低冲击开发模式在城市道路设计中的应用研究

吴炫，崔娟

（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210014）

低冲击开发模式在城市道路设计中的应用研究

吴炫，崔娟

（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210014）

随着城市化进程的不断加快，水环境带来了巨大的压力，如径流系数增大，面源污染加剧，地下水位逐步下降等。低冲击开发模式作为一种新型城市雨洪的管理模式，城市道路建设逐渐融入了低冲击开发理念，并形成具体的工程设计实施，需要采取一系列措施来处理好低冲击开发模式的实施与城市道路设计之间的关系。

低冲击；城市道路；技术；措施

0　引言

近年来，全国夏季极端天气频发，城市洪涝灾害严重。我国部分城市逢雨必涝，这和城市不透水面积日益增加密切相关，而道路是城市不透水面积的最主要组成部分。在雨洪季节，大面积不透水路面使道路径流聚集时间缩短，径流量增大，入渗量减少，导致了道路排水设施瞬时排水量过大，引发城市内涝；同时又加速了路面污染物（磷、油脂、氮、重金属等）的移动和扩散，这些污染物会被迅速汇集到下游，从而对汇源水体造成严重影响［1］。

低冲击开发模式（Low-Im pactDevel opm ent，简称LID），源自于20世纪90年代美国马里兰州提出的一个“生态城市”概念［2］。其原理是通过分散的、小规模的源头控制机制和技术措施达到对雨水所产生的径流和污染的控制，使城市开发区域的水文功能尽量接近开发之前为控制目标。其核心思想是在城市化的进程中，以自然生态系统为基础，采取各种手段减轻对生态环境的冲击和破坏，恢复和重建自然生态，在城市的可持续发展中具有重大意义。

1　低冲击开发模式的主要技术

低冲击开发模式从宏观策略管理和微观技术手段，综合利用入渗、蒸发、滞留、蓄流等方式减少径流排水量，根据目前的实验资料可知：LID可以减少约30%～90%的暴雨径流并延迟大约5～20 m i n的暴雨径流峰值，具体效果因不同气候和地区差异［3］。采用的基本措施有生物滞留区、渗滤沟、渗井、绿色屋顶、植草沟、雨水桶等，见表1。

表1　低冲击开发基本措施及功能［4］

城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施进行处理。低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行。

在满足道路交通安全等基本功能的基础上，应充分利用道路自身及周边绿化空间推行下凹式绿地、透水路面、LID树池等低影响开发措施，削减径流水量、改善径流水质。利用道路景绿化带构建下凹式绿地系统，道路雨水地表径流汇入绿化带进行储存、入渗和净化，超标雨水溢流排放。采用透水路面，强化雨水入渗，考虑到车行道污染相对较重、荷载较高，可采用排水路面结构；但非机动车道、人行道等，应大力推广透水路面。为尽可能多地消纳道路雨水径流，人行道树木可采用LID树池形式。

2　城市道路设计可采用的低冲击技术

2.1透（排）水铺装

透水路面是一种分散的排水结构。在降雨过程中，雨水渗透过路面结构，一部分直接渗入土壤，有效补充地下水，另一部分保留在路面下的基层与透水材料中，多余的雨水，汇集成径流通过管网系统排放。路面无积水，提高了车辆通行的安全性；结构具有较大的孔隙率，能够吸收城市热量，有利于调节城市热岛效应。根据骨料、配色不同表现形式多样化，配合景观效果好。适用于人行道、行人广场、停车场、公园景区、住宅区等，目前应用表明其将会是解决城市人行道使用需求和排水问题的最佳方案。

在实际设计工作中，人行道宜采用透水铺装，非机动车道可采用透水沥青路面或透水水泥混凝土路面，可采用《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《透水沥青路面技术规程》（CJJ/T 190-2012）作为设计依据。

排水性路面是指表面的一层或两层具有排水功能，能够将渗入的雨水直接从该层向路面边缘排出而不能再向其下承面层渗透的路面结构。排水性路面面层通常采用大空隙开级配的沥青混合料，中、下沥青面层采用密实级配沥青混凝土，并在排水性沥青面层与中面层之间设置防水粘层，同时在路肩下设置纵向侧沟和横向排水管，使渗入到排水功能层的水能横向排除到路面结构以外。噪声特别大的城市的快速干道，以及通行以小型客车为主的高架道路也适宜铺筑排水路面。另外，在长隧道中铺设排水性路面，可降低隧道内车辆滚动噪声。这里可以推荐几种路面结构设计，供设计研究时参考，见图1。

同时道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，便于径流雨水汇入其他低影响开发设施。

2.2生物滞留池

生物滞留池由草地缓冲带、砂床、蓄水区、有机层或覆盖层和乡土植物所组成，见图2。路面雨水通过道路横坡排至进入生物滞留池，部分径流及所含的污染物被植物吸收，剩余径流则通过砂床下渗，所含的大颗粒污染物被滞留于砂床中。若径流量很大，过剩的径流将通过溢水口进入地下排水管，将雨水快速排出。

图1　某项目排水路面结构图

图2　生物滞留设施典型构造示意图

对于污染严重的汇水区应选用植草沟、植被缓冲带或沉淀池等对径流雨水进行预处理，去除大颗粒的污染物并减缓流速；应采取弃流、排盐等措施防止融雪剂或石油类等高浓度污染物侵害植物。

生物滞留设施应用于道路绿化带时，若道路纵坡大于1%，应设置挡水堰/台坎，以减缓流速并增加雨水渗透量；设施靠近路基部分应进行防渗处理，防止对道路路基稳定性造成影响，见图3、图4。

图3　某项目生物滞留池效果图

图4　某项目生物滞留池现场图

2.3LID树池

LID树池主要安装在人行道上，是为管理人行道径流而设计的矩形种植箱，常与树池结合使用。其主要由砂砾、土壤和植物组成。LID树池顶部砂层略低于人行道，以引导径流流入，相比传统的凸出地面的树池，这种设计却大大提高了对地表径流的控制吸收作用。人行道径流在自然下渗和植物吸收后，过剩部分被引入溢水管（溢水管高度介于砂层和人行道高度之间），通过地下排水管排出。

在道路低冲击设计中，除了上述的低凹式还可以通过以下几点对道旁树池进行改造。半封闭池缘，一些植树池需要以池缘充当座椅来增加行人于此空间逗留的可能性，可将池缘部分取消，以提供径流入口通道；可透水池缘，若植栽池充当行车安全防护边界而必须凸出于路面，则可利用透水性材料来筑造池缘，以便雨水渗入道旁植栽池。

2.4雨水湿地

雨水湿地（也称人工湿地）是一种人工浅沼泽系统，利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，来处理城市雨水并控制径流量，是一种高效的径流污染控制设施［5］。雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地，一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量，即平时发挥正常的景观及休闲、娱乐功能，暴雨发生时发挥调蓄功能，实现土地资源的多功能利用。雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。主要由进水口、前置塘、沼泽区、出水池、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。

雨水湿地在设计中应以前对径流雨水进行预处理，同时要注意进水口和溢流出水口应设置碎石、消能坎等消能设施，防止水流冲刷和侵蚀。

3　结语

在设计阶段应统筹考虑城市道路与建筑与小区、绿地与广场、水系等不同低冲击开发模式的设施及其组合进行科学合理的布局与衔接。低冲击开发模式的城市道路设计与所在区域的规划控制目标、水文、气象、土地利用条件等关系密切，因此，选择低冲击开发模式的城市道路单项控制或其组合系统控制时，需要进行技术经济分析和比较，优化设计方案。应在满足道路交通通行、安全等基本功能的基础上，充分利用城市道路自身及周边绿地空间落实低影响开发设施。

［1］赵剑强，孙奇清.城市道路路面径流水质特性及排污规律［J］.长安大学学报，2002，22（2）:21-23.

［2］Cof f m anLS.LowIm pact Devel opm ent creat i ng a st ormof cont roversy［J］.W at er Resources Im pact，2001，3（6）:7-9.

［3］俞露.低冲击开发模式综述［J］.城市建设，2010（2）:180.

［4］Larry S.Cof f m an.LowIm pact Devel opm ent Technol ogyan Innovat i veDecent ral i zedApproacht oSt orm wat er M anagem ent W at er Qul i t y［A］.The 4t h Int ernat i onal Conf erence on W at ershed M anagem entand Urban W at er Suppl y［C］.2004.

［5］住房和城乡建设部.海绵城市建设指南——低影响开发雨水系统构建［S］.

U412.37

A

1009-7716（2016）09-0200-03

2016-05-20

吴炫（1988-），男，四川广元人，助理工程师，从事市政道路设计工作。