基于海綿城市思想的城市道路改造設(shè)計

1、金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,簡介金山湖大道區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境優(yōu)美，人文景觀豐富，規(guī)劃以休閑旅游、低密度居住和高檔商務(wù)為主。在這個案例研究中，我們利用金山湖大道的道路綠化側(cè)分帶建立生態(tài)植草溝和雨水花園，利用滲透、滯留、傳輸相結(jié)合的方式對道路和周圍匯水區(qū)徑流進行管理，沿著道路沒有布置縱向排水管道，徑流通過植草溝和雨水花園傳輸，收集至排水橫管排放到河道。LID設(shè)施整體按照30年一遇暴雨事件設(shè)計，重點考慮初期雨水的處理和年徑流

2、總量控制率，年徑流總量控制率最終大于92%。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,2. 道路概況道路長約4.7公里，紅線寬32-40米，道路西側(cè)有一條規(guī)劃20米寬水系。此處原地貌為長江河漫灘，地塊高程較低，歷史上一直是內(nèi)澇等災(zāi)害的頻發(fā)地區(qū)，同時由于景區(qū)建設(shè)，周邊水系水質(zhì)要求也不斷提高。為了更好的解決這兩個問題，我們決定采用LID技術(shù)。設(shè)計的核心思想是利用下滲式植草溝，通過收集、下滲、過濾、調(diào)蓄、排放、溢流的過程管理降雨徑流

3、。期望通過將排水與景觀結(jié)合的方式，發(fā)揮生態(tài)和排水的雙贏功能。本次示范段項目覆蓋范圍645米。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,3. 雨洪管理措施金山湖大道的原始設(shè)計是依據(jù)現(xiàn)行國家法律，規(guī)范和標準。流域徑流通過道路收集口直接匯入到地下混凝土雨水管渠（采用短歷時暴雨強度公式，5年一遇重現(xiàn)期計算管渠尺寸，管渠尺寸在400mm~600mm），然后直接排放入緊鄰道路的河道。設(shè)計沒有考慮減少面源污染和控制雨水峰值。本示范段的設(shè)計是應(yīng)

4、用LID的生態(tài)排水方法，將入滲式植草溝作為收集和輸送雨水徑流的通道，能夠減少徑流峰值流量，并且大大減少徑流面源污染物直接排放到景區(qū)水系。根據(jù)方案比選和現(xiàn)場勘察，提出將四個LID組件引用在金山湖大道示范段的設(shè)計和施工中。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,3.1 自然排水系統(tǒng)替換原有綠化帶金山湖大道的自然排水系統(tǒng)為兩側(cè)布置的截面是3.5米寬、0.2~0.3米深的生態(tài)草溝。單側(cè)自然排水系統(tǒng)的長度約590米，坡度沿道路縱向坡度設(shè)置，有

5、兩處高點和兩處低點，形成三處雨水花園和出水口。生態(tài)草溝混合土壤采用透水性土壤、水洗砂、水洗碎石由上至下配置而成，并在草溝內(nèi)種植本地的常綠喬木和灌木。通過道路橫坡設(shè)置和路牙開口，使路面雨水自然收集進入生態(tài)草溝。為了減少雨水從生態(tài)草溝內(nèi)溢出，在水洗碎石層鋪設(shè)盲管，連接到道路最低處雨水花園溢流口下的集水井；為了降低下滲雨水對道路路基的侵泡，沿生態(tài)草溝溝槽側(cè)面和底面放置土工布并刷瀝青層防護。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,3.2

6、 雨水花園的建設(shè)通過使用金山湖大道交叉路口的兩處道路低點,設(shè)置三個小型雨水花園用來調(diào)蓄植草溝收集的雨水并溢流排放。每個雨水花園面積約10平米。雨水花園的基礎(chǔ)建設(shè)方法類似于以上所描述的自然排水系統(tǒng)，但其表面不種植植物，以一層厚粒徑河卵石鋪面代替，目的是沉積并阻攔來自植草溝徑流的泥水和懸浮垃圾，減少溢流雨水對下游水系的污染。雨水花園表面河卵石需要定期清潔維護，以保證它的使用功效。,（位置）,（平面）,（斷面）,金 山 湖 大 道

7、設(shè) 計 案 例,3.3 透水混凝土替換原有人行道鋪裝 為了增加降雨入滲，透水路面的人行道使用的越來越多。近年來，透水路面人行道也采用在了上海世博園、北京奧林匹克體育場等處。在金山湖大道的人行道鋪裝設(shè)計也考慮了透水路面的技術(shù)，我們采用彩色透水混凝土作為人行道的面層鋪設(shè)，并在面層結(jié)構(gòu)下設(shè)置盲管導(dǎo)流。這樣在雨天保證降雨能夠快速入滲，并使得行人步行時不濕滑、更安全 。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,3.4 開孔、開口路牙代

8、替?zhèn)鹘y(tǒng)路牙 我們認為通過漫流、滲流、散排的方式讓徑流匯入自然排水系統(tǒng)是較為合適的，這樣可以減少集中入流對自然植被和土壤的沖刷，也能更好的收集雨水徑流。所以我們對快車道段路牙進行了30cm間隔設(shè)置方式，同時對慢車道路牙進行了開孔設(shè)置。間隔和開口的尺寸根據(jù)寬頂堰公式計算，設(shè)定最高堰頂水頭5mm，而其徑流量根據(jù)匯流面積采用本地短歷時暴雨強度公式計算。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,4. 水質(zhì)比較本項目的入滲式植草溝使徑流在

9、進入的源頭和傳輸途徑中能夠就地處理，代替原有直接收集降雨的雨水口，能夠較好的對初期雨水中SS、TP、TN以及重金屬等物質(zhì)的去除（參考數(shù)據(jù)來自《城市面源污染的控制原理和技術(shù) urban diffuse pollution control principles & technologies》尹澄清 等著）。我們的目標是使河道湖泊的水質(zhì)可以保持在《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(2012年國家環(huán)保總局)在IV級以上，滿足景觀用水要求。,污染

10、物去除效率數(shù)據(jù)參見下表：,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,5. 徑流比較我們使用SWMM5軟件對自然排水系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模，分別采用用1年一遇、2年一遇、5年一遇短歷時（2小時）雨型和10年一遇、20年一遇、50年一遇長歷時（24小時）情況下進行模擬，對比無LID設(shè)施情況下排水管渠系統(tǒng)。結(jié)果顯示新建的自然排水系統(tǒng)在減少徑流總量和削減徑流峰值方面優(yōu)于原傳統(tǒng)設(shè)計。同時，通過一個50年一遇的極端的事件模擬，可以看出自然排水系統(tǒng)消除了

11、暴雨徑流的第一個峰流也減少了徑流體積總量，最大峰值的減少約54%，徑流體積約為46.7%。,徑流峰值削減量圖,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,金 山 湖 大 道 設(shè) 計 案 例,徑流總量削減量圖,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計 案 例,簡介解放南路位于鎮(zhèn)江市老城區(qū)中心，是一條老城區(qū)最重要的南北向綜合性干道，本次設(shè)計以路面、道路橫斷面改造為主，同時需要保留現(xiàn)狀道路兩側(cè)種植的20~50年樹齡的法國梧桐樹。在這個案例研究中，我們利

12、用了老路路面及斷面改造的契機，在有限的中心城區(qū)道路空間內(nèi)增加了雨水花園LID措施，通過滲透、滯留、溢流排放相結(jié)合的方式對道路路面匯水區(qū)徑流進行了創(chuàng)新管理，在老城城區(qū)道路的LID改造之路上走出了實驗性的一步。LID設(shè)施整體按照50年一遇暴雨事件設(shè)計，重點考慮初期雨水的處理和年徑流總量控制率。,改造前照片及斷面,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計 案 例,2. 雨洪管理措施解放南路的現(xiàn)狀路面排水設(shè)計是依據(jù)現(xiàn)行國家法律，規(guī)范和標準。路

13、面徑流通過慢車道收集口直接收集并排入到地下混凝土雨水管道，最終直接排放入河道。設(shè)計同樣都是沒有考慮減少面源污染和控制暴雨峰值。改造后的排水設(shè)計增加了LID的生態(tài)滲排方式，通過雨水收集口以及現(xiàn)狀法桐的結(jié)合，設(shè)置若干的雨水花園，作為收集、入滲、排放雨水徑流的通道。開孔路牙成為徑流進入雨水花園的通道，雨水花園中的泄水口成為傳統(tǒng)雨水篦的替代。,改造后斷面 （未給予充分的LID設(shè)施空間）,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計 案 例,3. 雨

14、水花園雨水花園的布置 經(jīng)計算與劃分，結(jié)合所需雨水收集口的位置和現(xiàn)狀法桐的位置，避讓現(xiàn)狀電話亭消火栓等障礙物，需要景觀專業(yè)的緊密配合。雨水花園的效果 結(jié)合法桐的透水混凝土樹池、樹臺以及適合雨水花園生長的耐短期侵泡的綠色植物。,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計 案 例,4. 雨水花園大樣效果圖促排盲管； 透水土壤； 鏤空路牙； 耐水植物；

15、 泄水通道； 合適的標高設(shè)計； 是雨水花園設(shè)計的 關(guān)鍵。,,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計 案 例,現(xiàn)場照片 （尚未完工）攝于2015年6月29日10:30（暴雨）,周 灣 路 設(shè) 計 案 例,簡介周灣路位于鎮(zhèn)江市官塘新城，是新城中心南北向綜合性干道，全長6公里。周灣路全段采用雨水生態(tài)化處理措施，道路雨水必須經(jīng)側(cè)分帶生物植草溝和人行道雨水花園后方可排入市政雨水管。本案例LID

16、設(shè)計研究考慮三個方面： 1、保證排水安全，在現(xiàn)有傳統(tǒng)雨水排水設(shè)計抵御2年一遇重現(xiàn)期雨水的基礎(chǔ)上，通過蓄、滲處理達到10年一遇標準，并提出提出對50年一遇雨洪的應(yīng)對措施； 2、凈化水質(zhì)。通過生態(tài)化處理后，基本消除初期雨水污染，道路雨水可直接排入河湖，保護河湖水質(zhì)。 3、增加蓄水，加大入流，消減洪峰，變雨水為資源，改善生態(tài)環(huán)境。,,周 灣 路 設(shè) 計 案 例,2. 雨洪管理快車道路面徑流通過

17、開口路牙進入側(cè)分帶植草溝系統(tǒng)；慢車道和人行道路面徑流通過立篦式路牙進入雨水花園或通過人行道暗涵進入道路兩側(cè)15米綠化帶內(nèi)設(shè)置的生態(tài)化雨水溝（采用植草溝或多塘形式）在植草溝系統(tǒng)和雨水花園系統(tǒng)內(nèi)，雨水通過入滲，輸送、溢流的方式得到凈化、調(diào)蓄和蒸發(fā)。同時，生態(tài)溝防山洪能力按20年一遇設(shè)計，排水系統(tǒng)按50年一遇進行災(zāi)害性評估。,周 灣 路 設(shè) 計 案 例,3. 雨洪管理道路橫斷面的設(shè)計 在道路專業(yè)允許的范圍內(nèi)需要預(yù)留雨