基于海绵城市思想的城市道路改造设计

金山湖大道设计案例,简介金山湖大道区域内自然环境优美，人文景观丰富，规划以休闲旅游、低密度居住和高档商务为主。在这个案例研究中，我们利用金山湖大道的道路绿化侧分带建立生态植草沟和雨水花园，利用渗透、滞留、传输相结合的方式对道路和周围汇水区径流进行管理，沿着道路没有布置纵向排水管道，径流通过植草沟和雨水花园传输，收集至排水横管排放到河道。LID设施整体按照30年一遇暴雨事件设计，重点考虑初期雨水的处理和年径流总量控制率，年径流总量控制率最终大于92%。,金山湖大道设计案例,2.道路概况道路长约4.7公里，红线宽32-40米，道路西侧有一条规划20米宽水系。此处原地貌为长江河漫滩，地块高程较低，历史上一直是内涝等灾害的频发地区，同时由于景区建设，周边水系水质要求也不断提高。为了更好的解决这两个问题，我们决定采用LID技术。设计的核心思想是利用下渗式植草沟，通过收集、下渗、过滤、调蓄、排放、溢流的过程管理降雨径流。期望通过将排水与景观结合的方式，发挥生态和排水的双赢功能。本次示范段项目覆盖范围645米。,金山湖大道设计案例,3.雨洪管理措施金山湖大道的原始设计是依据现行国家法律，规范和标准。流域径流通过道路收集口直接汇入到地下混凝土雨水管渠（采用短历时暴雨强度公式，5年一遇重现期计算管渠尺寸，管渠尺寸在400mm600mm），然后直接排放入紧邻道路的河道。设计没有考虑减少面源污染和控制雨水峰值。本示范段的设计是应用LID的生态排水方法，将入渗式植草沟作为收集和输送雨水径流的通道，能够减少径流峰值流量，并且大大减少径流面源污染物直接排放到景区水系。根据方案比选和现场勘察，提出将四个LID组件引用在金山湖大道示范段的设计和施工中。,金山湖大道设计案例,3.1自然排水系统替换原有绿化带金山湖大道的自然排水系统为两侧布置的截面是3.5米宽、0.20.3米深的生态草沟。单侧自然排水系统的长度约590米，坡度沿道路纵向坡度设置，有两处高点和两处低点，形成三处雨水花园和出水口。生态草沟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，并在草沟内种植本地的常绿乔木和灌木。通过道路横坡设置和路牙开口，使路面雨水自然收集进入生态草沟。为了减少雨水从生态草沟内溢出，在水洗碎石层铺设盲管，连接到道路最低处雨水花园溢流口下的集水井；为了降低下渗雨水对道路路基的侵泡，沿生态草沟沟槽侧面和底面放置土工布并刷沥青层防护。,金山湖大道设计案例,3.2雨水花园的建设通过使用金山湖大道交叉路口的两处道路低点,设置三个小型雨水花园用来调蓄植草沟收集的雨水并溢流排放。每个雨水花园面积约10平米。雨水花园的基础建设方法类似于以上所描述的自然排水系统，但其表面不种植植物，以一层厚粒径河卵石铺面代替，目的是沉积并阻拦来自植草沟径流的泥水和悬浮垃圾，减少溢流雨水对下游水系的污染。雨水花园表面河卵石需要定期清洁维护，以保证它的使用功效。,（位置）,（平面）,（断面）,金山湖大道设计案例,3.3透水混凝土替换原有人行道铺装为了增加降雨入渗，透水路面的人行道使用的越来越多。近年来，透水路面人行道也采用在了上海世博园、北京奥林匹克体育场等处。在金山湖大道的人行道铺装设计也考虑了透水路面的技术，我们采用彩色透水混凝土作为人行道的面层铺设，并在面层结构下设置盲管导流。这样在雨天保证降雨能够快速入渗，并使得行人步行时不湿滑、更安全。,金山湖大道设计案例,3.4开孔、开口路牙代替传统路牙我们认为通过漫流、渗流、散排的方式让径流汇入自然排水系统是较为合适的，这样可以减少集中入流对自然植被和土壤的冲刷，也能更好的收集雨水径流。所以我们对快车道段路牙进行了30cm间隔设置方式，同时对慢车道路牙进行了开孔设置。间隔和开口的尺寸根据宽顶堰公式计算，设定最高堰顶水头5mm，而其径流量根据汇流面积采用本地短历时暴雨强度公式计算。,金山湖大道设计案例,4.水质比较本项目的入渗式植草沟使径流在进入的源头和传输途径中能够就地处理，代替原有直接收集降雨的雨水口，能够较好的对初期雨水中SS、TP、TN以及重金属等物质的去除（参考数据来自城市面源污染的控制原理和技术urbandiffusepollutioncontrolprinciples&technologies尹澄清等著）。我们的目标是使河道湖泊的水质可以保持在地表水环境质量标准(2012年国家环保总局)在IV级以上，满足景观用水要求。,污染物去除效率数据参见下表：,金山湖大道设计案例,5.径流比较我们使用SWMM5软件对自然排水系统进行数学建模，分别采用用1年一遇、2年一遇、5年一遇短历时（2小时）雨型和10年一遇、20年一遇、50年一遇长历时（24小时）情况下进行模拟，对比无LID设施情况下排水管渠系统。结果显示新建的自然排水系统在减少径流总量和削减径流峰值方面优于原传统设计。同时，通过一个50年一遇的极端的事件模拟，可以看出自然排水系统消除了暴雨径流的第一个峰流也减少了径流体积总量，最大峰值的减少约54%，径流体积约为46.7%。,径流峰值削减量图,金山湖大道设计案例,金山湖大道设计案例,径流总量削减量图,解放南路改造设计案例,简介解放南路位于镇江市老城区中心，是一条老城区最重要的南北向综合性干道，本次设计以路面、道路横断面改造为主，同时需要保留现状道路两侧种植的2050年树龄的法国梧桐树。在这个案例研究中，我们利用了老路路面及断面改造的契机，在有限的中心城区道路空间内增加了雨水花园LID措施，通过渗透、滞留、溢流排放相结合的方式对道路路面汇水区径流进行了创新管理，在老城城区道路的LID改造之路上走出了实验性的一步。LID设施整体按照50年一遇暴雨事件设计，重点考虑初期雨水的处理和年径流总量控制率。,改造前照片及断面,解放南路改造设计案例,2.雨洪管理措施解放南路的现状路面排水设计是依据现行国家法律，规范和标准。路面径流通过慢车道收集口直接收集并排入到地下混凝土雨水管道，最终直接排放入河道。设计同样都是没有考虑减少面源污染和控制暴雨峰值。改造后的排水设计增加了LID的生态渗排方式，通过雨水收集口以及现状法桐的结合，设置若干的雨水花园，作为收集、入渗、排放雨水径流的通道。开孔路牙成为径流进入雨水花园的通道，雨水花园中的泄水口成为传统雨水篦的替代。,改造后断面（未给予充分的LID设施空间）,解放南路改造设计案例,3.雨水花园雨水花园的布置经计算与划分，结合所需雨水收集口的位置和现状法桐的位置，避让现状电话亭消火栓等障碍物，需要景观专业的紧密配合。雨水花园的效果结合法桐的透水混凝土树池、树台以及适合雨水花园生长的耐短期侵泡的绿色植物。,解放南路改造设计案例,4.雨水花园大样效果图促排盲管；透水土壤；镂空路牙；耐水植物；泄水通道；合适的标高设计；是雨水花园设计的关键。,解放南路改造设计案例,现场照片（尚未完工）摄于2015年6月29日10:30（暴雨）,周湾路设计案例,简介周湾路位于镇江市官塘新城，是新城中心南北向综合性干道，全长6公里。周湾路全段采用雨水生态化处理措施，道路雨水必须经侧分带生物植草沟和人行道雨水花园后方可排入市政雨水管。本案例LID设计研究考虑三个方面：1、保证排水安全，在现有传统雨水排水设计抵御2年一遇重现期雨水的基础上，通过蓄、渗处理达到10年一遇标准，并提出提出对50年一遇雨洪的应对措施；2、净化水质。通过生态化处理后，基本消除初期雨水污染，道路雨水可直接排入河湖，保护河湖水质。3、增加蓄水，加大入流，消减洪峰，变雨水为资源，改善生态环境。,周湾路设计案例,2.雨洪管理快车道路面径流通过开口路牙进入侧分带植草沟系统；慢车道和人行道路面径流通过立篦式路牙进入雨水花园或通过人行道暗涵进入道路两侧15米绿化带内设置的生态化雨水沟（采用植草沟或多塘形式）在植草沟系统和雨水花园系统内，雨水通过入渗，输送、溢流的方式得到净化、调蓄和蒸发。同时，生态沟防山洪能力按20年一遇设计，排水系统按50年一遇进行灾害性评估。,周湾路设计案例,3.