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【摘要】將水資源、生態與景觀領域相結合,提出設計方案,并將相關的低影響開發技術應用到城市高架下空間優化設計中,通過對尚未被充分使用的公共空間加以利用,實現減少內澇、構建彈性海綿體的目標。文章概括介紹了低影響開發技術和措施;闡述了城市高架下雨水利用的設計;分析了無錫市某段高架橋下低影響開發技術的應用實踐。
【關鍵詞】海綿城市;低影響開發;高架;雨水利用;
1引言
經濟發展帶動城市擴張,過渡建設導致不透水地表的增加,使得傳統雨洪基礎設施難以承受季節性的降雨。lid(LowImpactDevelepment,低影響開發)技術隨即而生,使之成為生態基礎設施的有機組成部分。無錫市選取某段高架橋下空間作為示范工程,通過方形海綿體(蓄水種植池)和異形海綿體(雨水花園)的措施蓄存、利用、凈化雨水,打破了“以排為主、利用滯后”的傳統理念。
2低影響開發
低影響開發技術(LID)理念是美國馬里蘭州和西雅圖、波特蘭同時提出的一種雨洪管理理念。主要通過源頭對雨水進行收集、滲透和存儲,保護原有水文功能,有效緩解洪峰和減少地表徑流造成的面源污染[1]。面臨工業發展和復雜的氣候,新的雨水利用基礎設施對維持可持續城市化的必要性帶來機遇。近年來,國內有很多城市針對水資源問題采用LID策略進行了諸多探索,且制定了海綿城市相關政策及保護措施,其實施都離不開眾多部門的通力合作。常見的低影響開發技術措施主要包括雨水花園、蓄水濕地、綠色屋頂、植草溝、透水鋪裝等(如表1),多為利用土壤和植被的蓄存、入滲、過濾和蒸發等功能減少地表徑流,透過植物、土壤及微生物的過濾、吸附等反應,對暴雨初期非點源污染最為嚴重的徑流水質改善有極佳的效果[2]。
為解決交通擁堵的問題,城市高架橋快速興建起來,隨之越來越多的未充分利用的橋下空間出現了各種問題,橋下空間常因污染嚴重、日照面積不足以及噪聲較大等方面因素被原生植物占據,極少得到空間的優化設計[3]。目前來看高架路面下的空間多為是灌木綠化帶,造成橋面雨水徑流未經充分利用直接排入雨水管網,其次養護澆灌也需要使用水資源,重新設計高架橋下的空間并對雨水重新利用是非常必要的。以下提出了一些低影響開發措施:
1)LID設施優化組合設計
對于橋下空間,可采取入滲溝、入滲池、蓄水種植池、雨水收集系統,入滲型設施包括入滲池和入滲溝,其主要作用是引導、排放、淺滲雨水,儲存型設施包括種植池和雨水收集系統,具有滯留、收集與過濾雨水的作用。此外還可采取雨水花園、下沉式綠地、植被緩沖帶等滲透和凈化源頭的LID技術設施,既滿足了空間的景觀效果,又能在交通安全的基礎上具備雨水再次利用的功能,直接提高了道路徑流污染的控制能力??拷呒軜虻目臻g也可采用調節塘或雨水濕地等末端技術設施,最終排入城市水體。
2)雨水回收再利用后回灌橋面
雨水回收系統把橋面雨水、污水經由落水管導入橋下雨水回收槽,引入雨水過濾設備后進行過濾和存儲,再經管道傳遞,可供橋面滴灌使用。布置雨水回收設備均勻分布于高架橋沿線,在日常雨水不足時,雨水回收槽降至低水位,開啟自來水供應橋面滴灌水,當雨水過多時,則會溢流至入滲池及蓄水池存儲、沉淀、滲透。
3)建設生態小空間與城市水路線路結合
在既有水環境的高架橋下空間營造水岸環境,結合現有水路線路的分布,高架橋下兩側的線性綠色空間與既有水路系統配合,通過耐陰性較強的植物與入滲設施及雨水回收系統,形成一套完整的LID結構,為原本雜亂的橋下空間賦予新的生命活力[4]。
4高架橋下低影響開發措施的實踐運用
在《市政府辦公室關于無錫市推進海綿城市建設的實施意見》文件中明確指出,為進一步加強城市規劃建設管理,充分發揮建筑、道路、綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、滲蓄、緩釋作用,有效控制雨水徑流[5],無錫市選取兩處高架橋樣板段進行海綿試點,按照樣板段海綿城市建設共11段,其中一處高架橋下進行方形海綿體建設,另一處則為異形海綿城市建設。具體技術措施如下:
1)方形海綿體
方形海綿體的建設是在高架橋橋墩處設置PVC管,用轉彎接頭連接橋墩處的雨水管,將高架橋上的雨水順接至橋下空間的蓄水池內。轉彎接口處設置三通,用旋轉蓋密封,方便堵塞的情況下打開檢查。蓄水池分兩部分,雨水進入蓄水池現行沉淀后,經管道溢流至“海綿體”種植池內,經水生植物濕地、黃沙層、礫石層過濾之后,進入波紋管內,而后進入蓄水池內第二個坑體,待水位達到溢流管高度時,通過PVC溢流管流入橋墩處的原雨水井內,由此進入城市排水管道(見圖1所示)。蓄水池擋墻采用鋼筋混凝土,上面以混凝土蓋板封蓋,方形海綿體內擋墻采用磚混結構。海綿體綠地內的綠化種植土、黃沙層、碎石層之間均以無紡布加以隔離,綠化種植土需加營養土進行改良(見圖2所示)。
2)異形海綿體
異形海綿體建設蓄水池、海綿體結構設計,其周邊采用軟駁岸形式。海綿體下波紋管的布設需根據海綿體的形狀布置。海綿體PVC管口包雙層無紡布,用鐵質夾箍夾住無紡布,以過濾雨水中油污,防止油污進入海綿體綠地中。海綿體下進蓄水池管口朝上彎曲,并設置蓋子以便海綿體內蓄水,彎曲地方下面設置檢查口,平時以蓋子封蓋。每個海綿體內部均設置有反沖洗系統,海綿體擋墻砌筑要避開花壇內地下管線,若兩根高架橋橋墩距離較長,可根據實際情況適當調整海綿體尺寸。
3)種植設計
種植設計是實現雨水管理的主要手段之一。植物材料除了要耐短期水淹(不超過48小時為宜),還應選擇耐干旱、根系發達、恢復力強、自凈能力強的品種,以適應當地環境條件的鄉土植物為主,以保證旱期的觀賞效果。邊緣區的植物種植還應更加注重觀賞性,與周邊環境行成良好銜接,可采用“喬-灌-草”復層種植。在本工程項目中,水生植物重點使用黃菖蒲、千屈菜、水生美人蕉、花葉蘆竹、再力花、燈芯草、醉魚草、水蔥等。移除海綿體位置的苗木及周圍有影響施工的苗木后,如八角金盤、金邊黃楊、桃葉珊瑚,新種植的喬灌木主要有水杉、池杉、雞爪槭、垂絲海棠、美人梅、紅葉石楠球、常春藤、黃馨等;地被植物主要有麥冬、毛鵑、玉簪、大吳風草、細葉芒等。后期維護和管理需注意以下幾方面:①及時清理蓄水表層的垃圾、淤泥及其他沉淀物;②非雨季時適當進行植物灌溉,保證良好的生長狀態和景觀效果;③暴雨過后及時檢查受損情況。
5結論與建議
LID理念在高架下的運用以資源利用、降低對生態的影響為基礎,無錫試點的高架橋下空間優化設計中結合“海綿城市”建設理念,將入滲池、雨水收集系統等LID設施納入規劃建設當中,將雨水收集利用與景觀營造相互結合。此外,總結三點以下建議:①后續檢測與評估。擁有賞心悅目的外部形態是不夠的,良好的后續機制才得以保證效果的持續性;②因地制宜的場地解決途徑。每個地區的人文與地質都存在差異性,應對現場進行調研記錄,深入了解場地是否滿足LID設施的建設以及適合的種類;③提升公眾教育。示范工程項目可與環境教育結合,公眾的觀念意識在一定程度上也決定了海綿城市建設的成效,增加解說內容、技術手段、植物材料的使用、建成后績效數據的推進等,生動形象的展現在公眾視野中。
參考文獻
[1]費宇婷,郭霄宇,解明媛.高架橋下雨水收集利用案例[J].中國給水排水,2016,32(14):103-106.
[2]葛曉光.海綿城市雨水花園的研究分析及應用[J].建筑技術開發,2018,45(8):1-2.
[3]付瑾.基于低影響開發(LID)的城市高架、立交排水系統優化設計[J].工程建設與設計,2017(14):68-69.
[4]李棟軍.海綿城市技術理論在城市立交景觀設計中的應用研究[D].西安:西安建筑科技大學,2017.
[5]羅根傳,黃偉宏.基于全壽命周期的綠色公路規劃及實踐——以廣西柳南高速為例[J].交通建設與管理,2015(12):31-36.
作者:王燁 鄭茹 郭超