阳新星
(广州市公用事业规划设计院 510000)
目前,城市中的道路的面积随着城市的发展不断增加,大部分城市在市政道路设计和开发式,往往更加注重如何解决交通导流的问题,而忽略了自然灾害以及城市污水对市政道路的影响。城市内涝、水资源污染已经成为我国大多数城市发展中遇到的突出问题之一。传统的市政道路在设计时,通常采用绿化带或者路缘石将道路分割,将雨水口设计在道路的两侧,点式收集路面的雨水,再通过管道系统将积水快速排出。这种方式不仅大大的浪费了雨水资源,经常出现因排量问题容易造成路边积水,产生城市内涝,而且无法有效的利用雨水资源进行绿化带植物的灌溉,产生水资源的严重浪费。因此,通过低影响开发(LID)的开发和应用,坚决城市内涝问题,提升雨水利用率,降低城市道路绿化用水,显得十分重要。
低影响开发(LID)是一门基于雨水管理的工程技术。合理的开发和利用低影响开发,对城市的经济发展和环境改善有重大意义。其在市政道路中应用主要有以下功能:①可以改善城市的生态坏境;②提升城市的防洪能力,降低城市内部排水系统的压力;③改善地质环境,通过合理利用雨水资源,补充地下水;④提高了水资源的利用率;⑤降低了城市周边河湖水环境受污染的影响度。
在进行市政道路设计时,对于低影响开发的设计思路,倡导因地制宜,通过其可持续、低成本且能够与建筑、景观等设计相结合的特点,通过雨水花园、植被浅沟与缓冲带、绿色屋顶、透水铺装等技术措施,应用到市政道路的设计中。在设计时,应参考以下四点原则:
(1)在设计时,应减少对原有自然水文状态的破坏;
(2)提升水资源利用率,减少建设区域的不透水表面积;
(3)可适当增多水的径流时间,利用其入渗能力提升水资源的有效利用率;
(4)可以和道路景观相互结合设计,避免资源浪费。
常见的道路绿化带是指,将车行道进行区分的隔离带,常见的是道路中央的机动车绿化带,道路两侧的机动车和非机动车绿化带。
(1)中间分车绿化带的设计:由于传统设计当中,绿化带处于道路的中间,地势相对两侧较高,雨水很少在此汇聚。如果道路的纵坡值大于横坡值,绿化带会有一定的雨水截流作用,但相对流量小,固态垃圾较少,污染主要以重金属污染为主。因此,可以在中间分车绿带的路缘石上,固定距离断开一个缺口,引流雨水到生物滞留带。为保障道路引流顺利进行,且避免生物滞留带收到较大流经的雨水冲刷影响,可在入口处设置砾石消能并种植较密集的植物。如果当地的水面污染情况比较严重,可以在入口处设置前池。
对植物的选择,可选择吸附污染能力较强的植物,尤其是对铅、锌等重金属污染。不要选择高达的乔木,避免影响行车视线。图1为某城市一处道路生物滞留带。
图1 某城市中间分车绿带改造生物滞留带
(2)两侧分车绿带设计。两侧分车绿带相对受人类活动影响较大,且为主要的雨水收集区域,雨水流量大,污染严重。因此,在改建生物滞留带时,应设置一定的深入,形成蓄水层。这样可以通过提升滞留量,达到缓冲雨水流量,同时净化雨水的目的。
在进行设计时,可以与道路原有的基础设施向结合,例如雨水口,检查井等设施,避免出现雨水溢出,倒流的情况出现。在植物的选择方面,建议种植自身生存能力和使用能力较强且较耐涝的植物。图2为两侧分车绿带设计为生物滞留带的示意图。
图2 两侧分车绿带设计为生物滞留带的示意图
常见的市政道路中,人行道与车行道之间,种植树木为主的绿化带为行道树绿带。经常作为分割车辆和行人,便于交通管理的作用。由于现行道路树下的渗透能力有限,经常会出现积水的情况,所以低影响开发常见的应用措施如下:
(1)增设树池过滤器。即在树池内埋设一根可以与市政雨水管道过滤器相通的过滤管道,同时将车行道一侧的设置成侧沟,引流地表雨水到树池内(见图3)。当树池内滞留的雨水达到或者超过其处理能力时,可设置一个次级处理室,通过堰板引流雨水由溢流管排出。
当雨量较小时,地表积水完全可以被植物和土壤吸收利用。当雨水较大时,通过过滤管将雨水吸入过滤器中,排出,从而达到避免积水的目的。此措施的缺点是,造价成本相对较高。
图3 树池过滤器的结构
(2)埋设波纹透水软管。受道路周边的树木树冠较大的影响,雨水落地后,很难进入到树池当中,导致树池的雨水利用效果较差。如果采用铺设透水软管,可以有效的提升雨水渗透作用,实现雨水的高效利用。
图4 埋设波纹透水软管立面图
如图4所示,将现有的集水井作为沉淀池,在其附近增加一个同样空间大小的储水池,两者相互连通。将波纹透水软管与储水池靠近路边的侧壁连通,并按照道路进行铺设,最后在树木根处分支环绕铺设。这样,当雨水降落到地面,流经沉淀池、储水池,进入到透水软管,最后渗透到周边的土壤当中。既减轻了城市的内涝风险,又通过周边植物和土壤的净化能力,提升了地下水的储量。
(3)改变树池植物栽植种类和方式。为避免树池,受到植物树根生长的影响,从而产生地形变化,可以改变植物的种类和方式。例如:采用乔木、灌木、草类的复合栽植方式,采用深根性的乔木。
设置在人行道边缘与道路红线之间的绿化带时路侧绿带,它没有分割道路,分流车辆和人流的作用。在传统的市政道路设计当中,对于路侧绿带很少会考虑雨水的利用。通过低影响开发(LID),可将路侧绿带改建成下凹式的雨水花园,达到雨水充分利用的目的。
雨水花园也称作生物滞留池,滤带、洼地和溢流等设施组成了雨水花园。它的主要工作时:通过植物和土壤的截流作用,处理较小流量的雨水,达到降低雨水流量和净化污染物的作用。
针对路侧绿带改建设计的要点如下:道路路面的平面高度要高于雨水花园,起到雨水导流的作用,将流水口设计在雨水花园中或者交界处的位置。在雨水花园内部,设置雨水溢流口,其标高要小于庭院,大于菜园的标高(见图5)。
图5 雨水花园结构剖面图
在雨水花园的植物选择中,可以多考虑多样性和生态型,植物的耐水性能较好,且能覆盖所有地表部分,尽量避免出现裸露地表造成水土流失的情况出现。
部分城市的市政道路交叉路口会设置交通岛,其主要工作目的时组织交通的环形通行,减少交通事故的发生,提升交通通行效率。受交通岛不规则形状的影响,在低影响开发(LID)设计中,经常将其改造为雨水花园。
目前,在我国低影响开发设计还处于初级阶段,部分城市再对其的管理和应用方面,更多处于建设阶段,而缺乏对后期维护管理工作的认识,较难完全发挥低影响开发设计真正的工作运营。所以,在实际的雨水利用工程建设之后,定期的维护保养也至关重要。
(1)要经常对植物进行修剪和杂物处理工作,清理设施表面,进水口,出水口,溢流口的污染物,避免堵塞水流,导致设备的功效不能完全发挥。
(2)定期更换填料,避免填料层收到污染影响,导致植物和设施受损。推荐的更换年限为5A。
(3)如果城市发生重大的暴雨影响,应当在暴雨过后,检查相关设施的情况,尤其是植物和覆盖层的受损情况。
(4)定期锄草,因为植物的光合作用,会吸收土地中大量的污染物,因此,通过锄草和收割植物,可以根除土地中的部分污染物。
综上所述,低影响开发(LID)在市政道路中的设计和应用具有重大意义,它不仅避免了城市道路受到雨水的侵袭,而且极大的提升了雨水的二次利用,以及利用自然的去污方式,降低了城市的污染。然而,我国的低影响开发(LID)还处于初级阶段,缺乏专业的人才和施工力量,尤其是在后期维护阶段,还缺少相对应的管理制度和管理措施。相信,随着技术手段的不断改进以及城市居民的不断重视,低影响开发(LID)必然会成为未来市政道路发展的趋势。
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