周 锦
(中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北 武汉 430070)
“海绵城市”就是通过加强对城市的规划管理,充分发挥建筑、道路和陆地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护[1]。“海绵城市”技术在道路景观建设中应用的主要目标,是利用优化的植物配置和基础管理措施,实现整体城市发展和水资源的合理化分配,同时通过道路景观设计对城市环境的调节作用,实现生态效益的最大化。
“海绵城市”的理念重点突出“海绵”的概念,强调城市绿地需要具备雨洪调蓄、水源涵养,雨污净化等功能。它不是一个“虚无缥缈”的定义,而应该与城市建设的景观格局相对应[2]。从另一个方面来说,建设“海绵城市”,即是建设以景观为载体的水生态基础设施,这也是工程建设集成化和社会发展的要求。本文对“海绵城市”理念及其在台州湾循环产业聚集区市政道路绿化景观设计中的具体应用进行系统阐述。
台州湾循环产业聚集区市政道路绿化景观工程位于台州东部新区的东北部,东面和北面临近台州湾,地势由西向东缓坡倾斜,区域内地貌以冲击平原、滩涂为主,东侧沿海地带有绵长海岸线和众多岛屿。新建的开发大道为东西向主干路,起点接已建的开发大道,终点接该项目聚洋大道,道路全长865.13 m。新建的聚洋大道为南北向主干路,起点接开发大道终点,终点接正在建设的绿脉南路,道路全长2 327.681 m。
集聚区背靠台州市主城区,该项目沿线地形地貌见图1、图2。
图1 沿线地形地貌图(鸟瞰图)
图2 沿线地形地貌图(近景图)
台州湾循环产业聚集区市政道路建设全面落实“海绵城市”建设理念,对台州市“海绵城市”建设具有重要的示范意义。基于“海绵城市”理念建设聚集区市政道路景观,旨在实现城市建设开发与自然保护的协调统一,在尊重本地水文特点的前提下,修复和保护自然生态,推广和应用低影响开发建设模式,建设生态排水设施,充分发挥道路绿地对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,节约水资源,保护和改善城市生态环境,实现景观效益和社会效益的最大化。
通过对现状场地的踏勘可知:工程设计区域地形较平坦,地下水位及河道水位较高(河道常水位约1.7 m,20 a一遇洪水位标高约2.78 m);设计项目现状部分为原始滩涂,有部分已石渣回填,石渣填筑区域透水性好,可作为“海绵城市”的储水层。工程场地现状及各条道路基本情况详见表1、图 3、图 4。
表1 道路现状表 m
图3 道路沿线现状图(吹填区)
图4 道路沿线现状图(石渣路基)
根据场地的实际情况和业主的需求,在经过沟通之后形成了两点设计原则:第一,充分发挥“海绵城市”绿色技术措施作用,强调优先利用 绿色措施分散雨水源头排放,同时结合“源头与末端”、“蓄与排”、“地上与地下”的思想,利用多技术手段实现”海绵”系统;第二,绿色技术措施需要兼顾城市的地域景观特色;第三,当道路绿带空间充足时,可以将红线外不透水区域的雨水引入并消纳。
综合考虑道路类型与断面型式、道路坡度与坡向、道路周边场地开发强度及可利用开放空间大小等因素,制定相应的开发控制指标、规模和布局方式,兼顾传统市政管网,最后确定了下凹式绿地、雨水花园、侧石与透水铺装等主要“海绵城市”技术措施,完成“海绵城市”道路景观设计。
在此基础上,笔者根据项目本身的特点归纳了“海绵城市”理念在城市道路绿化景观设计中的应用要点:
(1)道路绿带低影响开发设计,需要权衡“灰色”雨洪基础设施与“绿色”海绵技术措施结合问题。海绵技术措施目前还不能完全取代城市道路的“灰色”市政管网建设[3],因此打造聚集区“海绵城市”绿色道路过程中,需借鉴其他类似项目经验,但不生搬硬套,充分分析项目台州聚集区的具体情况,科学布局,因地制宜。
(2)实现“绿色”与“灰色”雨洪设施的恰当结合还可以将雨水管理艺术化,增加景观效益。设计过程中,主张通过模拟自然雨水蒸发、入渗的径流管理过程,结合低影响、生态化、艺术化的雨水管理工程措施,设计以水为切入点,针对场地问题,发挥绿地生态效益,探索公共空间与生态景观的融合,达到景观设计与雨水管理艺术化的有机结合。
考虑该项目“海绵城市”设计目标控制指标及台州的地理、气候等因素,基于“海绵城市”的低影响开发理念,道路景观设计要做到保护自然,最小限度干预自然,在下凹式绿地、路侧石、植物配置、雨水花园等设施中采用相应的设计策略。
下凹式绿地低于周边地面标高,可积蓄、下渗自身和周边雨水径流,可调蓄和净化径流雨水,包括生物滞留设施、雨水湿地等。根据单位面积控制容积要求和道路横断面设计方案,下凹式绿地为生物滞留设施。设施靠近路基部分采用防渗土工布进行防渗处理,防止对道路路基稳定性造成影响。下凹式绿地为生物滞留设施[4],内设置溢流雨水口,雨水口视下凹式绿地宽度高于绿地12 cm和18 cm,低于周边路面8 cm。种植土层底部设置透水土工布或砂层隔离层,防止土层或填料流失,土工布下设置50 cm厚石渣层排水。石渣层一方面可降低地下水的毛细作用上升至种植土层,另一方面可加速雨水的下渗。石渣层中可设置DN100-DN150PVC穿孔排水管接入附近雨水井,可加速雨水渗透入地下。但是,由于该区域所处地理位置位于海边,常年地下水位较高,若该工程设置穿孔排水管,对雨水的下渗作用不大,雨水管道在雨季兼有排出地下水的功能,降低雨水管道排涝能力。为此,该工程不建议石渣层中设置穿孔管,仅需采用渗透系数大的种植土及耐水性植物。由于本土种植土易板结,长时间运行导致渗透系数降低,因此为避免植物受到长时间侵泡而影响正常生长及景观效果,综合经济及实用效果,下凹式绿地40 cm种植土采用改良后的营养种植土。为减少地面污染物及泥沙进入绿化带,若路面雨水集中进入下凹式绿地,则需在路缘石,豁口处放置砾石或卵石,防止雨水冲刷。
该工程道路紧邻河道,道路红线外不属于该工程范围。考虑滨河道路结合河道设置低影响开发设施,机动车道、非机动车道、人行道雨水通过地表径流及海绵城市设施净化后排入河道,降低河道的径流污水,本设计推荐道路红线外采用雨水花园。通过在道路与河道之间设置表流湿地或雨水花园及透水铺装,对入流雨水进行入渗、滞蓄、净化。地表径流先经植被缓冲带,再统一汇流至表流湿地或雨水花园进行渗透、储存与净化,雨水花园通过管道串联,最后通过溢流管排入水系。水域范围内可通过设置滨岸水生植物带等净化设施,进一步对排入的地表径流及上游来水进行净化。生态护岸种植耐冲刷植物。
该工程在道路人行道采用透水砖铺装,渗透系数不小于1×10-5m/s。透水铺装结构符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T 188—2012)的规定。透水铺装路面设计同时满足路基路面强度和稳定性等要求,而且装饰效果良好。采用红、黄、绿3种颜色的透水砖搭配形成各种图案,并结合周边景观进行设计,摆脱了原先以黑色调铺装为主,单一、凝重、压抑的感觉,起到美化城市的作用。
台州地处沿海,区域内以盐碱地为主,在道路植物的配置中,需要充分考虑台州本地的气候条件、盐碱地的土壤条件和周边环境,优先选用本土适生植物,适当搭配外来物种,在海绵设施中能发挥很好的去污能力,并使其景观具有极强的地方特色。根据台州的降雨特点,下凹式绿地存在满水期与枯水期交替出现的现象,因此种植的植物既要适应水生环境又要有一定的抗旱能力。设计中通过不同植物的合理搭配,提高了水体的净化能力;乔灌草结合,提高了植物群落的结构层次性和观赏性。表2为台州“海绵城市”设施适宜植物。
表2 台州“海绵城市”设施适宜植物
根据集聚区对种植土渗水性等要求,壤土、砂、珍珠岩、蛭石的组合的渗透系数均为1×10-4m/s,变化范围为1.63×10-4~6.37×10-4m/s,能达到海绵城市技术设施要求。因此,推荐的填料组合配比为:壤土∶砂∶珍珠岩∶蛭石=30∶40∶15∶15。这样的配比渗透性能较好,同时净化性较高,成本也较低。由于种植土沙质含量高,因此通气透水性好,排水通畅,不易产生滞涝。但是,这样的配比潜在养分少,可能后期由于本身肥力不够,造成植物后期脱肥、早衰。可以适当增加泥炭土的含量,以增加组合填料的有机质含量。
该项目设计注重选用草本植物与木本植物搭配种植,通过丰富的植物种植形式建立起稳定群落结构,使“海绵”系统能够长期发挥作用,同时兼顾城市绿化带的审美功能。图5和图6分别为聚洋大道和开发大道的绿化效果展示。
图5 开发大道绿化效果
图6 聚洋大道绿化效果
传统的城市道路绿化带都是使用比较高的条石来分割绿化带和马路,导致雨水很难被充分利用,与“海绵城市”建设背道而驰。针对这种情况,本次设计在绿化带中建设生态滞留区。根据位置的不同可分为生态滞留带、生态树池等,通过对街豁口将路面径流引流至收水区进行蓄留。机非隔离带设置了下凹式绿化带,将两侧道路上的雨水收集到绿带中。通过台州的“海洋波浪”元素提取,对雨洪设施侧石外观进行景观化处理,不仅满足了雨水收集的需求,改变了千遍一律的“生硬”形象,让道路设计节点有细节、有内容,呈现自然亲切质感(见图7)。
图7 路侧石设计
在我国城市化迅速发展的背景下,基于“海绵城市”理念的城市道路绿化景观设计,结合传统市政“灰色”管网与“绿色”海绵技术互相融合的思想,能够有效管控雨水,修复城市水生态,涵养水资源,增强城市防涝能力,同时兼顾绿带的审美功能,充分体现了“海绵城市”系统的生态性、可持续性、低能耗性和低投资等理念。本文通过理论与实例相结合的方式,对“海绵城市”理论以及在市政园林设计中的实践应用进行阐述,为城市道路低影响开发设计提供借鉴。