基于“海绵城市”理念的城市市政道路工程设计初探

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:朱华鹏 张录龙
[导读] 摘要:海绵城市作为新一代城市雨洪管理模式,能够有效缓解城市排水系统压力,提高雨水资源利用率。
        大连市市政设计研究院有限责任公司青岛分公司  266000
        摘要:海绵城市作为新一代城市雨洪管理模式,能够有效缓解城市排水系统压力,提高雨水资源利用率。海绵道路作为海绵城市建设的重要组成部分,其建设和设施能够大幅度减少城市不透水铺装面积,大幅增加雨水渗透比例,提高雨水资源利用率,同时还能够降低行车噪声,提高雨天行车安全性。本文对海绵城市理念的城市道路设计方案进行了探讨。
        关键词:海绵城市;市政道路;设计方案;应用
        0引言
        在城市开发建设过程中,水资源不可避免的受到污染,加剧了城市水资源紧缺的局面。现阶段,传统的雨水排放模式已经无法满足现代社会的发展要求。城市道路必须更好地适应环境变化,像海绵一样具备吸水、渗水、蓄水以及净水功能。相较于传统的雨水排放措施,海绵城市道路设计可以有效控制地表径流,保护生态系统。将海绵城市理念应用到城市道路设计中,是建设现代化城市的重要途径,也是实现城市经济良性循环的关键举措。文章主要探讨基于海绵城市理念的城市道路设计方案。
        1海绵城市概述
        在建设海绵城市时,应当坚持生态优先的基本原则,将自然环境与人工改造有机结合起来,在确保城市防洪排涝安全的前提下,对雨水进行自然汇集、下渗以及净化,从而实现对雨水资源的最大化利用。在进行海绵城市规划建设时,规划师需要对自然降水、地下水以及地表水的系统性特征进行全面考虑,在此基础上有效协调给排水等各个环节。对城市发展过程中的雨水问题进行有效处理,是建设海绵城市的主要目标,这些问题有雨水污染、缺水、雨水径流等,其处理方式主要分为以下3种:第一,对城市原有生态系统进行保护。城市生态系统包括湿地、天然河道、池塘、湖泊、草原及森林等,这些海绵体是城市进行雨水储备的重要途径,能够促进城市水系统良性循环。第二,对城市生态系统进行恢复、修复。过去在城市建设过程中,受各方面因素影响,城市海绵体或多或少受到一定破坏,此时需要利用海绵城市理念对其进行恢复与修复。第三,新建城市海绵体。在海绵城市建设过程中,采取LID技术进行新一批城市海绵体建设,对城市发展规模进行合理控制,尽可能实现城市不透水区域面积的减小,降低城市建设对水系统的破坏与干扰。
        2海绵城市理念在城市市政道路设计方案中的应用
        2.1道路总体设计
        《海绵城市建设技术指南》中明确规定各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响,因此,道路在规划阶段就应强调自然水文条件的保护、自然板块的利用、紧凑式的开发等方略,结合城市的水文规划、现有的给排水系统,在维持可持续的水生态循环基础上,对城市的天然河道、湖泊进行保护,绕避水环境敏感点,合理布局路线走向,协调道路红线内外用地空间布局,利用不同等级道路的绿化带、车行道、人行道等建立雨水滞、留、渗设施,实现道路低影响开发控制目标。
        2.2道路横断面设计
        城市道路传统设计方式是将车行道按1.5~2%横坡向外倾斜排水至道路雨水篦子后汇入雨水管系统,绿化带用道路侧石做成高于车行道的凸起形式。优化后路面横坡坡向分隔带,路面雨水通过道路横坡排入下凹式分隔带,浅层土壤饱和后多余雨水通过篦子雨水收水井(高出绿地50~100mm)进入雨水主管内。雨水主管可以设渗井,收集的雨水通过渗井下渗进入深层通过滞渗补充地下水。
        2.3路面结构层设计
        根据最新的海绵城市建设要求,城市道路表面积水可通过3种形式进行排放:路面积水在道路表面借助于路面间隙渗透排出;路面积水通过路面进入道路基质层,通过排水盲管将积水排出;路面积水直接进入道路基土层进行排放。前2种方式能明显使道路表面径流系数降低,达到了排水的标准,但未完成路面的渗透、滞留以及蓄积净化的作用。

海绵城市建设规范中明确要求道路基层土壤的渗透系数不得小于7×10-5cm/s,因此,对于车流量大、负载高的道路无法完成积水渗透。常规的人行道路建设采用的道路建设材料是预制混凝土以及花岗石等,海绵城市道路建设利用新型透水材料铺装,降低城市地表热量的散发,透水透气性强,对于生态保护具有明显作用。该理念下道路的渗水系数通常大于等于1.0×10-3mm/s,透水层与地下水表层的距离在1m以上。
        2.4路面排水设计
        2.4.1绿化带设计
        为使路面排水顺畅,设计绿化带的周边高度略高于中心,排水口安置于绿化带中央,形成下凹式绿化带。路面积水经过绿化带土壤表层渗透吸收后,剩余的雨水通过雨水口排出。这类绿化带设计对于减少洪涝灾害,提高土壤渗透系数,节约灌溉用水成本等具有很明显的作用。
        2.4.2排水沟设计
        以生态保护为出发点的排水沟设计,建造运行过程充分联系自然生态以及人文环境。排水沟结构层次依次为绿化植被层、土壤种植层、水分渗透过滤层、渗排水层以及砂石层。这类排水沟充分起到积水渗透、道路污水过滤以及环境保护作用,充分完成水源的循环再生利用。
        2.4.3排水管渗透设计
        通过小粒径的多孔材料如石粒等完成对PVC管周围的填充,利用多孔层完成路面积水的协调蓄积。这类排水管占地少,透水效果明显,协调性强,应用广泛。但是管体周围的碎石清理困难,一旦碎石堵塞管孔,其积水的渗透效果将明显下降。
        2.5边坡支护设计
        在多山的城市地区,道路边坡支护是道路建设的重要部分。传统的边坡防护一般分为坡面防护和冲刷防护,有植草防护、灰浆防护、护面墙、挡土墙、混凝土预制板等防护方式。在城镇化背景下,低影响城市开发越来越重要,道路边坡在满足稳定性的基础上进行生态护坡在城市建设中得到更多的应用,植草沟、下凹式绿地、植树等模式在城市道路建设中运用广泛。目前比较棘手的是对石质边坡的处置,边坡开挖对生态环境破坏严重且无法短期恢复,如何处理石质边坡支护问题是海绵城市建设急需解决的问题。优化后的石质边坡设计应根据岩层性质及走向,合理确定边坡坡比,并适当放缓坡率,采取方格网植草、窗式护面墙植草、挂网喷土植草等生态支护方式,避免采用喷浆、抹面等生硬方式。并在边坡坡脚设置植草沟,沟底设置碎石盲沟,与道路路面排水通道连接,有效处理雨水渗流。
        3结束语
        综上所述,随着经济的发展和社会进步,城市建设水平有了显著提升。现阶段,人们的环保意识有了很大提升,对城市环境问题的关注程度也越来越高。海绵城市属于现代城市规划设计理念,在城市道路设计中应用海绵城市理念,不仅能够有效提升道路安全性,还能补给地下水、改善径流污染,从而促进城市生态系统良性循环。在设计海绵道路时,设计师应当着重考虑对雨水资源的合理应用,在此基础上构建雨水利用系统,减轻城市排水系统压力,改善雨水径流污染现象,有效防止城市洪涝灾害出现,提高城市道路建设水平,实现经济效益、生态效益和社会效益的共同提升。
        参考文献
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