城市道路設(shè)計(jì)中的新型雨洪控制利用技術(shù)研究

夏吉龍 張?jiān)靽?/p>

湖南省公路設(shè)計(jì)有限公司 湖南 長沙 410000

城市進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)中，始終要保障協(xié)調(diào)好基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境之間的關(guān)系。城市當(dāng)中的徑流以及一些污染物的排放設(shè)計(jì)，要控制在生態(tài)承載力之內(nèi)，避免出現(xiàn)對城市水循環(huán)與健康生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展帶來不良影響的情況。構(gòu)建出一個(gè)健康、舒適以及和諧的居住環(huán)境，是推動社會可持續(xù)發(fā)展與建設(shè)，構(gòu)建節(jié)約型能源城市的重要途徑與目標(biāo)。

1 我國城市道路排水設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

我國當(dāng)下在城市的道路設(shè)計(jì)的過程中，基本上還是基于管道排水為主要考慮對象，而在城郊或者城鄉(xiāng)結(jié)合部，則是基于溝渠排水為主要設(shè)計(jì)方式。但是，伴隨著城市的現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，使得傳統(tǒng)的城市道路排水設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)了越來越多的問題[1]。只有保障基于一個(gè)十分設(shè)計(jì)方式，才可以全面提升排水系統(tǒng)的排水能力，符合當(dāng)下的建設(shè)需求，但是我國始終面臨著一些排水設(shè)計(jì)的弊端。

1.1 道路排洪壓力較大

城市的現(xiàn)代化建設(shè)中，很多原本自然的地面結(jié)構(gòu)被進(jìn)行了改造，通過瀝青硬化面的建設(shè)方式，為交通提供便捷的道路，因此導(dǎo)致城市當(dāng)中道路硬化率不斷的提升當(dāng)中[2]。但是，這樣硬化面并不具備透水性，使得不透水面積的提升下，讓城市當(dāng)中的綜合徑流系數(shù)也相應(yīng)提高，一旦出現(xiàn)暴雨等極端天氣，就會讓城市當(dāng)中的徑流量出現(xiàn)較大的提升，加上道路排水設(shè)計(jì)時(shí)，有著為考慮到極端情況下的排水能力，因此造成了較為嚴(yán)重的排水負(fù)擔(dān)。因此，進(jìn)行道路的排水設(shè)計(jì)時(shí)，就要格外的重視起城市的極端排水情況，進(jìn)行針對性的規(guī)劃。我國當(dāng)下很多城市都會在雨季出現(xiàn)對道路系統(tǒng)的損壞和影響，不僅僅為城市的經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失，也相應(yīng)威脅到了人民群眾的生命安全。

1.2 路面徑流污染較為嚴(yán)重

路面徑流的污染情況，是一種在城市地表的徑流匯集中，受到各種生產(chǎn)與生活方面的污染物影響，使得成為僅次于農(nóng)學(xué)污染的存在。在對污染情況調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，基本上在20%以上的程度。這樣的污染徑流問題，對于一些城市周邊水體環(huán)境會帶來較為嚴(yán)重的污染問題。這是由于受到污染的徑流當(dāng)中，不僅僅含有一些重金屬物質(zhì)、碳?xì)浠衔?，對環(huán)境帶來威脅，也相應(yīng)的會出現(xiàn)油污、廢物以及一些生產(chǎn)廢物，這樣會對人們的生存環(huán)境帶來直接的影響，遷移到自然環(huán)境之后，無法被自然界進(jìn)行有效的及時(shí)分解，進(jìn)而導(dǎo)致帶來負(fù)面的影響，威脅到生態(tài)環(huán)境當(dāng)中的生物多樣性[3]。

1.3 雨水資源的大量流失

我國一直以來都是水資源比較匱乏的國家，在每年的城市缺水量伴隨著近些年的人口增加，相應(yīng)的也出現(xiàn)了明顯的提升，水問題需要得到更多人的關(guān)注。很多地區(qū)為了滿足城市供水，就積極的進(jìn)行地下水的開采，但是長期以來過量的地下水開采工作，一旦無法得到及時(shí)的補(bǔ)充，就會導(dǎo)致對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，推動了城市現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。這樣的背景下，讓人民群眾對于水資源的關(guān)注程度越來越高。而雨水作為一種特殊的水資源類型，一旦無法合理的運(yùn)用起來，無意識一種水資源的浪費(fèi)。當(dāng)下城市排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，就缺乏對于雨污水的合理運(yùn)用與處理，進(jìn)而是一種水資源的不合理利用，無法解決我國城市缺水的問題[4]。

1.4 生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞

現(xiàn)代化的建設(shè)與發(fā)展，使得我國的道路建設(shè)工作高速發(fā)展當(dāng)中，從2004年開始，我國的高速公路建設(shè)總里程，已經(jīng)成為世界上第二長的道路建設(shè)國家，僅次于美國的高速公路建設(shè)長度。但是，這樣大規(guī)模的公路建設(shè)，也相應(yīng)的在公路的建設(shè)與運(yùn)營階段，對自然環(huán)境帶來更明顯的影響。其中在建設(shè)過程中，道路工程推動了城市規(guī)模的擴(kuò)大，因此讓城市的熱島效應(yīng)也相應(yīng)的越來越明顯。其次，進(jìn)行建設(shè)的過程中，會出現(xiàn)對自然資源的隨意破壞、改造，同時(shí)建設(shè)環(huán)節(jié)也會帶來各種類型的污染，這對于環(huán)境的健康發(fā)展并不樂觀。另外，地面的硬化率不斷提升之后，讓雨水對于地下水的補(bǔ)充需求也相應(yīng)的越來越多，以此對城市的水循環(huán)系統(tǒng)帶來較為負(fù)面的影響[5]。

道路排水工程項(xiàng)目的建設(shè)，是一種城市排水總系統(tǒng)十分重要的構(gòu)成部分，在城市的排水設(shè)計(jì)中，會涉及到諸多的管道、溝渠以及一些新型的控制利用相結(jié)合的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下，顯然存在各種各樣的弊端問題，因此當(dāng)下就需要積極的對道路排水設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)合理的處理，以此滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)需求。

2 道路設(shè)計(jì)中的雨洪控制利用

2.1 價(jià)值分析

道路的建設(shè)與設(shè)計(jì)規(guī)劃中，過去所帶來的各種生態(tài)與自然方面的問題，已經(jīng)并不符合我國當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的相關(guān)理念，因此就需要積極的在設(shè)計(jì)中，基于新型雨洪控制利用的相關(guān)技術(shù)理念，全面環(huán)節(jié)與解決一些傳統(tǒng)排水設(shè)計(jì)當(dāng)中的問題，同時(shí)加強(qiáng)系統(tǒng)的排水能力，讓其在遇到極端天氣之后，依然可以得到良好的處理。同時(shí)，處理道路對于建設(shè)環(huán)節(jié)帶來的自然環(huán)境的破壞問題，也有著較為明顯的作用，是現(xiàn)階段進(jìn)行城市現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展的重要設(shè)計(jì)思路[6]。

2.2 城市雨洪控制利用體系的設(shè)計(jì)

城市的雨洪控制利用體系構(gòu)建，是一種涉及到諸多領(lǐng)域和技術(shù)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)性工程，并且伴隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，當(dāng)下已經(jīng)越發(fā)的完善起來，基本上可以實(shí)現(xiàn)雨水資源化、徑流污染控制、洪澇控制等諸多方面，這是一種十分完整的排水設(shè)計(jì)方案。

2.2.1 雨水資源化

該系統(tǒng)理念下，利用各種新型的多目標(biāo)技術(shù)，可以讓城市當(dāng)中的排水系統(tǒng)，基于節(jié)水、水資源養(yǎng)護(hù)以及保護(hù)的方式，對城市當(dāng)中降雨之后的各種問題進(jìn)行處理，例如保障控制城市降水之后的水土流失率，同時(shí)環(huán)節(jié)原本的城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，這樣就可以讓城市的排水系統(tǒng)，可以得到功能性的提升，降低對城市周圍生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響。其次，該技術(shù)可以將降水之后的雨水進(jìn)行大規(guī)模的采集、調(diào)蓄以及凈化，形成可以使用的水資源。例如，對城市當(dāng)中的屋面雨水、廣場積水以及一些污染比較輕微的路面雨水進(jìn)行針對性的處理。其次，也會采用間接利用的方式，通過人工或者自然滲透的設(shè)施，地下水資源進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)充，保障生態(tài)環(huán)境當(dāng)中的水資源平衡。例如，進(jìn)行路面、管渠、淺溝以及滲透徑的滲透處理。另外，對于雨水的處理中，也相應(yīng)的在這種體系下，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的處理，構(gòu)建出多種類型的子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雨水的高效率利用。

要注意的是，在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對于與水資源的利用呈現(xiàn)出多樣化的效果。基本上是對于雨水資源的廣義資源化處理，充分的利用機(jī)械設(shè)備或者人工處理的方式，將各種城市的當(dāng)中的徑流，進(jìn)行針對性的改善，滿足人們對于雨水的資源利用同時(shí)，也相應(yīng)的為生態(tài)環(huán)境補(bǔ)充充足的水資源，讓生態(tài)環(huán)境與城市的發(fā)展形成和諧統(tǒng)一的效果。

2.2.2 徑流污染控制

這是一種在現(xiàn)階段進(jìn)行城市的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，十分重要的城市雨洪控制利用的途徑。通過徑流污染控制處理，能夠有效的改善當(dāng)下城市當(dāng)中的水體、生態(tài)環(huán)境以及地下水的質(zhì)量。其次，在非工程性的建設(shè)方式下，則是利用制定各種相關(guān)政策、管理方法，起到對城市當(dāng)中徑流污染問題的控制，加上一些終端控制技術(shù)的使用，提升控制效果，例如采用源頭控制的方式，就是一種在匯水面的材料選擇上，需要進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，同時(shí)加上對城市當(dāng)中雨水花園、滲透設(shè)施的建設(shè)，讓城市當(dāng)中的污染源頭，得到良好的控制與處理。在中途控制中，則是建設(shè)雨水池、格柵過濾設(shè)施等方式，對污染的過程起到良好控制。最后在終端控制的環(huán)節(jié)，則涉及到濕地、滯留設(shè)備等方面的建設(shè)，這樣就可以在污染的最終階段，進(jìn)行相對應(yīng)的處理和調(diào)整。

2.2.3 洪澇控制

伴隨著近些年的城市現(xiàn)代化發(fā)展，使得我國城市當(dāng)中的排水壓力越來越大，因此也相應(yīng)的讓其城市當(dāng)中的洪澇災(zāi)害比較頻發(fā)，這對于城市的現(xiàn)代化發(fā)展與社會穩(wěn)定帶來不良影響。因此，對于洪澇的控制，已經(jīng)成為城市進(jìn)行雨洪管理工作的重要組成部分。在開展洪澇控制的過程中，基本上是利用濕地、滲透、生物滯留以及調(diào)蓄的方式，全面降低徑流排放的效果。在一個(gè)科學(xué)合理的處理方式下，可以十分有效的提升整體的處理方式。在其中進(jìn)行功能性調(diào)蓄的處理上，采用的是將暴雨峰流量為主要考量對象，進(jìn)行雨洪利用、排洪減澇等方面的功能性體現(xiàn)。在當(dāng)下雨洪控制與利用的體系當(dāng)中，努力打造出一個(gè)城市的高效率利用水資源的體系，讓其在未來進(jìn)行發(fā)展中，可以將各種類型的水資源得到良好的利用。另外，在城市立交橋或者高速公路的處理中，可以很好的發(fā)揮出應(yīng)有的作用，滿足相應(yīng)的排水需求。

2.3 新型雨洪控制利用技術(shù)實(shí)際運(yùn)用

在現(xiàn)階段在一些發(fā)達(dá)國家的發(fā)展中，已經(jīng)積極的利用了這種新型的技術(shù)，發(fā)揮出了良好的控制與處理能力。

2.3.1 美國道路雨洪控制

在美國過去的建設(shè)中，由于道路建設(shè)工程始終是世界最多的國家，因此對于道路方面的建設(shè)研究也較為深入。當(dāng)下全美公路的運(yùn)營中，十分重視對道路方面的科學(xué)合理管控。其中在城市道路與高速公路的路面徑流處理，成為了業(yè)內(nèi)十分重要的考量部分。為了保障道路始終可以提供一個(gè)較高水平的交通運(yùn)輸服務(wù)能力，就要積極的對周圍環(huán)境開展科學(xué)合理的保護(hù)，加強(qiáng)在公路的排水設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以基于靈活性的建設(shè)方式，全面保障建設(shè)的合理性與效果，尋求道路與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)途徑。

在這樣的設(shè)計(jì)理念下，美國已經(jīng)將新型雨洪控制利用技術(shù)，應(yīng)用到了道路設(shè)計(jì)體系當(dāng)中，并在設(shè)計(jì)手冊當(dāng)中，通過對雨水滯留、存儲設(shè)施等方面的合理設(shè)計(jì)，構(gòu)建出一個(gè)完善的排水系統(tǒng)。利用科學(xué)合理的水資源調(diào)節(jié)使用，有效的保障在其設(shè)計(jì)過程中，可以為相關(guān)工程項(xiàng)目提供一個(gè)良好的設(shè)計(jì)效果。

2.3.2 可持續(xù)排水

這是一種現(xiàn)階段在英國地區(qū)十分常見的設(shè)計(jì)方式，該技術(shù)當(dāng)中涉及到排水與工程技術(shù)方面的結(jié)合。這種設(shè)計(jì)理念下，基于可持續(xù)的發(fā)展理念為出發(fā)點(diǎn)，積極的將城市排水、資源以水環(huán)境實(shí)際情況，進(jìn)行了科學(xué)合理的考量與處理。相比較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，該技術(shù)下對于雨水的綜合利用與控制進(jìn)行了深入的分析與研究，尋求對生態(tài)環(huán)境有著積極影響的設(shè)計(jì)方式。在實(shí)際運(yùn)行中，可以控制徑流量，不會讓道路造成嚴(yán)重的洪澇危險(xiǎn)。另外，也相應(yīng)的降低了城市當(dāng)中的水體污染、強(qiáng)化了地下水資源的補(bǔ)充與利用，從而最大程度上滿足當(dāng)下的城市雨水徑流的處理方式。在城市化的建設(shè)發(fā)展中，可持續(xù)的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)成為道路設(shè)計(jì)的主流思想。其中法國在城市的道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，也逐漸基于這樣的可持續(xù)發(fā)展理念，進(jìn)行了道路的設(shè)計(jì)。

3 我國城市道路設(shè)計(jì)中的新型雨洪控制利用技術(shù)的落實(shí)

在西方國家的建設(shè)發(fā)展中，由于對于道路工程的設(shè)計(jì)思考起步較早，因此對城市雨洪管理領(lǐng)域的研究比較深入。其中積極的利用新型雨洪控制利用技術(shù)，已經(jīng)取得了較為明顯的成效，結(jié)合本國的實(shí)際道路情況，形成了大量的建設(shè)效果。因此，我國就可以對這些先進(jìn)的建設(shè)方式進(jìn)行思考，積極借鑒一些建設(shè)理念與經(jīng)驗(yàn)，為我國的未來道路設(shè)計(jì)提供參考。

3.1 優(yōu)化城市道路排水設(shè)計(jì)理念

在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，可以很好的與道路排水設(shè)計(jì)進(jìn)行針對性的分析，并全面提升設(shè)計(jì)的合理性。實(shí)際進(jìn)行建設(shè)的過程中往往需要對道路徑流的流量，實(shí)現(xiàn)針對性的管控處理，加上與生態(tài)環(huán)境方面的綜合性考量，幫助我國城市的現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展，形成一個(gè)良好的和諧關(guān)系。我國未來道路工程領(lǐng)域的發(fā)展，需要格外的重視起設(shè)計(jì)理念方面的創(chuàng)新與發(fā)展，滿足生態(tài)性可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)理念。

3.2 道路設(shè)計(jì)者的定位轉(zhuǎn)變

應(yīng)用新型道路排水設(shè)計(jì)技術(shù)，主要是將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，進(jìn)行進(jìn)一步的完善與補(bǔ)強(qiáng)。其中在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要加強(qiáng)與其他學(xué)科之間的相互滲透、融合，這樣就可以讓道路設(shè)計(jì)之后，提升道路工程項(xiàng)目的功能性，同時(shí)保障與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)處理效果，全面提升設(shè)計(jì)的安全性。

3.3 政策的完善

為了保障現(xiàn)階段城市的雨洪控制利用技術(shù)得到良好的運(yùn)用，就要積極的從政府層面進(jìn)行分析，加強(qiáng)我國對于這個(gè)領(lǐng)域的精細(xì)化管控。通過一些有關(guān)技術(shù)方面的管理方案和措施，推動這種技術(shù)的運(yùn)用。特別是在當(dāng)下的社會發(fā)展背景下，一個(gè)良好的建設(shè)方式始終都要全面提升建設(shè)的水平與效果。另外，在進(jìn)行建設(shè)的過程中，需要始終保障道路雨洪系統(tǒng)可以發(fā)揮出應(yīng)有的建設(shè)背景，讓其環(huán)境的處理中，最大化處理方式，滿足人們對于建設(shè)的各方面需求，最大化處理能力。

3.4 完善排水設(shè)計(jì)規(guī)范

進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，為了進(jìn)一步的提升該設(shè)計(jì)的合理性和作用，還要進(jìn)一步的保障在工作開展中，受到一個(gè)完善的排水設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)行針對性的處理。其中在過去的一些發(fā)達(dá)國家的建設(shè)中，已經(jīng)對排水系統(tǒng)制定出了相對完善的管理規(guī)范，因此我國也需要加大對這方面的研究與思考。

4 總結(jié)

綜上所述，在未來可持續(xù)的城市發(fā)展建設(shè)中，要全面加大城市道路設(shè)計(jì)中的新型雨洪控制利用技術(shù)利用程度，結(jié)合其我國當(dāng)下的實(shí)際道路建設(shè)情況，以及借鑒一些外國的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，提升該技術(shù)的應(yīng)用率。