基于城市绿道的LID 技术应用研究

李皓君 卢 林*

（云南省设计院集团有限公司，云南 昆明 650000）

城市绿道通常为沿着山脊、河、湖等自然风景带的步行道、骑行道，主要功能包括：生态保护、康养休闲、慢行交通、文化体验等。其中生态保护功能为城市绿道的首要功能，绿道可将城市生态环境的分散区块串联，促进生态环境和结构的多样性，并且成为城市生态敏感区的生态缓冲区和生态防线，有效截流和消减城市面源污染[1]。城市面源污染主要为初期雨水，对于初期雨水的管控主要包括径流控制和污染控制。目前，LID 地影响开发技术逐渐成为世界各地接纳并应用最广泛的雨水管控技术，LID 雨水管控技术的核心是通过从源头上来降低开发建设导致的水文条件显著变化对生态环境产生的影响，其实现途径为一系列绿色友好型的设计贯穿于开发建设活动中，能灵活解决开发与保护的矛盾。因此，在城市绿道开发建设活动中引入LID 技术，构建各项LID 生态设施来实现对地表径流的渗透、储存、调节、转输、截污净化等生态功能，不仅有助于改善城市雨洪、内涝问题，还能够为城市绿道发挥生态保护功能提供更加科学、切实的保障[2]。

1 城市绿道的LID 工程措施的适用性

1.1 下凹式绿地

狭义的下凹式绿地指低于周边铺砌地面或道路的绿地，由于构造简单、可应用条件广泛，城市建筑与小区、道路、绿地和广场内均可采用，下凹式绿地可以说是应用得最为普遍的LID 措施。有相关研究表明[3]：下凹式绿地对雨水径流中COD、NH4-N、TP 和SS 等污染物的平均消减率可达到：52.2%-41.3%，49.0%-44.1%、47.4%-39.0%和90%。

1.1.1 技术条件

下凹式绿地的下凹深度一般根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定，通常为100-200mm，并按设计蓄水量复核下凹深度。下凹式绿地内一般应设置雨水溢流口，保证暴雨时径流的溢流排放，溢流口顶部标高一般应高于绿地50-100mm。

1.1.2 适用性分析

由于下凹式绿地对不同场地的适用性强，空间、形状限制小，应用方式灵活、景观性好，对径流量和污染物消减效果好，因此各种类型城市绿道均适用。

1.2 透水铺装

透水铺装指的是用各种透水性良好的人工材料铺设的地面，包括透水砖铺装、透水水泥、混凝土铺装、透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等。

1.2.1 技术条件

透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时，可采用半透水铺装结构。土地透水能力有限时，应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。

1.2.2 适用性分析

城市绿道一般为步行道和骑行道，承载力要求较低，因此满足技术要求，路基强度和稳定性风险较小；此外，从空间特点分析，城市绿道通常有驿站、停车场等节点设计，均可采用透水铺装有效减少硬化面积、增加区域径流系数。

1.3 生物滞留设施（旱溪）

生物滞留设施类似于植被浅沟，通过在浅沟种植植物对雨水进行截流、导排，并过滤、净化和滞留小流量径流雨水。

1.3.1 技术条件

旱溪宽度和深度依据实际需要进行设计，并按需要的过流能力和有效蓄水深度进行复核。旱溪边缘宜设置1-2m 宽的阻隔型灌木，景观隔离石等构筑物，旱溪边坡坡度一般不大于1:3。

1.3.2 适用性分析

由于旱溪不仅具有净化、滞留雨水的作用，还具备导排、输送雨水的功能，因此尤其适合应用于线性绿道的路边侧沟或中央绿带内雨水倒排管。

1.4 雨水湿地

湿地是最具有生物多样性的生态系统，被广泛应用于污水生态净化工艺中，LID 技术措施中的雨水湿地一般由进水口、前置唐、沼泽区、出水池、溢流出水口、护坡及驳岸等构成。雨水湿地除了能储存雨水还能通过吸附、过滤、沉淀、微生物分解等物理化学过程来净化雨水，研究表明[4]，表流湿地对雨水的净化效果极强，实际应用中对初期雨水BOD、COD、TN 和TP 等污染物的平均消减率可达到60%-90%。

1.4.1 技术条件

雨水湿地的沼泽区为主要净化区，其中浅水区水深一般为0-0.3m，深水区一般为0.3-0.5m，根据不同水深种植不同的水生植物。雨水湿地的调节容积应在24h 内排空，雨水湿地外围应设置警示牌和护栏等安全措施。

1.4.2 适用性分析

从雨水湿地的构造及调蓄功能可看出雨水湿地系统更为复杂，与场地要求更高，管养维护也更为复杂，需要充分结合现有水系设计，且所需场地面积较大，因此在城市绿道建设中主要应用于滨湖绿道、公园绿道中的湿地景观节点。

2 LID 技术与城市绿道关系整合分析

LID 低影响开发技术应用于绿道设计时，应充分考虑到城市绿道自身的空间特点和资源特点，综合考虑生态功能性、景观性、经济性等多种功能要素的协同性。LID 技术措施属于城市绿道建设的一部分，原则上，LID技术措施不能影响到绿道的使用功能[5]。

城市绿道属于线性空间连接城市的斑块景观带，一般可按照不同的空间特征分为：沿交通线建设绿道、滨河（湖）绿道、公园绿道、街头绿地绿道等。针对不同类型的绿道，可采用的LID 技术措施如表1 所示。

表1 不同绿道类型适用的LID 技术措施

3 实例分析

3.1 项目概况

研究项目地处云南省昆明市西山区临滇池草海，属于环滇绿道中的局部段（桥下空间段）。滇池紧邻昆明市主城区，是昆明市著名游览、疗养胜地。该段绿道地处高架桥下，属于城市灰空间提升建设型项目，该类空间因长期在城市中被忽略，产生了空间浪费、植物杂乱、桥下积水等诸多典型的灰空间问题。该段绿道建设长度约为2.2Km，宽度约为25.5m；内容包括：骑行道、步行道、驿站一座、其他配套设施。

3.2 设计要点分析

3.2.1 城市绿道LID 系统措施选择及系统组合

本次项目除骑行道、步行道及一座驿站之外几乎为绿化工程，可以看出工程设计绿化覆盖率极高，且片区基本属于原生态自然景观，同时道路右侧为湖滨带或草海，自身生态功能良好。建设绿道长约2.2km，宽25.5m，属于狭长型滨湖绿道，节点及景观段分段如图1 所示。

图1 桥下空间景观分段示意图

根据绿道空间特点，骑行道、步行道采用透水沥青或透水混凝土铺装，停车场采用嵌草砖，骑行道步行道绿化分隔带设置旱溪导排径流雨水，两侧绿化带均可采用下凹式绿地。道路无需设置雨水管，雨水可以通过散排至绿化带、旱溪进行消纳，多余雨水则进行溢流排放。本次研究项目城市绿道LID 系统措施选择及系统组合情况如表2 所示。

表2 城市绿道LID 系统措施选择及系统组合情况

3.2.2 径流总量控制

（1）计算公式:根据《昆明市海绵城市建设工程设计指南（试行）》要求，对于城市绿地，径流总量控制规模按以下公式计算：

式中：W——低影响开发设施径流总量控制规模，m3；Fi——项目内的各个下垫面的汇水面积，m2；b——日设计降雨厚度，mm，b=25.0mm；ψ ——各下垫面对应Fi的雨量径流系数，硬化屋面和路面取0.8，绿地取0.15，水面取0，且不考虑裸露的土地。（2）设计范围内雨量径流系数。雨水综合利用设施设计采用雨量径流系数，根据《昆明市海绵城市建设工程设计指南（试行）》对不同下垫面种类雨量径流系数进行取值，见表3。

表3 下垫面种类雨量径流系数

综合雨量径流系数计算公式如下：

式中：ψ ——绿道范围内雨量径流系数；ψm——各下垫面雨量径流系数；F——汇水面积m2；Fi——汇水面上各类下垫面面积m2。（3）计算结果。计算结果如表4 所示。

表4 计算结果

（4）下凹式绿地及旱溪有效蓄水深度复核。本次研究区域除骑行道、步行道及一座驿站之外几乎为LID 绿化工程（旱溪、下凹式绿地），雨水径流基本上可以靠绿地进行滞留和消纳。因此可采用径流总量控制规模对下凹式绿地和旱溪的有效蓄水深度进行复核，确保设计雨量内雨水能顺利被消纳。超出设计雨量的多余雨水则进行溢流排放只东侧滇池水域。

式中：Δh——有效蓄水深度，m；As——有效渗透面积，此处指下凹式绿地面积，m2；W——有效蓄积水量，本次为径流控制总量，m3。因此，通过以上复核，本次研究区域下凹式绿地下凹深度控制在100mm 时，即可消纳设计降雨量内径流雨水。

3.2.3 水环境（SS 消减率）

雨水中的污染物质有：悬浮物（SS）、有机污染物（COD）、总磷（TP）、总氮（TN）等，但以悬浮物（SS）和有机污染物（COD）为主。具有以下特点：污染物变化幅度较大，随机性很强；污染物浓度随降雨历时呈下降趋势，初期雨水水质较差，特别是SS、COD 等指标超标严重；悬浮物SS 不仅本身是一种污染物，而且组成它的颗粒表面还为其它污染物提供了附着的条件，因此雨水径流污染物控制主要考虑SS 去除率[6]。本次研究区域内最主要的雨水污染物净化设施为下凹式绿地和旱溪，地表初期径流污染去除率可参考《昆明市海绵城市建设工程设计指南（试行）》中的参考值，下凹式绿地和旱溪地表初期径流污染去除率约为90%。可见在城市绿道中应用LID 技术措施既从源头上减少雨水径流总量，还能适当控制面源污染。

3.2.4 雨水资源化利用

雨水回用的用途主要是城市杂用水类，包括绿化灌溉、景观环境用水、补充水源水等。下凹式绿地、旱溪、透水铺装等LID 措施的建设均能使得雨水就地入渗，不仅大幅度减少径流总量，还能增加下渗率，补充地下水。此外多余雨水经过下凹式绿地、旱溪净化后溢流进入滇池，补充水源。由于建设场地为狭长状的线性空间，本次研究未设置雨水集中收集和调蓄设施，因此雨水的利用方式间接利用。

4 结论

本次研究段的城市绿道，由于空间限制，仅采用了下凹式绿地、旱溪、透水铺装三种LID 低影响开发技术措施，径流控制总量为407m3，下凹式绿地及旱溪的下凹深度仅需100 即可全部消纳，可见在建设过程中，LID 技术措施的综合应用能大幅提高城市雨水的渗透量；此外，通过下凹式绿地和旱溪的净化，初期雨水的污染物除率可达到90%，能有效控制初期雨水污染物直接进入自然水体。