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海绵城市建设背景下的城市道路景观设计研究

2018-01-24李祎

绿色科技 2018年1期
关键词:道路设计海绵城市景观设计

李祎

摘要:指出了当前城市化的进程在极大提升中国经济发展水平的同时也带来诸多问题,随着城市规模的扩大,湖泊及河流被填埋、城市绿地逐渐减少、水资源日益短缺、城市防洪难度也不断增加。近年来我国城市发生和城市内涝和水资源短缺时间的矛盾,实际上就是城市对于雨水资源的不合理管理导致的。海绵城市理论的提出为城市建设发展提供了一项新的技术,将城市改造成为海绵一样具有吸水、存水功能的“海绵”。在此理念的指导下,以燕郊东外环路景观设计为例,针对基于海绵城市理念的城市景观道路设计进行了策略分析,提出了具体方法,为改善城市水资源利用和美化道路提供了解决案。

关键词:海绵城市;道路设计;景观设计;雨水利用

中图分类号:TU984

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2018)01-0125-03

1 海绵城市理论概述

城市内涝和水资源短缺看似属于两个毫不相关的问题,但是都是因为城市建设中忽视了排水系统和水资源利用系统设计不合理造成的。所谓海绵城市,指的是遇到降雨城市能够向海面一样就地吸收水资源,并在干旱的时候将城市储存的水资源供给生活生产需要。海绵城市是一种新兴的城市建设理念,主要是通过各种手段提升城市蓄养水源、调节生态的目的。

现代社会中城市带路越建越宽,越建越气派,越来越坚实,但是不可忽视的是,这些道路的渗水功能非常差,甚至在一定程度上阻碍者雨水的排泄和下渗,城市内涝的部分原因就在于此。海绵城市理念意义如下

(1)海绵城市适应现代化城市建设的需要。现如今城市建设高楼林立、道路四通八达,导致城市绿地面积日渐减少,雨水下渗能力大幅降低,越来越多的雨水进入地下水管网中,造成严重的水资源浪费。海绵城市建设理念的提出就是针对于这一情况,通过将城市周边江河湖海,绿地植被的充分利用,开发新型渗水地面建材,充分吸收地表雨水,降低城市内涝并缓解城市用水紧张的情况。

(2)维护城市生态环境。汽车尾气排放、工业和生活废水、绿地植被破坏等都对城市生态造成严重的影响。海绵城市的建设者对于维护生态平衡具有重要责任。海绵城市通过城市内部及周边水体环境的建设、绿地广场、城市道路改建等措施,为维护生态平衡做出贡献。

2 策略分析

2.1 传统城市道路雨水处理方式分析

道路交通系统作为规划架构的主体,占城市建设用地面积约15%~25%。硬质材料代替原有自然生态地表,导致城市原本的自然雨洪调控能力大幅度降低。城市道路排水功能低、缺少绿化等都是制约海绵城市进程的重要因素。

以往我国城市道路设计中,主要是通过绿化带完成机动车道、非机动车道和人行道的隔离,达到相互不影响的目的,但是绿化隔离带道牙通常需要高出道路路面10~20 cm,这样的设计导致雨水只能沿着道路进入地下水管网中,减少了雨水进入绿化带中下渗和贮存的量,增加了城市地下雨水管网的负担。

2.2 关键技术分析

基于海绵城市理念的城市道路景观设计的主要依据是将道路景观设计成可以“渗、滞、蓄、净、用、排”的多功能于一体结构,增加下渗量,降低地表径流的比例。在这一原则的指导下,一方面应继承和改善原有灰色道路设计,在增强其在超大雨量情况下的作用,另一方面,发展绿色道路景观,有效改善道路及周边地区雨水汇集和蓄滞,解决绝大部分中小雨量条件下的道路雨水问题。

基于海绵城市理论,研究人员提出了指导城市道路景观设计的3项主要技术手段,现具体分析如下。

(1)截留技术。该项技术主要是通过特殊材质和功能的材料及结构,增加雨水汇水面积,缓解强降雨过程中地表径流的流速。通过应用截留技术能够在一定程度上增加地表径流的形成时间,降低径流激增给城市管网带来的巨大压力。

(2)促渗技术。促渗技术的实现得益于新材料和新工艺的发展,城市道路铺设中使用渗透性能更好的材料,同时对接缝位置进行特殊处理,能够有效提升道路路面的渗流。一方面,在下雨的情况下,相当一部分雨水能够通过路面慎人道路底部,另一方面,在没有降雨的时候,路面材料的通透性能够保证土壤进行通风换气。以上两方面的作用能够有效缓解城市的干岛效应。常用的铺设材料有以下3种:自透水下垫面铺装方式、缝隙透水下垫面铺装方式、缝隙透水和自透水相结合的下垫面铺装方式。

(3)调蓄技术。调蓄技术在保证降雨初期的雨水净化作用的基础上,还能够完成短时间内雨水储存的目的。提升了水资源再利用的效率,该项技术一方面能够避免地表径流污染,另一方面也能够避免城市内涝的发生。在具体的应用实践中,主要的形式有植物缓冲带、植草沟和下沉式绿地景观等,在降雨较多的季节能够提升溢水口向城市排水管网排放雨水的能力,在干旱季节还能够向城市提供一定的水资源。

3 技术应用——以燕郊东外环路景观设计為例

东外环路位于三河市燕郊国家高新技术产业开发区,为城市主干路,燕郊环路重要组成部分,规划红线宽度100 m。目前,机动车道与非机动车道混行,人行路与机动车道隔离带过窄,安全存在隐患;路板过宽,中央绿化带及两侧绿化带栽植不呼应,不符合燕郊形象道路要求;非机动车与机动车混行,人行道与机动车道过近,缺乏变化和休息空间;道路边界一侧排水压力过大,暴雨天气排水易出现隐患。

设计方案在解决了原有道路的安全、形象、舒适的问题外,重点对道路的排水及雨洪利用提出了解决方案(图1~2)。

3.1 机动车道

排水依然是道路绿地的首要生态功能。因此,本项目机动车道的排水方式在综合现状条件和海绵城市建设理论两方面后,采用现状市政雨水管网排水和砾石排水带两种方式(图3)。

3.2 行道树绿带

行道树绿带主要目的在于更好处理道路雨水,并在此基础上实现道路美化的作用。道路行道树的种植树种和规模依据当地水文地理特征,通过科学计算年降水量和降水分布情况,保证行道树绿带的长度与雨水地面径流的速度保持一致。除此之外,在短时地表径流激增的情况下,还可以建设一定的景观坝,对地表径流速度进行控制,保证雨水下渗的总量。值得注意的是,需要选择符合当地特点的植株,避免植株“水土不服”或者生物入侵现象。本项目选择的树种主要为国槐、马褂木、八棱海棠、椿树等。

3.3 路侧绿带

路侧绿带可采用下沉式绿地、生物滞留带、雨水湿地等措施进行改进,其中最主要的是利用生物滞留的方式,它的应用不仅能有效地控制车道雨水的径流量,还能够存储雨水。

本项目路侧绿带宽10.5~16 m,主要构成模式是乔木灌木草,这是一个有顺序的结构,再结合植草沟和下凹式集水坑,能够很好的缓冲雨水和地表径流,保证雨水的存续。同时该种模式有一定的高度和宽度,能够有效隔离噪音较大的道路和居民生活区。

3.4 砾石排水带

根据现状道路雨水口的布置(每40 m布置一个),每20 m设置砾石排水带。并且分布在雨水口上游l~2m的位置。机动车道的雨水在汇入城市地下雨水管网前,先被砾石排水带收集,经过渗透、过滤,汇入路侧绿带的植草沟,最终汇入下凹式集水坑,以达到控制车道雨水的径流量,存储雨水的作用。

3.5 透水铺装

自行车道采用透水沥青或透水混凝土;人行道采用透水地砖;停车场铺装结合砂砾网格、嵌草网格设计。透水性铺装能保证雨水向下渗透通过,直接进入地下土壤层。

3.6 植草沟和下凹式集水坑

在路侧绿带沿着道路方向延展设置植草沟,终点为下凹式集水坑,属于带状雨水解决方案的一种。通过收集、输送和排放三大功能实现对雨水的管理,暴雨天气下,地面径流的快速汇集与下渗,草沟随道路标高变化,最终流入十字交叉路口端头设置的下凹式集水坑中,进行大面积的雨水汇集,最终排入城市管网,减轻管网雨水压力的同时,达到净化水体的作用。结构从上往下分析依次是植被覆盖层、土壤层、粗砂渗透层和砾石层,在砾石层的底部也可以和雨水管道相连。

4 结语

海绵城市理论的提出为城市建设发展提供了一项新的技术,将城市改造成为海绵一样具有吸水、存水功能的“海绵”。以海绵城市建设理论为支撑的道路景观设计,与城市排水管网同时发挥作用,能更有效地降低道路内涝与积水风险,实现对雨水资源的生态利用。

参考文献:

[1]董林江.探讨基于海绵城市理念的城市道路景观设计方法[J].智能城市,2017,3(9):70.

[2]徐行军,俞素平,基于海绵城市建设的城市道路低影响开发设计要点[J],绍兴文理学院学报(自然科学),2017,37(2):30~34.

[3]葛晓军.基于海绵城市理念的城市道路景观设计方法探讨[J].現代园艺,2016(12):79.

[4]李和谦,北方海绵城市道路景观设计方法研究[D].天津:天津大学,2016.

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