張 輝 (安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230092)
2017年3月5日中華人民共和國(guó)第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)第五次會(huì)議上,李克強(qiáng)總理政府工作報(bào)告中提到統(tǒng)籌城市地上地下建設(shè),啟動(dòng)消除城區(qū)重點(diǎn)易澇區(qū)段行動(dòng),推進(jìn)海綿城市建設(shè),使城市既有“面子”,更有“里子”。其中海綿城市建設(shè)是新一代城市雨洪管理概念,也可稱之為“水彈性城市”,國(guó)際通用術(shù)語(yǔ)為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”,實(shí)際上就是低影響開發(fā)理念在城市建設(shè)中的應(yīng)用。包括對(duì)城市現(xiàn)有水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),對(duì)遭到破壞的水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)和修復(fù),對(duì)城市進(jìn)行低影響開發(fā),通過(guò)滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,將70%及以上的降雨就地消納和利用,實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)中雨洪科學(xué)管理、污染源頭控制、系統(tǒng)化、生態(tài)化、“海綿化”。
低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)即低影響開發(fā)雨水控制與利用系統(tǒng),是低影響開發(fā)模式下消減徑流總量、峰值及降低徑流污染和收集回用雨水的總稱。包括雨水滯蓄、收集回用和調(diào)節(jié)等。城市道路低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)與城市規(guī)劃控制目標(biāo)一致,低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)規(guī)劃控制目標(biāo)一般包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等。以安徽省合肥市為例,年徑流總量控制率為75%,對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量21.3mm;年徑流污染控制為SS總量去除率應(yīng)達(dá)到50%,其中初期雨水徑流污染控制標(biāo)準(zhǔn)為5mm;徑流峰值控制應(yīng)保證外排雨水流量不大于建設(shè)開發(fā)前,城市道路中至少一條車道積水深度不超過(guò)15mm。
城市道路徑流雨水應(yīng)通過(guò)有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸,經(jīng)過(guò)截污等預(yù)處理后引入道路紅線、外綠地內(nèi),并通過(guò)設(shè)置在綠地內(nèi)的以雨水儲(chǔ)存、滲透、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設(shè)施處理,并結(jié)合道路綠化帶和道路紅線外綠地優(yōu)先設(shè)計(jì)下沉式綠地、生物滯留帶、雨水濕地等。
以安徽省合肥市某市政道路為例,其標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為3m人行道+3.5m非機(jī)動(dòng)車道+3m機(jī)非分隔帶+11.5m機(jī)動(dòng)車道+3m中央分隔帶+11.5m機(jī)動(dòng)車道+3m機(jī)非分隔帶3.5m非機(jī)動(dòng)車道+3m人行道,紅線寬度為45m。道路紅線兩側(cè)各設(shè)置20m寬的綠帶。
本項(xiàng)目結(jié)合道路紅線內(nèi)、外開放空間設(shè)計(jì)理念,采用道路和綠地兩條路線,靈活運(yùn)用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù),進(jìn)行低影響開發(fā)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)小排水系統(tǒng)(紅線內(nèi))與大排水系統(tǒng)(紅線外)的協(xié)調(diào)一致,構(gòu)建LID/GSI雨水系統(tǒng),落實(shí)海綿城市理念。
根據(jù)道路鋪裝面積計(jì)算調(diào)蓄容積,以確定調(diào)蓄設(shè)施的規(guī)模。
調(diào)蓄設(shè)施規(guī)模計(jì)算表
本次設(shè)計(jì)所需調(diào)蓄容積:
下沉式綠地:面積為16581.2m2,可調(diào)蓄深度0.10m。
調(diào)蓄容積:V1=16581.2×0.10=1658.1m3
雨水花園:面積為4502m2,可調(diào)蓄深度0.50m。
調(diào)蓄容積:V2=4502×0.50=2251m3
本次設(shè)計(jì)總調(diào)蓄容積:
在道路綠線內(nèi)創(chuàng)造了點(diǎn)、線、面三大LID設(shè)施,三者有機(jī)聯(lián)系,形成系統(tǒng)。
①點(diǎn)狀系統(tǒng)——生態(tài)樹池
人行道樹池設(shè)計(jì)采用生態(tài)樹池,滯留、下滲、凈化路面雨水。
②線狀系統(tǒng)——機(jī)非分隔帶設(shè)置下沉綠地
本次下沉式綠化帶按照生物滯留設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì),采用開孔側(cè)石,主輔分隔帶下沉20cm,綠化帶下沉30cm,中間設(shè)置溢流式雨水口,主輔分隔帶雨水口箅子高出綠化帶10cm,綠化帶雨水口箅子高出綠化帶20cm。主輔機(jī)動(dòng)車道間下沉綠化帶、輔機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道間綠化帶分別需換填0.6m、1.2m深的種植土(摻入40%細(xì)砂),種植土下設(shè)置30cm礫石層。下凹綠化帶與道路相鄰一側(cè)設(shè)置防滲膜,以減少水對(duì)道路基礎(chǔ)的侵害。
把以往設(shè)置在快車道邊的雨水口挪進(jìn)機(jī)非隔離帶中,改為溢流口。在路緣石上開孔,讓雨水進(jìn)入機(jī)非隔離帶。加大路緣石開孔處道路橫坡,增加雨水收集能力。雨水進(jìn)入機(jī)非隔離帶后,通過(guò)在兩個(gè)溢流口之間設(shè)置的擋水墻攔蓄雨水,超過(guò)攔蓄深度的雨水通過(guò)溢流口排入市政排水設(shè)施。生物滯留帶內(nèi)應(yīng)設(shè)置溢流設(shè)施,本次采用平篦式雨水口,篦頂?shù)陀趨R水面約100mm,雨水口縱向布置間距為40m,收集到的雨水就近接入市政雨水管道。道路相對(duì)低點(diǎn)位置應(yīng)加密布置雨水口。
在生物滯留帶內(nèi)每隔一段距離(約100m)設(shè)置一處攔水墻,道路縱坡較大時(shí),應(yīng)適當(dāng)減少設(shè)置間距,避免暴雨時(shí)雨水流速過(guò)快,沖刷土壤和植被。
在道路相對(duì)低點(diǎn)處,除增加生物滯留帶內(nèi)溢流雨水口數(shù)量外,同時(shí)適當(dāng)減少綠化及種植土數(shù)量,增加礫石和砂土積蓄設(shè)施,并設(shè)置小型溢流堰,在遭遇雨量大、歷時(shí)短的大暴雨時(shí),超標(biāo)雨水可通過(guò)溢流堰直接排入市政雨水管道,以降低道路低點(diǎn)處的排水壓力。
③面狀系統(tǒng)——雨水花園、蓄水池
雨水花園指在地勢(shì)較低的區(qū)域,通過(guò)植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施。結(jié)合道路設(shè)計(jì)方案,在起點(diǎn)處紅線南側(cè)現(xiàn)狀水塘處設(shè)置雨水花園,附近雨水管道引入雨水花園。雨水花園是市政雨水管道與生態(tài)調(diào)蓄池、城市水系中轉(zhuǎn)和過(guò)渡的樞紐。
本次設(shè)計(jì)雨水花園自上而下依次設(shè)置蓄水層、植被及種植土層、碎石墊層、防滲膜等,各層設(shè)置應(yīng)滿足下列要求。
蓄水層深度根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能來(lái)確定,本次設(shè)計(jì)取200mm,同時(shí)設(shè)置100mm的超高,路緣石內(nèi)側(cè)各設(shè)置0.2m的硬化引流帶以1.5%的坡度坡向雨水花園。
為防止種植土層介質(zhì)流失,同時(shí)增加部分調(diào)蓄能力,在種植土層底部設(shè)置厚度為200mm的碎石墊層。在道路兩側(cè)的綠化帶內(nèi),利用地形和植物等創(chuàng)造多樣化的雨水花園;雨水花園通過(guò)蓄留滲透過(guò)濾系統(tǒng),增強(qiáng)植物及景觀多樣性。
要實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市建設(shè)的“海綿化”,構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)是城市道路設(shè)計(jì)的必要舉措。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)可有效改善城市水生態(tài)環(huán)境,控制徑流污染,減輕城市防洪排澇壓力,充分利用水資源。應(yīng)從城市道路雨水系統(tǒng)規(guī)劃著手,加強(qiáng)設(shè)計(jì)中各項(xiàng)措施應(yīng)用,并做好施工管理,以讓低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)徹底得到實(shí)施,改善城居生活環(huán)境。隨著時(shí)間的推進(jìn)和研究的深入,其技術(shù)措施呈現(xiàn)多樣性,但整體應(yīng)用并不多,仍處于初級(jí)階段,還需要廣大建設(shè)者們?nèi)翰呷毫?,將這一利國(guó)利民的重要技術(shù)發(fā)展下去,推廣開來(lái)。