基于海綿城市思想的城市道路改造設(shè)計(jì)

1、金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,簡(jiǎn)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(gè)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(duì)道路和周圍匯水區(qū)徑流進(jìn)行管理，沿著道路沒(méi)有布置縱向排水管道，徑流通過(guò)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(jì)，重點(diǎn)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(jì) 案 例,2. 道路概況道路長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(gè)問(wèn)題，我們決定采用LID技術(shù)。設(shè)計(jì)的核心思想是利用下滲式植草溝，通過(guò)收集、下滲、過(guò)濾、調(diào)蓄、排放、溢流的過(guò)程管理降雨徑流

3、。期望通過(guò)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(xiàng)目覆蓋范圍645米。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,3. 雨洪管理措施金山湖大道的原始設(shè)計(jì)是依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家法律，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。流域徑流通過(guò)道路收集口直接匯入到地下混凝土雨水管渠（采用短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度公式，5年一遇重現(xiàn)期計(jì)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(jì)沒(méi)有考慮減少面源污染和控制雨水峰值。本示范段的設(shè)計(jì)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?gòu)搅鞣逯盗髁?，并且大大減少?gòu)搅髅嬖次廴疚镏苯优欧诺骄皡^(qū)水系。根據(jù)方案比選和現(xiàn)場(chǎng)勘察，提出將四個(gè)LID組件引用在金山湖大道示范段的設(shè)計(jì)和施工中。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 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(zhǎng)度約590米，坡度沿道路縱向坡度設(shè)置，有

5、兩處高點(diǎn)和兩處低點(diǎn)，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(guò)道路橫坡設(shè)置和路牙開(kāi)口，使路面雨水自然收集進(jìn)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(duì)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(hù)。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,3.2

6、 雨水花園的建設(shè)通過(guò)使用金山湖大道交叉路口的兩處道路低點(diǎn),設(shè)置三個(gè)小型雨水花園用來(lái)調(diào)蓄植草溝收集的雨水并溢流排放。每個(gè)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(lái)自植草溝徑流的泥水和懸浮垃圾，減少溢流雨水對(duì)下游水系的污染。雨水花園表面河卵石需要定期清潔維護(hù)，以保證它的使用功效。,（位置）,（平面）,（斷面）,金 山 湖 大 道

7、設(shè) 計(jì) 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(lái)越多。近年來(lái)，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(chǎng)等處。在金山湖大道的人行道鋪裝設(shè)計(jì)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(shí)不濕滑、更安全 。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,3.4 開(kāi)孔、開(kāi)口路牙代

8、替?zhèn)鹘y(tǒng)路牙 我們認(rèn)為通過(guò)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(duì)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(duì)快車道段路牙進(jìn)行了30cm間隔設(shè)置方式，同時(shí)對(duì)慢車道路牙進(jìn)行了開(kāi)孔設(shè)置。間隔和開(kāi)口的尺寸根據(jù)寬頂堰公式計(jì)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(shí)暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算。,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,4. 水質(zhì)比較本項(xiàng)目的入滲式植草溝使徑流在

9、進(jìn)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(duì)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(lái)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)》(2012年國(guó)家環(huán)?？偩?在IV級(jí)以上，滿足景觀用水要求。,污染

10、物去除效率數(shù)據(jù)參見(jiàn)下表：,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,5. 徑流比較我們使用SWMM5軟件對(duì)自然排水系統(tǒng)進(jìn)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(shí)（2小時(shí)）雨型和10年一遇、20年一遇、50年一遇長(zhǎng)歷時(shí)（24小時(shí)）情況下進(jìn)行模擬，對(duì)比無(wú)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?gòu)搅骺偭亢拖鳒p徑流峰值方面優(yōu)于原傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過(guò)一個(gè)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(gè)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(jì) 案 例,金 山 湖 大 道 設(shè) 計(jì) 案 例,徑流總量削減量圖,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計(jì) 案 例,簡(jiǎn)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(jì)以路面、道路橫斷面改造為主，同時(shí)需要保留現(xiàn)狀道路兩側(cè)種植的20~50年樹(shù)齡的法國(guó)梧桐樹(shù)。在這個(gè)案例研究中，我們利

12、用了老路路面及斷面改造的契機(jī)，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(guò)滲透、滯留、溢流排放相結(jié)合的方式對(duì)道路路面匯水區(qū)徑流進(jìn)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(shí)驗(yàn)性的一步。LID設(shè)施整體按照50年一遇暴雨事件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)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(jì) 案 例,2. 雨洪管理措施解放南路的現(xiàn)狀路面排水設(shè)計(jì)是依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家法律，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。路

13、面徑流通過(guò)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(jì)同樣都是沒(méi)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(jì)增加了LID的生態(tài)滲排方式，通過(guò)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(kāi)孔路牙成為徑流進(jìn)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(jì) 案 例,3. 雨

14、水花園雨水花園的布置 經(jīng)計(jì)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(shù)池、樹(shù)臺(tái)以及適合雨水花園生長(zhǎng)的耐短期侵泡的綠色植物。,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計(jì) 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(biāo)高設(shè)計(jì)； 是雨水花園設(shè)計(jì)的 關(guān)鍵。,,解 放 南 路 改 造 設(shè) 計(jì) 案 例,現(xiàn)場(chǎng)照片 （尚未完工）攝于2015年6月29日10:30（暴雨）,周 灣 路 設(shè) 計(jì) 案 例,簡(jiǎn)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(zhǎng)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(jì)研究考慮三個(gè)方面： 1、保證排水安全，在現(xiàn)有傳統(tǒng)雨水排水設(shè)計(jì)抵御2年一遇重現(xiàn)期雨水的基礎(chǔ)上，通過(guò)蓄、滲處理達(dá)到10年一遇標(biāo)準(zhǔn)，并提出提出對(duì)50年一遇雨洪的應(yīng)對(duì)措施； 2、凈化水質(zhì)。通過(guò)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(hù)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(jì) 案 例,2. 雨洪管理快車道路面徑流通過(guò)

17、開(kāi)口路牙進(jìn)入側(cè)分帶植草溝系統(tǒng)；慢車道和人行道路面徑流通過(guò)立篦式路牙進(jìn)入雨水花園或通過(guò)人行道暗涵進(jìn)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(guò)入滲，輸送、溢流的方式得到凈化、調(diào)蓄和蒸發(fā)。同時(shí)，生態(tài)溝防山洪能力按20年一遇設(shè)計(jì)，排水系統(tǒng)按50年一遇進(jìn)行災(zāi)害性評(píng)估。,周 灣 路 設(shè) 計(jì) 案 例,3. 雨洪管理道路橫斷面的設(shè)計(jì) 在道路專業(yè)允許的范圍內(nèi)需要預(yù)留雨