chǔ)設(shè)施管理不健全，配套設(shè)施建設(shè)不足等都會(huì)導(dǎo)致城市道路積水，外水倒灌。而傳統(tǒng)道路綠地，由于路緣石的阻隔導(dǎo)致本身具有的雨水管理功能喪失，成為城市雨水問(wèn)題“誘發(fā)”的重要場(chǎng)地[3]。道路綠地雨水收集功能微弱。

（2）對(duì)雨洪管理設(shè)施景觀效果的考慮欠缺。一方面，當(dāng)前城市道路綠地在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)仍然缺乏與雨洪管理功能和雨水管理設(shè)施的有效結(jié)合，針對(duì)道路綠地的規(guī)劃設(shè)計(jì)缺少對(duì)水文管理的考慮；另一方面，基于雨洪管理功能的道路綠地關(guān)注雨水設(shè)施的布局以及與雨水控制目標(biāo)的最大化，發(fā)揮功能作用的過(guò)程也過(guò)于程式化，忽略了景觀方面的美學(xué)效果，造成二者分離，未能有效協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（3）忽視針對(duì)道路綠地雨洪管理的植物景觀設(shè)計(jì)。在城市雨水設(shè)施植物景觀方面，有些植物群落并沒(méi)有有效地滯留滲透雨水，一些雨水基礎(chǔ)設(shè)施中由于植物選擇與種植密度不當(dāng)，植物甚至出現(xiàn)雜亂生長(zhǎng)或倒伏的現(xiàn)象，這些都影響了植物功能的發(fā)揮，造成泥土沖刷、滯留雨水無(wú)法有效下滲等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致雨水基礎(chǔ)設(shè)施的癱瘓。當(dāng)前道路綠地植物設(shè)計(jì)粗放、單一，進(jìn)行植物的選擇、設(shè)計(jì)時(shí)缺少對(duì)綠地設(shè)施化后植物生長(zhǎng)環(huán)境的考慮，影響植物景觀效果。

3 道路綠地作為綠色雨水設(shè)施緩解雨洪問(wèn)題的可能性

綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，是指在不同空間尺度上具有雨洪調(diào)蓄、水質(zhì)凈化、水源涵養(yǎng)、回補(bǔ)地下水等功能的生態(tài)技術(shù)措施、自然生態(tài)系統(tǒng)及其所構(gòu)成的整體，它在源頭上對(duì)雨水徑流進(jìn)行削減凈化，是一種更加高效、彈性的雨洪管理方式[4]。綠色雨水設(shè)施包括宏觀層面的水生態(tài)敏感區(qū)、中觀層面的自然要素及綠地系統(tǒng)和微觀層面的低影響開(kāi)發(fā)措施和綠色空間所構(gòu)成的場(chǎng)地雨水系統(tǒng)[5]。

綠色雨水設(shè)施大部分依靠園林綠地進(jìn)行建設(shè)。綠地的水文控制效果如下：①控制雨水徑流流量及流速：通過(guò)下滲、蒸發(fā)等途徑增加雨水在地表停留和滲透的時(shí)間。將雨水徑流滯蓄滲透或收集利用，防止在場(chǎng)地外與其他徑流匯集形成大規(guī)模的雨洪徑流[6]。②實(shí)現(xiàn)雨水資源的合理利用：收集來(lái)自建筑或綠地的雨水作為再生水直接回用，通過(guò)雨水的就地下滲直接回補(bǔ)地下水，讓雨水流入綠地成為植物的灌溉水源等。③凈化雨水徑流：通過(guò)土壤、生物和水面等吸收、過(guò)濾、隔離、降解雨水中的污染物質(zhì)，凈化雨水，保障雨水水質(zhì)安全。

道路綠地是城市綠地系統(tǒng)的脈絡(luò)，在城市綠地系統(tǒng)中所占比例較大，服務(wù)率和使用率也較高[7]。道路綠地中可以采用的綠色雨水設(shè)施有透水鋪裝、下沉式綠地、過(guò)濾樹(shù)池、雨水花園、雨水濕地、植草溝和植被緩沖帶等，分別發(fā)揮滯留滲透、收集存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)輸和截污凈化等功能（表1）。

4 道路綠地雨洪管理功能提升設(shè)計(jì)

以某條二板三帶式道路（圖1）為例，道路寬度40m，含中央4m綠化分隔帶，兩側(cè)有各20m綠化帶。道路雨水管線設(shè)置在道路中心線處，中央綠化帶內(nèi)，雨水預(yù)留井布置在道路兩側(cè)；污水管線設(shè)置在南側(cè)距離中心線30m處（即南側(cè)紅線外10m位置處），污水預(yù)留井布置在道路北側(cè)距離道路中心線30m處。

現(xiàn)狀道路綠地由于標(biāo)高原因所產(chǎn)生的雨水徑流排入道路，同時(shí)，綠地的側(cè)石結(jié)構(gòu)阻擋道路雨水進(jìn)入綠地，所有的雨水徑流沿道路經(jīng)雨水口進(jìn)入市政雨水管道。

表1 綠地雨洪控制能力比較

4.1 道路綠地改造的目標(biāo)

(1)提高道路綠地雨水徑流流量流速控制能力。發(fā)揮城市道路綠地降低和減緩雨水徑流流量和流速的功能，增加雨水在地表停留和滲透的時(shí)間。在設(shè)計(jì)中將雨水徑流滯蓄滲透或收集利用，防止在場(chǎng)地外與其他徑流匯集而形成大規(guī)模雨洪徑流[1]。

(2)提高城市道路綠地雨水資源化利用。通過(guò)道路雨水就地滲透直接回補(bǔ)地下水；結(jié)合道路綠地景觀設(shè)計(jì)，讓雨水流入綠地成為植物的灌溉水源或收集道路雨水作為觀賞水體景觀用水等。

(3)提高道路綠地雨水徑流污染控制的能力。通過(guò)道路綠地內(nèi)的土壤、生物和水面等吸收、過(guò)濾、隔離、降解道路雨水徑流中的污染物質(zhì)，阻斷雨水徑流攜帶污染物質(zhì)在不透水鋪裝表面的蔓延，改善徑流水質(zhì)。

(4)提升城市道路綠地景觀效果?；谟旰楣芾砉δ艿某鞘械缆肪G地景觀設(shè)計(jì)，從生態(tài)效益出發(fā)，將雨洪管理功能作為設(shè)計(jì)中的重要關(guān)注點(diǎn)，但這并不是惟一目標(biāo)。雨洪管理設(shè)施與景觀設(shè)計(jì)要素的結(jié)合，還能夠同時(shí)發(fā)揮道路綠地的生態(tài)功能、使用功能和美學(xué)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)道路綠地多目標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 系統(tǒng)布置綠色雨水設(shè)施

圖1 現(xiàn)狀道路斷面及坡度圖

從道路橫斷面來(lái)看，道路綠地由中央分車帶、行道樹(shù)綠帶及路側(cè)綠地組成（圖2）。兩板三帶式道路是生活型道路常見(jiàn)的形式，這類道路通常為城市支路，車流量較小，車速較慢，相對(duì)的污染情況也較低。由于這類道路綠地形式較簡(jiǎn)單，所采用的綠色雨水設(shè)施有下沉式綠地、雨水花園、植草溝、生態(tài)樹(shù)池、路緣石擴(kuò)展池、透水鋪裝、植被緩沖帶五種。

道路綠地綠色雨水設(shè)施布局及銜接關(guān)系如圖3，車行道和人行道產(chǎn)生的徑流，通過(guò)路緣石切口和道路豎向地形流入路側(cè)綠地的綠色雨水設(shè)施中，經(jīng)過(guò)滯留滲透、轉(zhuǎn)輸、凈化和水流控制設(shè)施的組合作用將雨水蓄滯，綠色雨水設(shè)施在地下相連，下滲的雨水和超過(guò)容納量的雨水徑流進(jìn)入市政雨水管網(wǎng)。

圖2 道路斷面圖

圖3 道路綠地綠色雨水設(shè)施布局銜接關(guān)系圖

4.3 道路綠地分類改造

4.3.1 道路銜接建筑、小區(qū)等大面積不透水鋪裝

道路紅線外緊鄰商服或居住建筑等大面積不透水區(qū)域，這種類型在城市中較為常見(jiàn)。這種類型的道路（圖4（1））往往標(biāo)高較低，周邊區(qū)域的雨水徑流全部排放到道路上，再由道路雨水口流入地下排水管網(wǎng)。由于這種排放方式對(duì)排水管網(wǎng)的依賴性較高，一旦雨水口出現(xiàn)淤積或堵塞，或徑流量超過(guò)雨水管網(wǎng)的承擔(dān)能力，就會(huì)出現(xiàn)積水情況或內(nèi)澇。道路中間雖然有綠化帶，但由于路緣石的阻擋，道路徑流無(wú)法流入綠地，綠地?zé)o法滯蓄雨水徑流。

進(jìn)行綠色雨水設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將道路綠帶下沉，低于人行道及車行道，紅線范圍內(nèi)外的雨水徑流直接進(jìn)入道路綠地的綠色雨水設(shè)施，超過(guò)消納容量的雨水最終排入市政雨水管道（圖4（2））。

4.3.2 道路銜接城市綠地

當(dāng)城市道路與城市綠地相鄰，道路紅線外為開(kāi)放式綠地時(shí)，這類型的道路景觀（圖5（1））通過(guò)綠地將建筑和道路隔離開(kāi)來(lái)，看似不透水表面沒(méi)有直接相連。但是建筑區(qū)域的雨水通常不會(huì)進(jìn)入綠地而是排入市政雨水管道，并與位于道路下方的管道連接在一起，建筑與道路這兩種不透水地表實(shí)際上還是彼此相連[8]，綠地并沒(méi)有起到雨洪管理的作用。

在進(jìn)行綠色雨水設(shè)施布局時(shí)，道路紅線外城市綠地布置植草溝，道路紅線內(nèi)外的雨水徑流排入植草溝進(jìn)行滯留滲透和凈化；調(diào)整道路紅線內(nèi)綠地標(biāo)高，使得機(jī)動(dòng)車道雨水徑流匯入分車綠帶內(nèi)；若道路標(biāo)高較低，可沿道路緣石設(shè)置雨水口，非機(jī)動(dòng)車道和人行道路面產(chǎn)生的雨水徑流匯入路側(cè)綠地的雨水設(shè)施內(nèi)，超過(guò)容納量的雨水通過(guò)溢流管、溢流井排入市政雨水管網(wǎng)[9]（圖5（2））。

4.4 道路雨洪管理單項(xiàng)設(shè)施設(shè)計(jì)

道路綠地雨洪管理單項(xiàng)設(shè)施分布如圖6，主要有雨水花園、下沉式綠地、生態(tài)樹(shù)池和透水鋪裝等。

4.4.1 結(jié)合行道樹(shù)綠帶布置雨水花園或下沉式綠地

車行道雨水徑流通過(guò)路緣石切口進(jìn)入標(biāo)高較低的雨水花園中（圖7），雨水花園設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以控制徑流量和控制徑流污染為目標(biāo)的兩種雨水花園形式。其中，以控制凈流量為主要目標(biāo)的雨水花園適用于處理雨水徑流水質(zhì)較好的小面積匯流雨洪，如污染中等或較輕的道路雨水；以控制污染徑流為主要目標(biāo)的雨水花園，適用于布置在城市主要交通道路、交通廣場(chǎng)和停車場(chǎng)周邊，作為初期雨水徑流污染控制設(shè)施來(lái)使用。另外，雨水花園景觀自然生態(tài)，對(duì)視覺(jué)景觀的提升改造意義重大。

圖4 綠色雨水設(shè)施與道路紅線外建筑、小區(qū)銜接關(guān)系圖

圖5 綠色雨水設(shè)施與道路紅線外綠地銜接關(guān)系圖

圖6 道路綠地綠色雨水設(shè)施布置圖

布置下沉式綠地時(shí)（圖8），需將道路和人行道的雨水徑流通過(guò)路緣石切口引導(dǎo)到下沉式綠地內(nèi)，經(jīng)過(guò)土壤的吸收和過(guò)濾回補(bǔ)地下水，超過(guò)調(diào)蓄能力的雨水徑流排入市政雨水管道。

下沉式綠地的占地面積比例對(duì)雨水徑流的滯蓄滲透有著很大的影響，下沉式綠地面積越大，雨水徑流外排率越小。下沉式綠地在城市道路綠地中應(yīng)用廣泛，但在污染情況較嚴(yán)重、地下水水位較高的場(chǎng)地應(yīng)慎重使用。

4.4.2 生態(tài)樹(shù)池設(shè)計(jì)

生態(tài)樹(shù)池能夠處理超過(guò)90%的雨水徑流總量[10]，凈化75%～95%的常見(jiàn)地表污染物，并且生態(tài)樹(shù)池的規(guī)模與雨水徑流污染物的去除率成正比[11]。生態(tài)樹(shù)池適宜于在綠化面積受限的場(chǎng)地中使用（圖9），雨水徑流滯留在生態(tài)樹(shù)池中，能夠保障灌木及喬木用水，節(jié)約水資源；同時(shí)，植物也能夠發(fā)揮美學(xué)功能和生態(tài)效益，緩解熱島效應(yīng)，營(yíng)造舒適美觀的道路空間感受。行道樹(shù)綠地可以改造成生態(tài)樹(shù)池的形式，雨水徑流通過(guò)路緣石切口進(jìn)入生態(tài)樹(shù)池，經(jīng)過(guò)樹(shù)池內(nèi)土壤、植物的吸收過(guò)濾，凈化雨水，回補(bǔ)地下水。

4.4.3 透水鋪裝設(shè)計(jì)

透水鋪裝能夠?qū)⒌乇碛晁畯搅骶偷販魸B透，起到短時(shí)雨水滯蓄及雨水污染物過(guò)濾的功能，同時(shí)降低雨水徑流傳輸速度，讓雨水緩慢下滲回補(bǔ)地下水。透水鋪裝能夠增加保水能力，緩解熱島效應(yīng)，同時(shí)還能起到消音、防眩光、增加地表濕度的功能，增加體驗(yàn)舒適度[12]。透水鋪裝適用于人行道、停車場(chǎng)和交通廣場(chǎng)等車流量及負(fù)荷都較小的道路,若將目前大面積的不透水鋪裝更新為透水鋪裝，能夠有效實(shí)現(xiàn)雨水徑流的就地下滲。透水鋪裝類型多樣，包括透水磚、礫石、透水瀝青或利用鋪裝縫隙透水的石材等，單一鋪裝材料的使用或不同鋪裝材料的混合使用都能夠營(yíng)造出不同的視覺(jué)效果。

圖7 雨水花園平立面圖及效果圖

圖8 下沉式綠地平立面圖及效果圖

圖9 生態(tài)樹(shù)池平立面圖及效果圖

4.5 植物配置設(shè)計(jì)

植物是雨水設(shè)施中的重要影響因素之一，除觀賞作用外，植物還發(fā)揮著凈化水質(zhì)，穩(wěn)固土壤，維持生物多樣性等作用。植物的選擇不僅要美觀，滿足基本的景觀效果要求，還要充分考慮不同類型及功能雨水設(shè)施的特殊條件和水文功能要求。設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮植物設(shè)計(jì)的影響因子，然后從植物群落的結(jié)構(gòu)改造和季相改造兩方面入手，增加植物群落的穩(wěn)定性，并且保證不同季節(jié)的植物景觀效果。

5 結(jié)語(yǔ)

由于傳統(tǒng)道路排水設(shè)施的局限性，造成路面徑流污染、排澇壓力大等問(wèn)題，難以適應(yīng)現(xiàn)代道路排水系統(tǒng)的要求，基于雨洪管理功能提升的城市道路綠地景觀設(shè)計(jì)方法，目的是從生態(tài)效益出發(fā)，將雨洪管理功能作為道路綠地設(shè)計(jì)中的重要關(guān)注點(diǎn)，通過(guò)系統(tǒng)布置綠色雨水設(shè)施、改造道路綠地及植物設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)道路綠地自然調(diào)控城市雨水，以緩解道路雨水問(wèn)題。大量實(shí)踐項(xiàng)目和研究表明，道路綠地在徑流控制、水質(zhì)凈化、雨水資源利用等方面有著積極的作用，在城市道路設(shè)計(jì)或改造時(shí)，應(yīng)綜合考慮環(huán)境氣候特征，分析雨洪壓力，合理布局和設(shè)計(jì)綠地形式，同時(shí)注意植物的合理配置，滿足環(huán)境適應(yīng)性的同時(shí)提高景觀質(zhì)量。

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