雨洪管理下山地城市道路景觀設計論文

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雨洪管理下山地城市道路景觀設計論文

1山地城市道路雨洪問題突出

我國是多山國家,山地面積約占全國國土面積的2/3,約650萬km2,約有1/3的人口居住在山地。近年來山地城市極端降水發生頻率不斷增加,由于山地地形較陡,地表徑流短時急流而下,加之城市硬化面積大量增加,排水系統建設滯后及多部門管理不協調等原因,城市道路易匯集大量雨水快速下泄,造成城市內澇災害,直接導致嚴重的經濟損失和人員傷亡。傳統“以排為主”處理雨水的方式已不能適應當前山地城市的發展。

2國外道路雨洪管理模式

為緩解城市化帶來的雨洪問題,西方國家在多年的實踐中探索了不同雨洪管理模式,并取得較好的實際應用效果。其中具有代表性的措施包括最佳管理措施(BMP)、低影響開發(LID)、可持續城市排水系統(SUDS)、水敏感性城市設計(WSUD)、可持續基礎設施(SI)、綠色基礎設施(GI)、水環境精明設計(watersmartdesign)和更優場地設計(BSD)等。

(1)最佳管理措施(BMP)。

最佳管理措施(bestmanagementpractices,BMP)是美國20世紀70年代提出解決水質水量等問題的綜合措施,主要強調通過收集、短時儲存或引導雨水按照設計流速滲透進土壤和下游的雨水設施,就近處理雨水,從而減少雨水徑流量、控制徑流速度以及污染物。其主要是在法規政策支持下采用工程性(如滯留池、滲透設施、人工濕地、生物過濾和停留系統等)并輔之以非工程性(如土地使用規劃、垃圾管理、街道清掃等)的措施來達到控制的目的。賓夕法尼亞州的最佳暴雨管理手冊中,專門提出將BMP措施結合道路設計、建設及維護,實現徑流量削減及水質提升。

(2)低影響開發(LID)。

美國馬里蘭州20世紀90年代提出(lowimpactdevelopment,LID)低影響開發策略),強調通過一系列源頭控制措施達到對雨水的管理與利用,總體目標是實現開發前場地的水文狀態,更為強調與景觀結合的生態設計。主要措施包括生物滯留池(雨水花園)、綠色屋頂、雨水罐、透水鋪裝、植被淺溝與過濾帶、洼地、種植器、樹盒、蓄水池、滲透溝、干井等,此類措施同時兼具雨水控制以及景觀或使用功能,尤其適合城市新區開發以及舊城改造,廣泛適用于居住區、道路、公園、商業區等場地。目前已成為應用最廣泛的雨水技術之一,著名案例美國西南十二號大街(SW12thAvenue)和東北錫斯基尤街(NESiskiyou)綠色街道項目,均為“以自然方法管理街道暴雨水”的示范性工程。

(3)綠色道路(greestreets)。

綠色道路將綠色雨水基礎設施(GSI)與低影響開發措施(LID)結合,在道路景觀設計中綜合運用,從而有效控制雨水,減少徑流量及污染,緩解城市內澇同時提升道路景觀和生態環境。最具代表性的如俄勒岡州波特蘭的綠色街道項目及芝加哥綠色小巷項目,已成為道路雨洪控制利用典范。前者的成功之處在于將雨水花園、植物淺溝等生態雨水措施精妙地融入道路景觀設計中,從而形成一個雨水收集、滯留、凈化等多種綜合雨洪控制功能的道路綠化系統。后者是全美迄今為止最大公共道路翻新工程,通過綠色方法對芝加哥城市內超過4000m2小巷改造,將原有硬質鋪地改為透水瀝青或透水混凝土等透水鋪裝,良好的滲透功能使得雨水直接下滲至地下石床,避免積水。改變了原有巷路不堪重負的地下排污系統問題。美國道路建設一直位居世界首位,全美公路里程約650萬km,同時也是世界上擁有高速公路最多的國家,約為9萬km。可以看出其在道路建設過程中,對城市道路及高速公路路面徑流非常重視,并在道路設計手冊中明確體現雨洪控制技術。

3雨洪管理模式對山地道路景觀設計的啟示

3.1轉變建設理念,完善相關法律規范

(1)改變“以排為主”的傳統雨水處理思想。

面對日趨嚴峻的城市內澇問題,不應將希望完全寄托于增加城市硬質排水系統,廣大相關設計師亟須更新設計理念,學習發達國家的成熟技術并本土化應用,將傳統的單一排水設計與單一景觀設計理念徹底扭轉。在進行道路景觀設計之前,充分考慮利用景觀手段緩解雨水問題,營造城市排水的“軟性系統”,減輕城市排水系統的壓力,維護健康自然水循環。

(2)樹立節約水資源的觀念。

雨水資源是寶貴的城市水資源之一,由于長期未得到足夠重視,沒有針對性地設置收集利用設施,致使雨水資源隨著管道系統快速流走,大量城市缺水與內澇問題交織。如能有足夠的節約水資源意識,有目的地設計合理的雨水滯留池、生物收集池、人工濕地等道路雨水收集設施,將為城市節約大量的水資源。這部分水資源還可以反過來澆灌道路綠化以及沖洗道路等,實現良性循環。

(3)完善相關法律法規。

發達國家由于實踐開始很早,相關配套法律較為成熟。近年來我國已經認識到雨洪管理的必要性和重要性,也逐步出臺相關規范,如2006年建設部頒布的國家標準《建筑與小區雨水利用工程技術規范》、2013年出臺的《國務院辦公廳關于做好城市排水及暴雨內澇防治設施建設工作的通知》及住建部《城市排水(雨水)防澇綜合規劃編制大綱》,以及北京、深圳等城市的雨水利用地方規范,均對城市雨洪管理提出了更高的要求。但實際上仍然缺乏系統的城市雨洪控制利用法規,更缺乏城市雨洪管理技術與道路設計結合的政策支持及相關設計規范。目前急需補充雨洪技術在道路設計手冊規范中的空白,促進相關領域設計工作展開有據可依。

3.2設計手法因地制宜

山地城市道路具有以下特點:地形變化大,平面布置形式較為自由,空間豐富;坡度大彎道多,各類水、旱橋涵及護坡、擋土墻、護欄等工程構筑物多;道路與山體結合較為緊密,融為獨特景觀。其獨特性決定了僅靠修復地下管網無法滿足城市雨洪安全。據此,應充分利用特殊的自然條件,包括雨水排蓄系統、雨水滲蓄調控系統以及雨水污染控制系統來構建山地內澇防治及雨水利用系統;同時,針對山地城市普遍布局緊湊、用地緊張的特點,應該采用小型、分散的方式來構建自然雨水滲透系統。結合以上特點及適宜的國外雨洪管理措施,可因地制宜,在山地城市道路綠化中合理設計雨水景觀。

(1)滯留帶———綠地接納雨水。

滯留帶一般呈長條形,外表類似一般的綠化隔離帶,主要用于處理路面徑流??商娲\噲?、道路及高速公路中間的綠化隔離帶,達到徑流輸送、凈化及增加下滲,緩解排水管壓力的作用,同時營造較好的景觀效果。滯留帶沿道路縱向分段設置,每段設置溢流口,雨水口設置于綠化帶內,路面高于綠地,雨水口高于綠地而低于路面高程,形成接納雨水的下凹式綠地。道路徑流可進入綠地進行下滲,而多余的雨水可從雨水口排出。滯留帶尺寸較靈活適于用地局限區域使用,也可與植被過濾帶組合使用。

(2)滲透淺溝———雨水“跌水”景觀。

滲透淺溝是兼具雨水收集與截污功能的措施,雨洪徑流通過植被時,流速得到降低,污染顆粒沉淀,有效促進雨水入滲,有一定貯存調節功能,適合污染負荷不高、用地緊張地區使用??梢猿鞘杏玫夭季趾偷缆废到y規劃為依據,在城市地塊邊界、道路兩側或硬質地面的周邊地區設置,使其與整個區域的排水系統構成一個整體。同時,由于植物滲透溝渠可以順著山地道路兩側天然的溝渠布置,可以依托地形高差,形成山地天然的“跌水”景觀。

(3)生物滯留池———雨水花園。

生物滯留池是指在低洼區種有灌木、花草乃至樹木的工程設施,主要通過填料的過濾與吸附作用,以及植物根系的吸收作用凈化雨水,同時通過將雨水暫時儲存而后慢慢滲入周圍土壤來削減地表雨水洪峰流量。可廣泛用于城市道路、停車場、庭院、各類小區等場所,用于城市道路的生物滯留池通常位于道路兩邊,可取代傳統的城市道路綠化帶。道路雨水通過道牙缺口進入生物滯留池,與前述滯留帶原理類似,可根據地形、匯水面積及景觀等因素靈活布局。其生態功能較綜合,投入維護成本較低,并且形成的雨水花園景觀效果非常好。此外,在山地城市道路綠化設計中,還有許多措施可以綜合使用,如步行道和停車場多采用透水鋪裝,車流量小的道路可適當采用透水瀝青,滯留樹池、滯留花壇等小型設施等,都比較適合用地緊缺的山地城市。

4結語

內澇是每個城市都應當正視解決的問題,雨洪管理方式已經在我國引起廣泛注意,但相關實踐案例仍有限。道路作為城市重要的下墊面和主要排水通道,對于城市雨洪安全有著戰略性的重要意義。通過對國外先進雨洪管理模式及豐富經驗的研究,結合本土實際,探討如何將其更好地應用于我國的城市建設中,具有重要的實際意義。山地城市與平原城市的道路雨水問題特征有所不同,更有待于展開相關深入研究。

作者:簡婧 鄭軍 單位:貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司

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