变电站透水铺装景观化设计研究

龚建新　李宇贞　曹乐萱

［关键词］ 变电站；透水铺装；景观化；设计；水土保持

［摘 要］ 大力推动透水铺装是解决大面积不透水铺装引起的城市内涝、热岛效应等问题的关键。南方地区雨季降水量大，变电站内场地平整、汇水面积较大，采取透水铺装可以增加雨水渗透，减少径流，在避免形成积水区的同时补偿地下水，有利于水土保持和水资源保护。透水铺装景观化设计是电网工程铺装实用性和艺术性相结合的发展趋势。通过分析不同透水铺装材料的特性，提出透水铺装景观化设计应遵循具有空间张力、具有空间指引作用、具有统一性三方面原则，并针对变电站主（次）园路、检修场地、主控楼入口处进行透水铺装景观化设计，以期解决南方地区变电站因降水量较多造成的站内路面积水、变电站铺装设计单一且无景观效果等问题，提高变电站透水铺装的水土保持功能和景观效果。

［中图分类号］ S157［文献标识码］ A［文章编号］ 1000－0941（2023）07－0025－04

城市建设中大面积不透水铺装会改变植被、土壤在水循环中的作用，引发城市内涝、热岛效应等一系列生态环境问题[1]，而实施透水铺装是解决这些问题的关键[2]，如透水混凝土、透水砖、草坪嵌石等铺装可以在满足实际运用和景观需求的同时具有水土保持功能和生态效益。电网工程变电站建设一直推广水土保持功能较高的透水铺装应用，尤其是南方地区降水量较大，变电站内场地平整，水泥路面汇水面积较大，若路面排水管網不佳，则极易在低洼草坪处形成积水区，而透水铺装可以增加雨水渗透，减少径流，在避免形成积水区的同时补偿地下水，有利于水土保持和水资源保护。此外，在合理选择铺装材料的基础上进行透水铺装景观化设计，是电网工程铺装实用性和艺术性相结合的发展趋势，可以改变变电站铺装材料单一、铺设图案千篇一律的现状。本研究基于满足水土保持功能要求，对比不同透水铺装材料的特点，在透水铺装满足水土保持功能的基础上进行景观化设计，提出透水铺装景观化设计原则，并针对变电站内主（次）园路、检修场地、主控楼入口处等进行透水铺装景观化设计，以期提高南方地区变电站透水铺装的生态效益和景观效果。

1 不同透水铺装材料的特点

由于变电站内道路需通行车辆和运输机械设备，对道路路基的强度和稳定性要求较高，因此对透水铺装材料的要求也较高[3]。变电站可使用的透水铺装材料主要包括透水混凝土、透水砖、草坪嵌石及嵌草、砾石（碎石）[4]，其特性对比见表1。

1）透水混凝土是一种多孔的混凝土材料，透水性和透气性较强，耐用性强，承载力达到C20～C25混凝土承载标准。透水混凝土铺装适用于对路基强度要求高的变电站道路区域。透水混凝土孔隙度为15%～25%[5]，可储存渗透到路基与周围土壤中的雨水，减少地面径流，实现铺装地面的水土保持功能。此外，透水混凝土密度低，热储存能力较低，散热性强，其铺装在吸热和储热方面更接近于自然植被覆盖的地面，效果见图1。

2）透水砖依据原料不同可分为普通透水砖、聚合物纤维混凝土透水砖、生态砂基透水性地砖等。透水砖平整度、透水性均较好，当透水砖孔隙度为15%～20%时，渗透速率可达0.02 cm/s[6]。透水砖是很好的镶边材料，可将铺装与围墙衔接起来，起到景观过渡的视觉效果，且施工便捷，广泛应用于变电站内广场、停车场等区域，其铺装效果见图2。

3）草坪嵌石及嵌草铺装主要包括冰裂纹嵌草路、花岗岩石嵌草路、混凝土嵌草路、碎石（砾石）嵌草路等。草坪嵌石铺装常用的砌石或石材是天然花岗岩和混凝土砌块，由于砌块和石材的色彩和造型具有很强的可塑性，因此通过不同的铺装方式可以增强景观空间的时尚性。草坪嵌石及嵌草铺装常用于变电站巡检道路和挡墙饰面，以提升景观效果，铺装效果见图3。

4）砾石（碎石）是最简便、最天然的铺装材料，也是衔接各个景观构筑物的最佳铺装材料。砾石（碎石）渗透性极强，表面粗糙，摩擦力大，具有很强的透水性和耐用性。用于铺装的砾石（碎石）尺寸通常为15～25 mm，由碎石和细卵石组成，嵌入土层中时需要布设一定坡度的排水系统。此外，不同颜色的砾石（碎石）还可以与石材进行组合铺装，具有引导作用，铺装效果见图4。

2 变电站透水铺装景观化设计原则

变电站透水铺装区域主要包括主（次）园路、支路、电缆沟、巡检道路（可与电缆沟结合）、检修场地等，为保证通达性，变电站户外区域不宜划分过多的铺装分区。此外，户外铺装也可看作是变电站建筑及户外构支架、主变压器、电流（电压）互感器等构筑物的延伸，所以变电站透水铺装景观化设计时还需要注意空间设计。在满足实际使用功能和水土保持功能的基础上，变电站透水铺装景观化设计应遵循具有空间张力、具有引导作用、具有统一性三方面原则：①具有空间张力。铺装色块或构筑物等在空间中的位置、形态、大小、角度等会影响视觉属性平衡，可通过调整透水铺装材料尺度大小、拼接形式、形态造型等取得视觉平衡的变化，营造出具有空间张力的铺装空间。②具有引导作用。变电站户外空间大部分为矩形空间，铺装时可利用地面图案结合边界形态、植物、隔墙等起到引导作用；主园路不必拘泥于单一的直线型，采取曲线型或折线转角可以增强户外空间的指引作用。③具有统一性。变电站户外场地空间布设的电气设备和构筑物数量较多，空间利用十分紧凑，透水铺装材料的选择应具有统一性，不宜使用过多的材料种类，才能起到空间延伸的效果。

3 变电站透水铺装景观设计建议

3.1 主（次）园路

主（次）园路的透水铺装需起到空间视觉引导作用，强有力的线条可以将视线转到特定的方向。大型变电站行车较少的主（次）园路可采用彩色透水混凝土铺装，并在道路侧边设计碎石或卵石，与草坪区域形成一定的缓冲过渡。主（次）园路的透水铺装需和雨水收集系统相结合，在道路侧边设计排水暗沟，保证降水较多时雨水可以流入两侧的排水沟，并每隔一段距离在路边草坪区域设置一个生态渗水池，便于雨水的收集和循环利用，提高水土保持功能。此外，变电站内的主（次）园路是视觉空间的焦点位置，也是景观展示的重要区位。主（次）园路的转弯端头可采用彩色砾（碎）石或草坪嵌石铺装，铺砌成曲线或规则图案，与围墙、路灯、绿化植物等竖向构筑物形成一个组合景观焦点，也可在地面画上显著的弧线形成回车场，作为具有空间张力的停留空间（见图5）。紧靠主（次）园路的位置需要设置部分停车区，停车区透水铺装采用连锁植草砖，每个车位的边界颜色和内部颜色需要区分开，在植草砖孔内进行绿化，见图6。

3.2 检修场地

电缆沟的盖板明度较大，将草坪区域分割成了多个块状区域，导致户外配电装置之间缺乏通达性。检修场地需要通过合理布局，充分利用狭长的配电装置间的廊道空间和草坪空间，并与电缆沟盖板取得较好的衔接。通过增加多个透水铺装区域，突出阵列空间，将互感器阵列铺装区域与电缆沟盖板间的路径、主（次）园路相连接。例如，某变电站检修场地设置L形的透水铺装区域，将户外场地和主园路连接，采用巡检道路和中心透水铺装区域将不同的互感器阵列区域连接起来，同时将电缆沟盖板包含在透水铺装中，形成点、线、面相结合的，可有效通达各个区域的铺装空间（见图7）。

由于检修场地在竖向空间中存在较多的构支架、电流（电压）互感器等，容易形成竖向遮挡物阵列，竖向遮挡物间距小，造成视线难以穿行，因此检修场地地面透水铺装需要采用造型丰富的铺装设计以解决视觉疲劳问题，优先选择彩色砾石（碎石）、彩色透水砖等透水铺装材料。互感器阵列空间的入口处在铺装时可设计为与边线成一定角度，使得铺装空间更加生动，同时采用透水砖纵铺形式可以增加引导作用。此外，铺装材料的尺寸大小也会影响视觉效果，当铺装区域面积较大时，需要采取不同尺寸大小的铺装形式增加视觉效果。对于户外构支架、主变压器、电流（电压）互感器等配电装置形成的阵列空间，采用大面积的碎石透水铺装，同时装饰容易识别的图形、花式等彩色砾石图案作为视觉焦点。也可根据不同配电装置的用途和重要性，通过不同的铺装样式进行检修场地的分区，点缀不同大小和色彩的图案或色块作为节点。例如，某变电站的互感器阵列之间的检修场地采用小块透水砖铺装，并分别采用红、黄、蓝三色透水砖代表三相电，具有明显的提示作用（见图8）。

3.3 主控楼入口处

針对主控楼入口处铺装空间较小，一方面采用小尺度的铺装材料，做好入口空间的细节处理；另一方面通过形态处理，设计出具有指引作用的入口空间。例如，某变电站主控楼入口处采用透水混凝土铺装和绿篱色块相结合，形成具有空间张力和指引作用的铺装设计（见图9）。

4 结束语

大力推动变电站透水铺装及其景观化设计应用可进一步提高透水铺装的生态效益和景观效益。虽然透水铺装可以很大程度上减少地面径流，有效控制水土流失，但是透水铺装依然存在一些缺点。由于透水铺装材料孔隙度较大，铺装表面灰尘、沙土、油污等经过长时间累积，通过雨水下渗后会附着在透水垫层上，随着时间积累会堵塞透水铺装材料的孔隙，导致透水铺装材料透水性大幅下降，甚至使透水铺装材料失去透水性。研究表明，大部分透水铺装材料的透水率在2 a后会下降60%，甚至在部分地区会下降68%[7]，4 a后透水铺装材料会基本失去透水功能，因此透水铺装的后期维护和保养十分重要。进行透水铺装设计时需要充分考虑不同透水铺装材料的透水性特点，定期对路面使用高压水枪进行清洗，以便孔隙中灰尘和污垢的排出，延长透水铺装的使用年限。

[参考文献]

[1] 李婷，宋新山，丁相毅，等.海绵体透水铺装水动力过程初步研究[J].南水北调与水利科技（中英文），2022，20（6）：1220-1230.

[2] 徐玮曈，王建龙，武彦杰，等.透水砖铺装对雨水径流热污染控制效果实验[J].环境工程，2020，38（6）：143-148，207.

[3] 郭增辉.变电站雨水控制利用技术探讨[J].市政技术，2017，35（6）：119-121，153.

[4] 王子滢.透气透水铺装材料在城市园林工程中的应用研究[J].江苏建材，2022（3）：14-16.

[5] 明瑞平，谢艾利，张亚杰，等.透水混凝土强度及渗透性能研究[J].混凝土，2022（4）：147-149，153.

[6] 王仲佳，杨策，翁大庆，等.目标孔隙率对再生透水砖性能的影响研究[J].新型建筑材料，2019，46（4）：51-54.

[7] 王俊岭，张智贤，秦全城，等.改良型透水铺装对弱透水土质地区的水质控制试验[J].水资源保护，2019，35（3）：63-68，75.

收稿日期： 2023-02-26

第一作者： 龚建新（1972—），男，福建莆田人，高级工程师，学士，从事输变电工程环水保工作。

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（责任编辑 李佳星）