海綿城市理念在道路工程中的應(yīng)用研究

張麗峰

摘 要：分析道路工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用海綿城市理念的優(yōu)勢及重要性。道路在城市硬化中占比較大，其海綿化是源頭減排，水污染防治的重要手段，對(duì)城市道路海綿化理念應(yīng)用的要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，海綿化道路可以有效緩解市政雨水排澇壓力、改善生態(tài)環(huán)境、節(jié)約水資源。

關(guān)鍵詞：海綿城市;低影響開發(fā);道路綠化;景觀設(shè)計(jì)

0 引言

海綿城市理念可在緩解城市雨水排澇壓力，補(bǔ)充地下水源，控制徑流污染以及源頭凈化城市水質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用。海綿城市建設(shè)不僅是一種特定的方法，也可以是系統(tǒng)性獨(dú)立的項(xiàng)目。城市道路建設(shè)應(yīng)在規(guī)劃及設(shè)計(jì)階段就考慮海綿城市理念的應(yīng)用，布置合適的豎向，便于雨水滯留及綠地收納凈化，明確徑流控制及污染防治的目標(biāo)，設(shè)計(jì)并應(yīng)用符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的低影響開發(fā)設(shè)施。

1 海綿道路的優(yōu)勢

1.1 有效補(bǔ)充地下水資源

傳統(tǒng)城市道路為避免積水，是快速排水概念，雨水通過路面雨水口匯流到城市排水管，并盡快從城市管道中排出，最后流入城市以外的河流和湖泊。超過80%的雨水被迅速排放，城市地下水無法得到充分的補(bǔ)充，雨水資源未得到充分利用。而海綿道路的雨水可通過透水鋪裝滲入地下，通過下凹式綠帶內(nèi)的及路邊的LID設(shè)施，可滯留回補(bǔ)地下水。

1.2 削減洪峰流量，緩解排水管網(wǎng)壓力

道路在城市硬化中占比較大，隨著氣候的變化，城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期偏低，管網(wǎng)往往不堪重負(fù)，城市內(nèi)澇頻繁。海綿道路通過雨水的滲透，滯留和儲(chǔ)存形成雨水的多通道排放，大大減少了雨水進(jìn)入排水管網(wǎng)的流量和速度，并有效地緩解了城市排水系統(tǒng)的壓力。

1.3 減少初期雨水污染

不透水路面阻礙水的下滲，不透水地面累積垃圾殘?jiān)⒅亟饘?、懸浮物等大量污染物，?jīng)雨水沖刷后，含道路污染物的初期雨水往往直接排入雨水管道中，會(huì)對(duì)收納水體造成嚴(yán)重污染，影響水體水質(zhì)，使得河流生境惡化。海綿道路雨水通過路面滲透、下沉式綠帶滯留、凈化，經(jīng)環(huán)保型雨水口凈化截污后排入排水管道。污染物被截留、綠帶內(nèi)卵石過濾、生態(tài)設(shè)施的吸附、微生物分解從而減少徑流污染。

1.4 改善道路安全性和便利性

可滲透性路面上增加了輪胎的附著力并減少了車輛后部的水霧，使在雨天行駛更加安全?？蓾B透性路面可有效地減少輪胎噪音，并改善了駕駛舒適性，減少了車輛的噪音污染。

1.5 城市小氣候改善

借助路邊的LID設(shè)施，可以大大增加海綿道路的水分含量，有效降低路面溫度，減輕城市熱島效應(yīng)，并調(diào)節(jié)城市小氣候。

2 海綿城市理念在市政道路建設(shè)中應(yīng)用的重要性

2.1 海綿城市概述

海綿城市意味著該城市具有良好的適應(yīng)能力，可以應(yīng)對(duì)諸如環(huán)境變化、干旱、暴雨等極端自然災(zāi)害的不利影響。如果降雨過多，海綿城市可以吸收，儲(chǔ)存，滲透和凈化多余的水;如果降雨過多，海綿城市可以釋放并使用儲(chǔ)存的水。近年來，中國的城市化進(jìn)程很快，城市面臨著雨水徑流污染，缺水，洪水、內(nèi)澇災(zāi)害等諸多問題，因此在市政道路工程中應(yīng)用海綿的概念，以有效改善城市的生態(tài)環(huán)境。為城市提供更多便利，還可有效解決城市缺水問題。

2.2 城市道路建設(shè)在海綿城市建設(shè)理念中的重要性

在當(dāng)前的城市發(fā)展過程中，城市道路是城市化過程的重要組成部分。如今，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市道路硬化的比率正在增加。道路上匯集產(chǎn)生的雨水徑流量很大，但是該地區(qū)的水資源并未得到有效利用和入滲。將海綿城市建設(shè)理念應(yīng)用到城市道路建設(shè)中，盡可能的采用生態(tài)設(shè)施滯留存儲(chǔ)道路雨水徑流，實(shí)現(xiàn)地下水和路邊綠帶雨水的補(bǔ)充，改善城市的生態(tài)環(huán)境。從而產(chǎn)生綜合的生態(tài)環(huán)境效益，更好地促進(jìn)城市道路建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

3 海綿城市理念在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 設(shè)施和材料的選型

考慮實(shí)際情況，在滿足道路設(shè)計(jì)強(qiáng)度規(guī)范相關(guān)要求下，盡可能的增加道路透水面積，對(duì)于非重載的機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道，可采用透水瀝青混凝土;人行道可采用生態(tài)砂基透水磚。

路邊設(shè)置植草溝、生物滯留帶、下沉式綠地等綠色設(shè)施，其中設(shè)置溢流式環(huán)保雨水口，可有效源頭減排、凈化水質(zhì)，

若存在高架快速路，因高架雨水污染相對(duì)地面雨水較小，可根據(jù)道路縱坡，交口情況，在高架下的中央分隔帶內(nèi)設(shè)置雨水收集利用設(shè)施，雨天收集，晴天利用。一般可設(shè)置儲(chǔ)水桶分散收集，也可設(shè)置明溝，經(jīng)初期雨水棄流，匯集至地下蓄水池中，集中噴灑綠化、雨水利用。

3.2 道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

路基排水有以下三種方式：首先，路面水從路基的縫隙中排出，其次，道路水可以滲透到道路結(jié)構(gòu)的最低層。并通過排水管排出;最后，道路水直接滲透到下面的土壤結(jié)構(gòu)中以進(jìn)行排放。前兩種排水方法效果良好，可以滿足排水的基本要求，但不能充分發(fā)揮道路養(yǎng)護(hù)和滲透功能。為了滿足海綿城市設(shè)計(jì)的要求，城市道路的傳輸系數(shù)必須大于7×10-5 cm/s。當(dāng)?shù)缆方煌ǚ泵η业缆诽幱诟邏合聲r(shí)，道路水將無法滲透。因此，在建設(shè)人行橫道的過程中，相關(guān)部門通常使用混凝土和花崗巖等材料，并且為了防止路面熱量散失，要求技術(shù)人員將海綿城市的概念納入具有高滲透性材料的城市道路中。正常情況下，海綿城市道路的透水系數(shù)不小于1.0×10-3 mm/s，地下水層與道路透水結(jié)構(gòu)的距離不小于1 m。

3.3 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)

在邊坡支護(hù)施工過程中，一定程度上應(yīng)用了海綿城市的概念，種草的方法主要是種特定的植物，以有效地吸收和儲(chǔ)存水資源，達(dá)到生態(tài)保護(hù)的目的。此外，在支撐斜坡的過程中，設(shè)計(jì)人員通常使用開放式草坪種植、網(wǎng)格式草坪種植等方法來避免出現(xiàn)山體滑坡和落實(shí)等現(xiàn)象。

3.4 下沉式綠化帶設(shè)計(jì)

在城市道路設(shè)計(jì)過程中，下沉綠地的設(shè)計(jì)方法主要包括作為排水通道滯留滲透的下沉綠地和考慮雨水收集和回用功能的下沉式綠地。在第一類綠地設(shè)計(jì)過程中，如果道路徑流量大且存儲(chǔ)容量不足，則雨水會(huì)從綠帶上方溢流和經(jīng)路面徑流排入地下排水系統(tǒng)。此方法適用于年降雨量高，降雨頻繁和持續(xù)時(shí)間長的地區(qū)。第二類綠化帶設(shè)計(jì)是在綠地內(nèi)設(shè)置雨水收集和處理設(shè)施，綠化帶內(nèi)需設(shè)計(jì)滲漏溝或雨水管道。路面和周圍的雨水排到綠化區(qū)，經(jīng)過過濾和凈化后再流進(jìn)雨水收集設(shè)施，適合于降雨量較高和徑流污染需控制的地區(qū)。

3.5 雨水滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)

道路中常見的雨水滲透設(shè)施主要有透水鋪裝及下沉式綠地、生物滯留設(shè)施。下沉式綠地及生物滯留設(shè)施須結(jié)合園林綠化專業(yè)，選擇合適的植物，營造生態(tài)道路景觀。當(dāng)有高架橋、較寬的中央綠化時(shí)，可在區(qū)域中設(shè)置下凹區(qū)域和雨水收集存儲(chǔ)設(shè)施，以存儲(chǔ)和吸收橋面的降雨，經(jīng)簡單凈化后可用于市政雜用。當(dāng)有較寬的綠線時(shí)，可將紅線內(nèi)的雨水引入紅線外綠帶， 通過設(shè)計(jì)生物滯留設(shè)施，可以降低洪峰流量，減少徑流總量及污染物排放量，改善生態(tài)環(huán)境。分析當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)，當(dāng)滲透系數(shù)較小時(shí)，局部需考慮換土措施，在綠地和生態(tài)塘下設(shè)置過濾層。以充分發(fā)揮滲透管的作用，確保土壤水分符合植物生長的要求。

4 結(jié)束語

隨著國家實(shí)力的增強(qiáng)，城市的未來發(fā)展不可避免地趨于可持續(xù)和生態(tài)化，將海綿城市概念引入道路建設(shè)可以減少洪澇災(zāi)害、徑流污染對(duì)城市的影響，促進(jìn)城市的健康發(fā)展。但是，在海綿城市概念的具體應(yīng)用中，除了各部門之間的協(xié)調(diào)與配合以及相關(guān)措施和政策的實(shí)施外，還應(yīng)特別注意具體低影響開發(fā)措施應(yīng)用的設(shè)計(jì)。道路的排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮雨水徑流的通道暢通合理，道路設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮豎向控制及路基防護(hù)等問題。道路景觀設(shè)計(jì)重點(diǎn)結(jié)合地形合理選配植物。

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