“海绵城市”在道路设计城市规划中的应用研究_赵辉.pdf

2023 年 4 月“海绵城市”在道路设计城市规划中的应用研究赵辉何帅(中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010)摘要:为了全面提升城市道路设计水平，延长其使用寿命，进而创造出更理想的效益，建议将“海绵城市”理念融合到道路设计工作中。从分析“海绵城市”理念应用的意义着手，总结现代城市建设中“海绵城市”理念应用的要点，较为全面的探讨“海绵城市”理念的具体体现形式，包括在透水铺装、绿化带、路缘石与雨水口、排水系统等方面的应用要点等，希望能从理论层面上给同行实践带来一些帮助。关键词:城市规划;道路设计;海绵城市;应用要点文章编号:2095 4085(2023)04 0103 03“海绵城市”是一种全新的城市管理理念，指的是建设的城市具有类似海绵一样的性质，进而强化自身对多样环境的适应能力，将各种自然灾害造成的影响降到最低。基于“海绵城市”理念规划建设城市，能在雨水充足时段有效储存雨水资源，在降雨量减少的干旱时节合理释放与应用前期储存的水资源。推行“海绵城市”理念不仅契合生态优先的基本原则，也能提升水资源的利用效率，增强城市生态的自我修复与防灾能力1。“海绵城市”用在城市道路设计实践中时，一定要综合分析多方面因素，有针对性的优化设计方案，为我国城市道路事业持续发展提供保障。1道路设计中应用“海绵城市”的意义分析1 1强化城市防洪抗灾能力“海绵城市”的内涵主要体现在城市雨水与污水的处理系统，可以运用“防渗、围堵、储存、处置、应用于排水”等多种方法去缓解因道路和硬化建设面积扩增而造成的城市防汛排水压力日益繁重的情况，不仅能明显降低市区内涝事件发生概率及缩短其持续的时间，还能将造成的危害程度降到最低。1 2提升城市水资源利用率将“海绵城市”理念融合到城市道路设计工作中，有效应用海绵效应，有针对性地修整市政基础设施以增强其排水能力。在“海绵城市”理念的正确引导下能明显增加既有水资源的利用效率，一方面对与水相关的灾害事件起到一定防控作用，减少干旱与洪水等给城市经济运营发展的不良影响，另一方面也为提升水资源整体管理效率奠定良好条件2。1 3提升城市生态环境品质社会经济在持续发展中创造了良好效益，增加了人们的经济收入，改善他们的物质生活条件，但经济发展给环境带来的不良影响日渐加重已经是一个不争的事实。城市中的各类生活垃圾及一些工业生产中产生的重金属污染物质等易伴随雨水流进江河或渗到地下，对周边水环境造成不同程度的污染。基于“海绵城市”理念设计城市道路时，能及时把雨水储存于“海绵体”中，再运用自身持有的净化功能过滤雨水，减少雨水内有害物质含量，降低其给环境造成的危害作用。站在这个角度分析，“海绵城市”能辅助提升城市生态环境品质，为广大市民创造舒适的生存空间。2海绵城市理念的设计要点2 1城市道路建设的整体规划气候变暖已经是全球趋势，在这样的生态环境下洪水、暴雨等自然灾害事件发生率相应增加，已经加大建设海绵城市必要性的宣传力度，并不断摸索相关方法措施。应参照现行的城市规划技术标准与要求，结合城市所处的地理条件，科学规划城市周围的河流、环境及其他自然资源，全面提升其管理效率。在设计早期，一定要全面掌握项目施工场地的地址条件及周边各类资源资源的分布情况，明确自然绿化、道路铺筑以及雨水收集的要点，采用多种方法提升原城市下水道基建水平，有针对性的改善城市生态环境，缓解城市污水系统的运行压力。将“海绵城市”渗透到城市道路设计领域，能显著改善城市雨水的混合效应，全面提升城市绿化景观建设水平，节省水资源的应用成本。基于“海绵城市”理念开展城市规划工作能逐渐恢复水资源的正常储量，减轻水污染与滞301涨程度，节省自然资源的应用成本，减少或规避局部积水问题，利用自然降水控制流域项目建造成本，由此可见“海绵城市”理念应用过程中表现出很高的生态价值。2 2道路结构层设计过往在施工建造城市道路时，常用的排水系统主要有两种类型:其一是通过道路间隙排水以确保路面排水过程的畅通性，减少或规避局部积水严重的情况;其二是针对渗入进道路的畅通影响，道路基质层的街道水运用盲排方法进行处理。尽管以上两种传统排水办法实际应用中也能较好的执行道路排水任务，但是因为自身渗透、滞留和储存效能偏低，对地下渗透系数提出较严格的要求，在车流量或者货流量偏大的城市道路运营工况下，雨水无法完全渗入进道路。过去步行街预制砼现场施工建造中，经常运用花岗岩和新型渗透性土去建造海绵城市道路，其在透水性、环保性等方面均占据优势3。2 3路面排水设计排水系统的设计是市政道路设计工作中的一项重要内容。过去道路工程的排水设施主要是应用横坡把雨水引进排水井内，正因如此绿化带成为了大部分排水井首选建设的位置，以期能辅助提升城市路面的排水效率。而应用“海绵城市”理念设计路面排水设施时，能统一采集与净化雨水，具体是将排水管道设置在城市道路两侧的绿化带内，净化处理采集所得的雨水，随后运用浇灌绿化带内的植被，显著提升水资源的回收与利用效率。3道路设计中“海绵城市”的应用体现3 1透水铺装系统在城市道路中透水铺系统的功能作用主要治理水源污染问题，应用“海绵城市”进行设计前要实地调查道路的透水性及易发生严重积水问题的区段，明确道路设计内部与表层污染涉及到的径流因素，客观分析积水路段中发生的内涝事件和暴雨气候、径流水量之间的关联程度，将清除积水污染过程中带来的损失降到最低。道路工程设计理念及前期使用状况均影响着其表面被污染的程度。在明确污染物成分构成的基础上再开展大范围的清污活动，利用透水铺系统分层处理道路结构，提升城市道路表层的清洁度、透水性，降低水源被污染的程度，使水源储存的途径更加多样化。但是一些污染物可能会透过铺装系统而对城市道路设计工作产生一定扰乱作用，此时要配合应用光谱、离析等方法分析污染物造成的影响，进而有针对性的阻断相关因素的作用过程。参照现代城市规划要求，明确系统要处置的道路险情，了解自然气候作用下暴雨侵袭与内涝事件发生时污染扩散规律，结合险情分析结果去提升城市道路的综合设计水平。加强道路内水资源的管理控制力度，在此基础上科学规划透水铺装系统的储水机制、水资源调配路线等4。针对水污染相对较严重的路段，要定期排查相关隐患因素，并明确危害预警指标。对于有修复需求的道路环境要认真做好污染指标的检测工作，并参照道路项目建设进度在设计内明确相应的实施方案。3 2绿化带设计城市道路绿化带时一定要综合其对城市外表、空气改善及水源涵养情况进行，参照路面实体建设情况设计雨水的采集与过滤工程系统。理论上讲，绿化带与主体道路之间应存在着一定高度差，这样才能确保绿化带内的雨水顺利地流进路面排水系统内，减少或规避积水问题的同时，也能结合排水线路走向栽种植物，设计出多个出入口以辅助提升雨水收集效果，进而增加道路地下系统的雨水存储与过滤效率。现如今，一些城市内部因为化工厂生产而造成很多酸性废物混入雨水内，若直接采用这种混合水浇灌绿植，一方面会降低绿化带的建设效果，另一方面也会对主体道路工程造成不同程度的损害，通过过滤能提升雨水内酸性物质的清除效果，进而使雨水在循环利用过程中创造出良好效益5。综合规划绿植生长的土壤环境与周围管道设施，基于“海绵城市”理念规划建设工程项目，科学设计绿化带的承载总量，进而确保其使用过程中能充分发挥出自身的渗水与储水功能，确保在处理与收集自然降水过程中流经的管道在功能上有明确的功能区分，可以尝试把降水处理的质量作为评估城市规划效果的一项主要标准。3 3路缘口与雨水口的设计建造路缘口的目的主要是为了使市政路面与基建设施之间存在着一些障碍物，借此方式使不同道路之间做到界线分明，通常这样可以保证不同道路之问有明显的界线，一般路缘口周围的地面高度要控制在15 30cm 范围内，以便为路面积水顺利流进雨水口401创造便利条件。在设计路缘口环节中，大部分施工方会选择开凿孔立缘石、豁口立缘石以及按照一定间距布置立缘石的办法。雨水口是城市道路收集雨水的一个重要基建设施，通常被建造在机动车道或非机动车道的边缘地带。实际中在收集雨水过程中，经常会出现一些垃圾伴随雨水进到雨水口的情况，增加了雨水口被堵塞的风险，雨水口收集雨水的能力固然会下降。为了规避以上问题，建议设计雨水口环节中在其上局部组装截污设施。对于城市降水集水口能起到一定排放与涵养的作用，采用“海绵城市”理念合理规划真实的水资源应用及流量状况，运用水量计算公式设计城市的集水口数目及集水面积，进而使路缘石以及集水口能够依照城市季节的改变而科学建设不同集水井，将其作为改善城市道路水污染问题及生态修复的治理主体，以进一步提升城市内积水及内涝的防治效果。3 4车行道路排水近些年中，非透水性路面在各地市政道路建设中实现了广泛应用，容易引起局部严重积水的问题。现场积水较多短时间内无法渗入下水道时，就会造成路面湿滑度显著增加，增加了交通事故发生的风险。为了减少或规避以上状况，运用“城市海绵”理念设计时，大力提倡应用透水性路面材料，以促进路面上雨水的下渗过程。具体实践中，可以采用沥青混凝土施工建造路面层，其自身具有良好的透水性，而在中间层与下面层可以铺筑使用一些非透水性建材，采用以上工艺方法，一方面能减少路面局部严重积水问题，另一方面也能减少雨水给路基造成的渗透危害(如图 1 所示)6。图 1人非混行车道结构图结合海绵城市建设时在路面透水性方面提出的要求，当前业内大力推行使用透水铺装方法:即运用大空隙的结构层，基于特殊设计过程，在雨水收集系统铺筑在地层之下，以使路面水直接渗进地层，并发挥一定过滤污物、补充地下水的作用。除了可以应用透水性沥青混凝土材料之外，也可以结合道路地面及所处环境特征铺装施工透水沥青混合料。4结语总之，城市规划中基于“海绵理念”开展道路设计工作，能够减少城市洪涝灾害造成的损失，帮助内陆城市特别是缺水城市提供蓄水、保水的水资源循环系统。但是城市道路设计是一项复杂化的系统工程，主客观多种因素影响着项目最终的设计效果，为此设计人员在规划工作中应以提升城市整体建设水平作为目标，及时更新规划理念，深入挖掘“海绵城市”内涵。尽早建设出功能完善的雨水循环系统，建立自然生态和给供水之间的平衡关系，充分体现出“海绵城市”的实际价值。参考文献:1 张赟，孙胜杰 海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究 J 中华建设，2022，45(11):87 89 2 吴思聪 一种新型海绵城市道路多孔排水混凝土基层施工技术 J 四川建筑，2022，42(5):288 290 3 戚沁菡 城市道路设计中的海绵城市设施选型探索 J 城市道桥与防洪，2022，74(10):117 120，17 18 4 彭神斌 浅析海绵城市道路 PAC 5 衔接层施工技术 J 江西建材，2022，17(9):208 209，212 5 刘杰 基于海绵城市理念的市政道路设计方法探讨 J 科技创新与应用，2022，12(24):138 141 6 郑骁奇，邵知宇，龚华凤 基于“容积法”的海绵城市道路计算关键步骤分析及优化 J 城市道桥与防洪，2022，74(8):91 94，17501