樊瑞兰,王刚
(广州普邦园林股份有限公司,广东 广州 510600)
城市化进程不断加快,城市自然土地下垫面不断被城市灰色基础设施所替代,导致城市不透水表面的增加,雨水径流系数增大,雨水不能及时有效地渗透补给地下水,峰值流量增大,污染严重,洪涝灾害频发[1]。城市道路作为城市主要的下垫面之一,占地面积大,道路铺装多为沥青、混凝土、混凝土砖、花岗岩等透水率低的材料。同时,城市道路面源污染导致城市雨水管网出现排水不畅甚至淤堵,道路绿化景观蓄水能力较低[2-3]。
海绵城市理念引入到绿地建设,能够更好地发挥绿地涵养水源、保持水土的作用。通过透水铺装、下沉式绿地、雨水花园等生态化处理实践海绵城市理念的手段,发挥渗、滞、蓄、净、用、排的效果,缓解城市内涝、径流污染控制、补充地下水源,实现城市雨水的高效循环利用[4-7]。依据海绵城市雨水系统构建的要求,形成具有地方特色的道路系统雨洪管理模式具有一定的可行性和必要性,可促进城市可持续发展[8]。
项目地属于亚热带海洋性季风气候,全年降雨量充沛,年降雨量为1 694.1 mm,最大降雨量为2 516.7 mm,最小降雨量为1 158.5 mm。降雨集中在夏季,以5、6月降雨量最多,平均月降雨量为293.8 mm,最少在12月,月平均只有24.7 mm,每年4—6月为梅雨季节,7—9月为台风季节。
该项目道路绿化设计长度约3 140 m,绿化年用地面积约84 492 m2。道路绿化退缩带宽度为8~40 m,绿化范围包括中央绿化带、人行道、侧绿化带和绿化退缩带绿化景观,以及道路交叉口节点空间的景观改造。
为突出“一路一景”的道路绿化特色和“干净、整洁、通透、疏林草地”的城市道路环境,项目利用植物贯穿突出道路特色,展示一年四季不同色彩的植物景观。按照低影响的建设理念,将海绵生态化设施与道路景观结合,利用场地特征,局部区域增加微地形设计,打造地形为起伏的梳理草地、可呼吸的绿色生态道路。通过带状绿地连贯周边居住区、办公区、商业区、村庄等,为居民和办公人员提供集娱乐、康体、休闲为一体的户外绿色休闲活动空间。从而提升开创大道道路形象,方便周边居民的生活与出行,提升道路沿线的景观美化。
人行道和绿化带的园路采用透水铺装,透水铺装是一种蓄存部分雨水的新型绿色生态铺装,符合当前海绵城市建设理念要求,采用大孔隙结构层使雨水能够就地下渗,从而控制地表径流。透水铺装以渗、排为主,具有透气透水、吸声降噪、提升透水率、提高舒适性、适用范围广等特点,多用于人行道、园路、健身跑道等绿化设施。
图1所示为人行道和园路的透水结构,面层是40 mm C30深绿色强固透水混凝土(粒径2~4 mm)和60 mm C30原色透水混凝土(粒径10 mm),具有一定的透水性、保水性和透气性,透水系数不小于1.5 mm·s-1。基层为150 mm C20混凝土基层和100 mm级配碎石,具有足够强度。利用其结构的透水性能,充分发挥道路对雨水的吸纳、缓释作用。
图1 透水混凝土的结构
下沉式绿地指低于周边的绿地空间,可以直接收纳周边的雨水,种植耐水淹的草本植物。一般设置在道路或铺砌地面周围,不增加用地面积、低成本建设,能够实现绿地消纳雨水、减少雨水径流量与水资源化利用目标[6-7]。一般下沉式绿地的种植土层表面比道路低20~25 cm,并设置5°~10°的缓坡,有效地汇集雨水。本项目在道路分隔绿化带内设置下沉式绿地,并相隔一定距离设置开口路缘石,可以直接将道路的雨水收集到绿地中,减少雨水径流(图2)。
图2 下沉绿地的剖面
下沉式绿地的横截面为凹型结构,最上层为200 mm蓄水层,铺一层100 mm厚粒径3~4 cm的青碎石,可防止雨水的冲刷。种植土层为300 mm混合基质,下面为100 mm中砂层过滤层,最后是排水层为100 mm级配碎石,并设有80 mm穿孔管,上表面穿孔,穿孔率为3%,连接市政排水管,将多余的雨水排出,避免下凹绿地雨水溢出带来道路面源污染。下沉式绿地的设计形式较为单一,其使用功能大于景观功能,一般采用置石与具有耐涝性的乡土植物形成自然式景观效果。
雨水花园是集渗、滞、净等技术于一体的生态海绵设施,通过地形、植物、土壤、填料和微生物等作用,对雨水进行吸收、净化,增加雨水的下渗率,提高雨水的利用率。利用场地的地形设计,雨期将雨水汇流进雨水花园,通过雨水花园的渗、吸、蓄等作用收集雨水,将过滤后的雨水汇集在集水井,并在雨水花园中设置溢水口,将过量的雨水通过溢流口排入城市市政管道,降低道路雨水径流量,将雨水有效地补充地下水。土壤一方面为植物生长提供养分,也是雨水下渗的关键因素,土壤的渗透率和下渗速率决定雨水的下渗速度,通过改善土壤结构,有效提升雨水花园结构的渗透性。应选吸附能力强、透水性能好的基质。根据雨水花园中种植区不同的水淹情况,可将雨水花园区分为蓄水区、缓冲区、边缘区。蓄水区以耐水湿或水陆两生的草本植物为主;缓冲区亦是植被缓冲带,该区域应种植根系发达、抗冲刷能力强的植物,主要以灌木和草本植物为主;边缘区主要考虑植物耐旱性,可采用乔灌草的复层搭配方式。植物的选择以乡土植物为主,不仅可以吸收、拦截净化雨水,同时也展现雨水花园的植物景观效果。
雨水花园的结构设计作为重要组成要素,是发挥生态功能的基础。雨水花园结构层从上至下依次为蓄水层、植被层、覆盖层、营养介质层(种植土层)、过滤层、排水层、素土层,并设置溢水口、排水管,以及下部的集水模块和集水井等设施。利用雨水渗、排技术,经过雨水花园净化收集的雨水通过水泵和喷灌系统用于绿地的喷灌,高效利用雨水,节约市政水资源。
由于三角地绿化带地势较低,地形起伏变化较大,利用地形的水文特征,自然地将雨水汇集并形成湿地景观,相比其他初期雨水设施,建设成本较低。可以实现雨水调蓄,将路面的雨污水汇集到人工湖,通过植物和微生物的作用,实现有效的处理和净化。种植耐水湿的植物如芦竹、鸢尾、水竹芋等,并在湖岸设置黄蜡石,营造自然生态的驳岸景观。
图3为人工湖驳岸与湖底的结构图,最上层为300 mm种植回填土,利用2 mm三元乙丙防水卷材土工膜,上下用800 g·m-2土工布做保护层,下一层为300 mm黏土层,并用毛石做压边处理,尺寸为400 mm×400 mm。水位设计在2 m范围内,周边设有溢水井与市政排水管相连,保证人工湖的水位。
图3 人工湖驳岸与湖底的结构
城市道路景观作为城市建设的一种绿色基础设施,发挥着重要的生态作用。在海绵城市建设理念下,结合绿地原有条件,在不增加用地面积和少量建设成本的前提下,通过透水铺装、下凹绿地、雨水花园、人工湖等实践从源头控制城市雨水径流,改善区域的水文特征,有效地将雨水引流汇集到绿地中,充分发挥城市道路绿地对雨水的吸、渗、蓄、排等作用。一方面缓解城市雨水径流、水源污染的问题,同时也节约水资源,提升雨水的循环利用率,实现对环境的改善目标。