北京奥林匹克公园中心区铺装设计

北京奥林匹克公园中心区铺装设计

0道路景观的应用北京奥林匹克公园中心占地84.7公顷。底部为硬化地形、绿地、树木安排、景观水系、汽车街道、车道等形式。根据北京市政府有关规划,在中心区的规划和设计中,必须将雨水利用纳入到实际建设中,采用规模化的雨水利用系统,以展示城市雨水排放新概念,实现雨水资源化利用。1使用雨水的原则1.1分区分布安全中心区包括有龙形水系、水边绿地、休闲花园绿地、中轴路、庆典广场、会展广场、树阵广场、下沉广场、市政道路等多种形式下垫面,其对景观、功能、安全有多重要求。表1及图1所示的分区状况显示,项目区内不论是硬化面积还是绿地面积都具有数量多、集中度高的特点。中心区地形由南向北呈降低趋势,地面标高为43.66~45.71m。中轴地面最大坡度9.4‰,其他平均不超过5‰。地质情况:表层为0.9~6m厚人工堆积的粘质粉土填土(1)层及房渣土、碎石填土(1)1层,粉质粘土填土(1)2层;人工堆积层以下为新近沉积的粘质粉土(2)层,渗透系数为0.3~0.5m/d。1.2雨水回收技术从中心区地质情况来看,其土壤渗透能力一般,不利于降雨期间雨水的迅速入渗,容易产生径流。虽然场区内绿地面积较大,能够充分滞蓄入渗自身的降雨。但还有面积较大且较集中的硬化铺装区域,若不采取措施控制径流系数,不仅其自身排水难度大,也会增加下游防洪的压力。同时,大量的绿化灌溉用水和景观补水也对供水能力提出了要求。综合以上因素考虑,增加下垫面透水、蓄水能力,降低径流系数,充分利用地下空间是该区域雨水利用需要掌握的主要原则。具体包括以下三个方面:(1)以下渗为主,辅助回收。充分利用绿地、树阵、透水铺装地面等透水下垫面形式,将雨水自然入渗地下,辅以收集管道和设施回收利用来不及下渗的雨水,并减少区域内因开发建设造成的降雨径流系数增大,严格控制外排水量的增加。(2)先下渗、净化,再收集、回用。有效利用透水面层、垫层、土壤的净化能力,提高入渗雨水的水质,并充分利用树阵、广场、非机动车道的雨水,补充绿地、水系的部分水量消耗。(3)就近利用,降低成本。设计标准内的雨水通过各区域的雨水收集系统就地回收到储水池,净化后就近回用于绿地灌溉,或就近排入水系,降低系统复杂性,减少运行管理难度,合理利用雨水资源。2雨水收集系统中心区雨水利用系统包括两大部分:雨水渗滤系统和雨水收集回用系统。降雨一部分通过透水铺装进入由多孔介质组成的渗透系统中,渗透系统能够有效滞蓄容纳入渗雨水,起到调蓄存储的作用,延长下渗时间,增加土壤入渗量;另一部分通过排水边沟等设施进入收集系统,进入储水池调蓄回用,收集系统设置有分散的初期雨水弃流措施以提高水质。渗透系统和收集系统之间通过渗透沟槽和渗滤管沟等具有渗透功能的排水、输水和集水通路保持水力联系,使得收集系统中多余的雨水能够进入渗透系统,利用其有效的渗透空间入渗消纳雨水,也能够把渗透系统中超出入渗能力的雨水通过输水集水管路收集到储水池内留待回用。雨水利用系统原理见图2。2.1透水垫层。在透水雨水渗滤系统由透水面层、透水垫层及基层土壤组成。透水面层可以是透水材料铺装路面、有透水孔隙的不透水材料铺装路面、绿化草地、树阵树坑等形式;透水垫层包括透水混凝土垫层、粗砂垫层或碎石垫层等形式。降落在透水面层的雨水,经过透水材料的孔隙或不透水材料边缘的沟槽下渗到透水垫层,垫层中的雨水还可以进一步入渗至基层土壤;同时垫层、面层及边缘沟槽缝隙还能够存储大量的入渗雨水,延长其下渗时间,使其达到滞蓄雨水、缓慢入渗的效果。下渗的雨水通过面层、垫层的多重过滤净化,能够有效去除大量的污染物,净化水质。雨水渗滤系统流程见图3。2.2透水铺装的雨水回收雨水收集系统布置在透水垫层或土壤中,可以收集入渗雨水进行存储。该系统主要由透水毛细管、支渗滤沟、主渗滤沟及渗滤型透水沟、雨水收集池等设施组成。从透水面层入渗到透水垫层中的雨水,经过透水毛细管、支渗滤沟进行汇集进入主渗滤沟,并经由主渗滤沟汇入雨水收集池中。大面积不透水铺装的排水边沟采用渗滤型透水沟的形式,汇流入透水边沟内的地面雨水通过边沟的透水侧壁入渗到周围的透水垫层或土壤内,再经由渗滤沟进行收集。透水铺装边缘也应设置透水边沟用以疏导超标准地面径流。存储在收集池内的雨水可通过回用泵与灌溉系统或水体补水系统相连,为绿地浇灌和水体补水提供水源。3使用雨水保护3.1透水垫层和排水管路的铺设区域内的园路、小型广场、非机动车道及轻型车的铺装地面,均采用透水铺装。透水铺装由透水性面层和透水性垫层构成,透水系数大于0.1mm/s。铺装面层采用混凝土透水砖、风积沙透水砖、露骨料透水混凝土等形式,粘结找平层采用透水材料,使其与面层紧密结合为一体,其下的透水垫层分别为大孔无砂混凝土垫层、开级配碎石垫层、砂垫层,在开级配碎石垫层内铺设全透型排水管。另外在树阵区和中轴路范围内,每隔30~50m设计一条支渗滤沟,收集周围渗透到碎石垫层内的雨水,再通过支渗滤沟内的全透型排水软管排入主渗滤沟,然后收集到储水池,供周围绿化喷灌使用(见图4)。透水垫层和排水软管的铺设,有双向排水的功能,一方面便于雨水下渗、收集和利用,另一方面当地下水位上升时作为排水管,避免地下水顶托地面铺装。对于部分由于景观装饰原因而无法采用透水铺装的区域,为了减轻排水压力和改善排水水质,在地面雨水口处设置弃流井,弃流井的容积可以存储3~4mm的初期降雨,井内设有多层过滤网,初期雨水过滤后下渗,后期雨水集中排放到下游的储水池。3.2蓄渗u3000地面蓄渗培育树阵区内的绿化带比周边的铺装低80~100mm,形成下凹式绿地,超标准的雨水在绿化带内调蓄。两棵树间为透水的硬质铺装,透水垫层中埋设透水花管,将水汇集到树木中间的蓄渗筐内。蓄渗筐材质为高强度PVC,尺寸为1m×0.5m×0.4m,孔隙率为97%,外包土工布。汇集的雨水可以存储在筐内缓慢渗入土壤,灌溉树阵内的树木,从而减少灌溉量甚至不需人工灌水。树池为渗透型的多孔混凝土板结构,利于水流交换,并使树坑中存储的雨水可缓慢渗入土壤,灌溉树阵内的树木。其工艺见图5。3.3增渗透水设施绿地部分主要以雨水下渗为主,用绿地涵养水源,减少绿化灌溉。因此,全部采用下凹式绿地或带增渗设施的下凹式绿地进行雨水利用。绿地比周围路面或广场下凹50~100mm,路面和广场多余的雨水可经过绿地入渗或外排。增渗设施采用PP排水片材、排水型材、排水管材以及渗滤框、渗槽、渗坑等多种形式。在大面积的绿地内也设计了一定数量的雨水口,但雨水口高于绿地50mm,只有超过设计标准的雨水才能经雨水口排入市政雨水管道。绿地可进行细致的地形设计,通过减缓地面坡度,增加起伏形成洼地存储等方式来增强渗水能力。3.4透水铺装地面下沉花园内的下垫面形式主要分为绿地和铺装地面两大类。(1)绿地。由于中心区地下水位较高,下沉花园部分绿地雨水不宜全部入渗。在绿地下埋设收集管道、集水井、透水花管等设施,将下渗的雨水引入储水设施收集以备回用。(2)铺装地面。综合考虑美观和雨洪利用,下沉广场内路面透水砖铺装比例应大于50%,其他部分可以采用不透水铺装形式。不透水路面坡向透水路面,雨水经由透水路面下渗、收集或外排。考虑到该地区地下水位较高,结合排水泵站的储水设施承接下渗及超设计标准雨水,收集后加以利用。储水设施应分为清水和浑水两部分,透水砖下埋设收集管道,经透水砖下渗的雨水水质较好,排入存储清水的设施内;超设计标准雨水为路面径流,水质较差,通过铺装地面内设置的雨水口经专用管线排入存储浑水的设施内,清水与浑水储水设施单向联通,多余的清水可以通过单向阀溢流入浑水储水设施,浑水储水设施的水不能流入清水储水设施内其雨水利用流程见图6。4透水铺装技术充分利用下垫面的透水特性对降雨进行有效入渗和滞蓄,从而对降雨径流的发生、发展及水量、水质进行控制,是北京奥林匹克公园中心区雨水利用的核心思想,在技术手段上也需要将各种雨水利用元素充分结合,因地制宜进行布置。经过分析,中心区实施雨水利用系统后,对1年一遇降雨综合径流系数可以控制在0.1以内,2年一遇降雨综合径流系数不大于0.3,5年一遇降雨综合径流系数不大于0.5。透水铺装的面层和垫层不但能够入渗雨水,还可以为存储和疏导雨水提供大量的地下空间和通道,能够有效减缓地表径流的形成,推迟下游出口的洪峰时间并缩减洪量,对涵养本地水资源及提高防洪排水能力都具有十分重要的意义。总体看来,对于范围较大、下垫面类型较复杂的区域而言,其雨水利用思路应该从“点”控制发展为“面