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海绵城市理念下城市道路设计要点分析

邓肖辉
  
天韵媒体号
2025年16期
上海市政工程设计研究总院 集团 有限公司郑州分公司 河南省郑州市 450000

摘要:现如今,我国城市化建设规模逐步向外扩张,随着地面硬化以及对自然水体的侵占,减少了雨水的吸纳和蓄水能力,增加了内涝风险。海绵城市建设通过模拟自然水循环和采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,增强城市适应极端气候和利用水资源的能力,有效缓解城市内涝问题,同时保护和修复生态系统,提升生活质量。

关键词:海绵城市;城市道路;设计要点

引言

海绵城市理念是一种全新的城市发展理念,其强调通过自然途径与人工措施的巧妙结合,来实现对雨水的吸纳、储存、渗透和缓慢释放等功能。具体来说,海绵城市理念倡导在城市建设中充分利用自然生态系统,如绿地、湿地、河流等,来吸纳和储存雨水;同时,通过建设透水铺装、雨水花园、绿色屋顶等人工设施,来增强雨水的渗透能力,减少地表径流,从而有效缓解城市内涝问题。此外,海绵城市理念还注重雨水资源的合理利用,通过收集和净化雨水,使其成为城市的可利用水资源,实现水资源的可持续利用。

1海绵城市理念的基本概念

海绵城市作为新一代城市雨洪管理概念,是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路、绿地、水系等生态系统对雨水的存蓄、渗透、净化等作用,有效控制雨水径流,实现改善城市水文环境,促进城市与生态协调发展。海绵城市建设本质是低影响构建(Low Impact Development,LID)雨水系统,采取“源头减排、中途转输、末端调蓄”等手段,通过“渗、蓄、滞、净、用、排”等技术途径,达到城市雨水自然积存、自然渗透、自然净化的目的。目前,城市建设中常见的海绵设施有下沉式绿地、雨水花园、植草沟、透水铺装、调蓄池、雨水湿地等,各类设施与城市排水管网相结合,有效缓解城市排水及内涝压力。

2城市道路设计存在的问题

随着城市化进程的加快,大量不透水地面取代了原有的绿地和农田,这使得雨水无法自然渗透到土壤中,增加了地表径流的比例。加之排水系统设计标准普遍偏低,无法有效处理超出设计容量的暴雨水量,导致城市内涝现象频发。

3海绵城市理念下城市道路设计要点

3.1透水路面设计

采用透水混凝土或透水沥青等材料对道路路面进行铺设,能够将路面的孔隙率提高到20%至30%左右。这样一来,雨水就可以以每小时10至20毫米的速度更加快速且顺畅地渗透到地下。我们可以通过一些具体的实例来进一步说明,比如在城市的次干道以及支路的新建或改造工作中,应将透水路面材料作为首要选择,优先予以采用。通过这种方式,能够切实有效地将道路整体的透水性能提高30%至50%,不仅可以显著增强雨水的下渗效率,使每平方米路面每小时能够下渗10至20升雨水,减少地表雨水的径流,进而将城市排水系统的压力降低20%至30%,而且还有助于更好地保护城市的生态环境,推动城市实现可持续发展的宏伟目标。这种透水路面材料的应用,不仅是一种创新的举措,更是对城市建设和发展理念的一种积极探索和实践,具有非常重要的现实意义和深远的影响。通过科学合理的规划和设计来确定路面坡度,以确保雨水能够毫无阻碍且极其顺畅地朝着道路两侧的绿地或排水设施流动到那里,进而达到有效地避免雨水在路面上出现长时间停留和大量积聚的情况。这样一来,能够保持路面的干燥清爽,有力地保障道路的正常使用和通行的安全性,同时也对减少路面积水给城市环境以及居民生活所带来的诸多不利影响具有重要意义。

3.2人行道设计

在人行道设计中,透水砖石或透水混凝土通常是首选材料,透水砖石能够提供良好的行走体验,同时保持较高的透水性,以确保雨水能迅速渗入地下,降低路面积水风险。人行道的设计还应考虑适度坡度,使得雨水能够顺利流向周围的排水系统或绿化带。可以设置适当的边缘和排水沟,确保在暴雨天气时,人行道不会因水流积聚导致行人滑倒等安全隐患。透水人行道可通过不同颜色和形状的砖材设计,增强城市的美学效果,为行人提供愉悦的步行环境。结合周围的植被与自然景观,透水人行道不仅可以美化环境,还能增强市民的归属感和认同感。

3.3车行道设计

在城市化快速发展的背景下,市政道路设计的重要性日益凸显,不仅关乎道路的安全与畅通,更与城市的生态环境和可持续发展紧密相连。海绵城市理念的引入,为车行道设计提供了新的视角和解决方案,旨在实现雨水的自然调控和可持续利用。在实际设计中,海绵城市理念将雨水视为宝贵的资源而非简单的排放对象。在车行道的给水设计上,首先要考虑雨水收集与利用,通过引入透水铺装、雨水收集井等设施,实现了雨水的有效收集。透水铺装能够允许雨水快速渗透至地下,补充地下水资源;雨水收集井则能够将收集的雨水进行净化处理,用于道路清洗、绿化灌溉等,实现了水资源的再利用。在车行道的排水设计上,应注重雨水的自然排放与调节。基于海绵城市理念的车行道排水设计,则通过构建生态排水沟、雨水花园等绿色基础设施,实现了雨水的自然排放与调节。这些设施不仅能够减缓雨水排放速度,减少城市内涝风险,还能够通过植物和微生物的作用,对雨水进行净化处理,提升城市水环境质量。此外,在车行道设计中,还需要注重与周围环境的协调统一。车行道作为城市交通的重要组成部分,其设计应充分考虑到与周围环境的融合。因此,在给排水设施选择上,应注重其生态性和美观性,避免对周围环境造成负面影响。同时,需要考虑设施的耐久性和维护成本,以确保其长期稳定运行。

3.4下沉式绿地设计

目前,海绵城市理念已经逐渐完善,并在许多城市得到了较好的实践。借助于海绵城市理念的助力,城市的各类基础设施变得更加健全,这为城市未来的发展创造了更多的可能性。为了提升城市给排水的设计质量,相关工作人员也需要根据海绵城市的标准,在城市中建立下沉式的绿地,以改进市政给排水的功能。以传统的草坪为基础,通过对当地地形等因素的研究,我们可以对下沉式绿地的布局进行优化。传统草坪具有的高低起伏性质,我们的目标是推动雨水的渗透,从而突出其生态效益,防止雨水过多。以某试点建设为例,该项目实现了高达65%的绿地覆盖率,通过巧妙利用这些开放空间作为天然的雨水收集与滞留系统,有效减少了雨水径流直接排入外部环境的量。经过精确计算,该试点内采用的下沉式绿地设计,其雨水蓄存能力达到了56.2立方米,显著增强了雨水资源的就地消化与管理能力。

3.5排水系统设计

为了更有效地应对雨水带来的各种问题和挑战,有必要对雨水口进行精心的优化设计。具体而言,需要适当地减小雨水口之间的间距,通过这种方式来进一步增大雨水口的收水面积,使其能够更高效地收集雨水。与此同时,还要采用更为先进且性能更优的新型雨水篦子,这种雨水篦子能够非常有效地防止各种杂物堵塞雨水口,确保雨水口的畅通无阻。另外,在经常容易出现积水现象的路段,我们可以设置线性排水沟或者雨水花园等相关的设施,通过这些设施来进一步增强雨水的收集能力和调蓄能力,从而让雨水能够得到更妥善的处理和更充分的利用。对排水管道进行改造升级,根据不同区域的降雨特点和汇水面积,科学确定排水管道的管径和坡度,提高排水系统的排水能力。同时,可考虑建设雨水调蓄池,将雨水暂时储存起来,在降雨结束后缓慢释放,减轻排水管网的压力。

3.6路肩边沟设计

传统道路排水沟多使用硬质材料,这种做法容易引发堵塞问题,降低景观效果,并且对雨水的净化作用有限。随着海绵城市理念的普及,植草沟的设计开始被广泛采纳作为替代方案。植草沟是兼具美化和实用功能的排水设施,位于道路边缘,能收集并净化雨水。设计时要考虑环境因素和与绿地的协调,且需定期维护以保持其功能和美观。

3.7生物滞留设施设计

3.7.1生物滞留池

生物滞留池集雨水收集、净化与利用于一体,是海绵城市理论中不可或缺的重要组成部分。它不仅能够有效地减轻城市排水管网的压力,还在水质净化、微气候改善以及城市生态平衡维护方面发挥着至关重要的作用。其工作原理在于,通过模拟自然水循环过程,生物滞留池能够收集和储存来自道路、屋顶等区域的雨水,并通过植物、土壤和微生物的协同作用,对雨水进行过滤和净化。这一过程不仅能够去除雨水中的悬浮物、有机物和部分重金属等污染物,还能够降低雨水的径流速度,减少对排水系统的冲击。同时,生物滞留池中的植物通过蒸腾作用,能够调节局部微气候,增加空气湿度,改善城市热岛效应。

3.7.2植草沟

植草沟作为绿色排水通道,在海绵城市建设中扮演着至关重要的角色,其不仅能够引导雨水流至低洼区,减少冲刷作用并净化水质,还为城市排水系统提供了生态屏障,有效提升了道路周边的生态环境质量。在设计要求方面,植草沟的设计需结合其所在区域的地形地貌、降雨特点以及植被类型等因素进行综合考虑。首先,应确保植草沟具有合适的坡度,以引导雨水顺畅流动,同时避免冲刷作用过强。其次,植草沟的植被选择应优先考虑本地物种,以适应当地的气候条件和土壤特性,植被的配置应合理,既能有效净化水质,又能美化城市环境。最后,植草沟的设计还应考虑其维护管理的便捷性,如设置合理的检修通道和清淤口等,以确保其长期稳定运行。

3.7.3路缘石

路缘石在城市道路中起到分隔车行道与人行道的作用,可以借助其设计实现雨水的引导和滞留。应设计适当高度的路缘石,使之具备一定的导引雨水功能,可以使用半圆或斜面形状,以便于雨水导流。在路缘石的适当位置设置集水口,以便导流雨水至小型的生物滞留设施或植草沟内。

3.8雨水收集系统设计

现代城市规划中,充分利用雨水资源,将其转化为可持续发展的动力,已经成为了一种重要的策略。为了更有效地利用和管理雨水资源,海绵城市理念下,许多城市在道路两侧设计雨水收集系统,实现雨水的收集、净化和再利用,从而减少对城市用水资源的压力,并降低雨水径流对城市环境的影响。通过精心设计的雨水口和收集管道,将路面上的雨水迅速收集起来。这些系统通常与道路的设计和建设同步进行,确保雨水能够顺畅地流入收集系统,避免积水问题的发生。收集到的雨水随后被输送至净化处理设施,利用物理、化学和生物方法,对雨水进行过滤、沉淀、消毒等处理,确保水质达到一定的标准,经过净化处理后的雨水不仅可以用于道路绿化、清洗等日常用途,还可以作为城市景观用水或工业冷却水等。

结语

从海绵城市视角出发,城市道路设计优化对于提升城市雨洪管理、促进水资源的可持续利用以及增强生态环境质量具有重要意义。通过制定设计标准,强调透水铺装、生态绿化带等技术手段,以及道路与城市水系协同设计的重要性。

参考文献:

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