基于雨洪管理功能提升的道路绿地景观改造

■ 刘 颂 Liu Song 杨 莹 Yang Ying

当前我国城市快速发展，不透水面积增加破坏了自然水循环，城市水文问题日益突出，水质污染、内涝事件越来越频繁。随着道路路网密度的不断提高，遇到暴雨时，道路成了地表径流汇集的首要区域，道路积水成为普遍现象，同时给人工排水系统造成很大压力，而道路绿地发挥的雨水滞蓄排水等作用有限。本文以提升道路绿地雨洪管理能力为目标，探讨道路绿地改造的途径，以期为城市道路更新提供新思路。

1 雨水快排理念下城市道路面临的雨洪问题

我国城市建设过程中一直把雨水当作“废水”，尤其是为了缓解道路雨水径流量大的问题，往往通过布置灰色基础设施，如提高排水管道设计标准、雨污分流改造、建设大型调蓄池、调蓄隧道等方法[1]，试图将雨水通过最短的途径在最快的时间内排走，造成了雨水资源的浪费。

传统道路路面透水性差，且路面标高低于道路绿地标高，道路绿地被路缘石封闭，一方面，使道路绿地丧失了收集管理路面雨水的能力；另一方面，道路绿地产生的径流自然地排到道路路面，使道路绿地不仅没有发挥雨水滞留渗透的功能，甚至增加了道路排水负担。降雨发生时，大量的雨水迅速在路面汇集形成径流，径流沿着路缘流动，进入位于低处的雨水口，一旦排水不畅，就会形成积水。遭遇暴雨时，大量的雨水径流注入城市雨水管网系统，导致雨水管网系统过载，形成城市内涝。而城市河流等受纳水体接纳了本应被自然系统吸收的径流，导致流量在短时间内剧增并达到峰值流量，引发河流水体外溢及洪水灾害。

由于雨水在降落汇集的过程中携带了道路、屋顶及建筑表面的大量污染物质，造成雨水径流污染严重。污染径流在管道中的高速传输，使污染物难以沉积，最终进入受纳水体，导致水质恶化[2]。

2 当前道路绿地建设现状及问题

（1）雨水收集功能较弱。我国城市建设中排水基础设施的设计标准落后，基础设施管理不健全，配套设施建设不足等都会导致城市道路积水，外水倒灌。而传统道路绿地，由于路缘石的阻隔导致本身具有的雨水管理功能丧失，成为城市雨水问题“诱发”的重要场地[3]。道路绿地雨水收集功能微弱。

（2）对雨洪管理设施景观效果的考虑欠缺。一方面，当前城市道路绿地在规划设计时仍然缺乏与雨洪管理功能和雨水管理设施的有效结合，针对道路绿地的规划设计缺少对水文管理的考虑；另一方面，基于雨洪管理功能的道路绿地关注雨水设施的布局以及与雨水控制目标的最大化，发挥功能作用的过程也过于程式化，忽略了景观方面的美学效果，造成二者分离，未能有效协调统一。

（3）忽视针对道路绿地雨洪管理的植物景观设计。在城市雨水设施植物景观方面，有些植物群落并没有有效地滞留渗透雨水，一些雨水基础设施中由于植物选择与种植密度不当，植物甚至出现杂乱生长或倒伏的现象，这些都影响了植物功能的发挥，造成泥土冲刷、滞留雨水无法有效下渗等问题，进而导致雨水基础设施的瘫痪。当前道路绿地植物设计粗放、单一，进行植物的选择、设计时缺少对绿地设施化后植物生长环境的考虑，影响植物景观效果。

3 道路绿地作为绿色雨水设施缓解雨洪问题的可能性

绿色雨水基础设施，是指在不同空间尺度上具有雨洪调蓄、水质净化、水源涵养、回补地下水等功能的生态技术措施、自然生态系统及其所构成的整体，它在源头上对雨水径流进行削减净化，是一种更加高效、弹性的雨洪管理方式[4]。绿色雨水设施包括宏观层面的水生态敏感区、中观层面的自然要素及绿地系统和微观层面的低影响开发措施和绿色空间所构成的场地雨水系统[5]。

绿色雨水设施大部分依靠园林绿地进行建设。绿地的水文控制效果如下：①控制雨水径流流量及流速：通过下渗、蒸发等途径增加雨水在地表停留和渗透的时间。将雨水径流滞蓄渗透或收集利用，防止在场地外与其他径流汇集形成大规模的雨洪径流[6]。②实现雨水资源的合理利用：收集来自建筑或绿地的雨水作为再生水直接回用，通过雨水的就地下渗直接回补地下水，让雨水流入绿地成为植物的灌溉水源等。③净化雨水径流：通过土壤、生物和水面等吸收、过滤、隔离、降解雨水中的污染物质，净化雨水，保障雨水水质安全。

道路绿地是城市绿地系统的脉络，在城市绿地系统中所占比例较大，服务率和使用率也较高[7]。道路绿地中可以采用的绿色雨水设施有透水铺装、下沉式绿地、过滤树池、雨水花园、雨水湿地、植草沟和植被缓冲带等，分别发挥滞留渗透、收集存储、转输和截污净化等功能（表1）。

4 道路绿地雨洪管理功能提升设计

以某条二板三带式道路（图1）为例，道路宽度40m，含中央4m绿化分隔带，两侧有各20m绿化带。道路雨水管线设置在道路中心线处，中央绿化带内，雨水预留井布置在道路两侧；污水管线设置在南侧距离中心线30m处（即南侧红线外10m位置处），污水预留井布置在道路北侧距离道路中心线30m处。

现状道路绿地由于标高原因所产生的雨水径流排入道路，同时，绿地的侧石结构阻挡道路雨水进入绿地，所有的雨水径流沿道路经雨水口进入市政雨水管道。

表1 绿地雨洪控制能力比较

4.1 道路绿地改造的目标

(1)提高道路绿地雨水径流流量流速控制能力。发挥城市道路绿地降低和减缓雨水径流流量和流速的功能，增加雨水在地表停留和渗透的时间。在设计中将雨水径流滞蓄渗透或收集利用，防止在场地外与其他径流汇集而形成大规模雨洪径流[1]。

(2)提高城市道路绿地雨水资源化利用。通过道路雨水就地渗透直接回补地下水；结合道路绿地景观设计，让雨水流入绿地成为植物的灌溉水源或收集道路雨水作为观赏水体景观用水等。

(3)提高道路绿地雨水径流污染控制的能力。通过道路绿地内的土壤、生物和水面等吸收、过滤、隔离、降解道路雨水径流中的污染物质，阻断雨水径流携带污染物质在不透水铺装表面的蔓延，改善径流水质。

(4)提升城市道路绿地景观效果。基于雨洪管理功能的城市道路绿地景观设计，从生态效益出发，将雨洪管理功能作为设计中的重要关注点，但这并不是惟一目标。雨洪管理设施与景观设计要素的结合，还能够同时发挥道路绿地的生态功能、使用功能和美学价值，实现道路绿地多目标的可持续发展。

4.2 系统布置绿色雨水设施

图1 现状道路断面及坡度图

从道路横断面来看，道路绿地由中央分车带、行道树绿带及路侧绿地组成（图2）。两板三带式道路是生活型道路常见的形式，这类道路通常为城市支路，车流量较小，车速较慢，相对的污染情况也较低。由于这类道路绿地形式较简单，所采用的绿色雨水设施有下沉式绿地、雨水花园、植草沟、生态树池、路缘石扩展池、透水铺装、植被缓冲带五种。

道路绿地绿色雨水设施布局及衔接关系如图3，车行道和人行道产生的径流，通过路缘石切口和道路竖向地形流入路侧绿地的绿色雨水设施中，经过滞留渗透、转输、净化和水流控制设施的组合作用将雨水蓄滞，绿色雨水设施在地下相连，下渗的雨水和超过容纳量的雨水径流进入市政雨水管网。

图2 道路断面图

图3 道路绿地绿色雨水设施布局衔接关系图

4.3 道路绿地分类改造

4.3.1 道路衔接建筑、小区等大面积不透水铺装

道路红线外紧邻商服或居住建筑等大面积不透水区域，这种类型在城市中较为常见。这种类型的道路（图4（1））往往标高较低，周边区域的雨水径流全部排放到道路上，再由道路雨水口流入地下排水管网。由于这种排放方式对排水管网的依赖性较高，一旦雨水口出现淤积或堵塞，或径流量超过雨水管网的承担能力，就会出现积水情况或内涝。道路中间虽然有绿化带，但由于路缘石的阻挡，道路径流无法流入绿地，绿地无法滞蓄雨水径流。

进行绿色雨水设施设计时，应将道路绿带下沉，低于人行道及车行道，红线范围内外的雨水径流直接进入道路绿地的绿色雨水设施，超过消纳容量的雨水最终排入市政雨水管道（图4（2））。

4.3.2 道路衔接城市绿地

当城市道路与城市绿地相邻，道路红线外为开放式绿地时，这类型的道路景观（图5（1））通过绿地将建筑和道路隔离开来，看似不透水表面没有直接相连。但是建筑区域的雨水通常不会进入绿地而是排入市政雨水管道，并与位于道路下方的管道连接在一起，建筑与道路这两种不透水地表实际上还是彼此相连[8]，绿地并没有起到雨洪管理的作用。

在进行绿色雨水设施布局时，道路红线外城市绿地布置植草沟，道路红线内外的雨水径流排入植草沟进行滞留渗透和净化；调整道路红线内绿地标高，使得机动车道雨水径流汇入分车绿带内；若道路标高较低，可沿道路缘石设置雨水口，非机动车道和人行道路面产生的雨水径流汇入路侧绿地的雨水设施内，超过容纳量的雨水通过溢流管、溢流井排入市政雨水管网[9]（图5（2））。

4.4 道路雨洪管理单项设施设计

道路绿地雨洪管理单项设施分布如图6，主要有雨水花园、下沉式绿地、生态树池和透水铺装等。

4.4.1 结合行道树绿带布置雨水花园或下沉式绿地

车行道雨水径流通过路缘石切口进入标高较低的雨水花园中（图7），雨水花园设计时需考虑以控制径流量和控制径流污染为目标的两种雨水花园形式。其中，以控制净流量为主要目标的雨水花园适用于处理雨水径流水质较好的小面积汇流雨洪，如污染中等或较轻的道路雨水；以控制污染径流为主要目标的雨水花园，适用于布置在城市主要交通道路、交通广场和停车场周边，作为初期雨水径流污染控制设施来使用。另外，雨水花园景观自然生态，对视觉景观的提升改造意义重大。

图4 绿色雨水设施与道路红线外建筑、小区衔接关系图

图5 绿色雨水设施与道路红线外绿地衔接关系图

图6 道路绿地绿色雨水设施布置图

布置下沉式绿地时（图8），需将道路和人行道的雨水径流通过路缘石切口引导到下沉式绿地内，经过土壤的吸收和过滤回补地下水，超过调蓄能力的雨水径流排入市政雨水管道。

下沉式绿地的占地面积比例对雨水径流的滞蓄渗透有着很大的影响，下沉式绿地面积越大，雨水径流外排率越小。下沉式绿地在城市道路绿地中应用广泛，但在污染情况较严重、地下水水位较高的场地应慎重使用。

4.4.2 生态树池设计

生态树池能够处理超过90%的雨水径流总量[10]，净化75%～95%的常见地表污染物，并且生态树池的规模与雨水径流污染物的去除率成正比[11]。生态树池适宜于在绿化面积受限的场地中使用（图9），雨水径流滞留在生态树池中，能够保障灌木及乔木用水，节约水资源；同时，植物也能够发挥美学功能和生态效益，缓解热岛效应，营造舒适美观的道路空间感受。行道树绿地可以改造成生态树池的形式，雨水径流通过路缘石切口进入生态树池，经过树池内土壤、植物的吸收过滤，净化雨水，回补地下水。

4.4.3 透水铺装设计

透水铺装能够将地表雨水径流就地滞留渗透，起到短时雨水滞蓄及雨水污染物过滤的功能，同时降低雨水径流传输速度，让雨水缓慢下渗回补地下水。透水铺装能够增加保水能力，缓解热岛效应，同时还能起到消音、防眩光、增加地表湿度的功能，增加体验舒适度[12]。透水铺装适用于人行道、停车场和交通广场等车流量及负荷都较小的道路,若将目前大面积的不透水铺装更新为透水铺装，能够有效实现雨水径流的就地下渗。透水铺装类型多样，包括透水砖、砾石、透水沥青或利用铺装缝隙透水的石材等，单一铺装材料的使用或不同铺装材料的混合使用都能够营造出不同的视觉效果。

图7 雨水花园平立面图及效果图

图8 下沉式绿地平立面图及效果图

图9 生态树池平立面图及效果图

4.5 植物配置设计

植物是雨水设施中的重要影响因素之一，除观赏作用外，植物还发挥着净化水质，稳固土壤，维持生物多样性等作用。植物的选择不仅要美观，满足基本的景观效果要求，还要充分考虑不同类型及功能雨水设施的特殊条件和水文功能要求。设计时首先要考虑植物设计的影响因子，然后从植物群落的结构改造和季相改造两方面入手，增加植物群落的稳定性，并且保证不同季节的植物景观效果。

5 结语

由于传统道路排水设施的局限性，造成路面径流污染、排涝压力大等问题，难以适应现代道路排水系统的要求，基于雨洪管理功能提升的城市道路绿地景观设计方法，目的是从生态效益出发，将雨洪管理功能作为道路绿地设计中的重要关注点，通过系统布置绿色雨水设施、改造道路绿地及植物设计，实现道路绿地自然调控城市雨水，以缓解道路雨水问题。大量实践项目和研究表明，道路绿地在径流控制、水质净化、雨水资源利用等方面有着积极的作用，在城市道路设计或改造时，应综合考虑环境气候特征，分析雨洪压力，合理布局和设计绿地形式，同时注意植物的合理配置，满足环境适应性的同时提高景观质量。

参考文献：

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[7]高哲．基于防洪排涝的城市道路绿地景观设计研究[D]．天津 ：天津大学 ,2014．

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[11]Low Impact Development Center,Inc．Urban design tools[EB/OL],http：//www．lid-stormwater．net/treeboxfilter_sizing．htm, 2015-04-09．

[12]施雪．透水性路面铺装在构建生态城市的作用[J]．新型建筑料 ,2007(10)：66-68．