基于海绵城市理念的城市道路系统规划探讨

基于海绵城市理念的城市道路系统规划探讨

马红伟1张树宁2白子建1

（1.天津市市政工程设计研究院，天津市300051；2.天津大学城市规划设计研究院，天津市300073）

摘要：从城市道路系统规划角度对现状城市雨洪管理中出现的问题进行分析，对现状城市道路系统规划中存在的不足进行探讨，结合海绵城市理论的自身优势，分析其在现代城市道路系统规划工作中应用的可行性和必要性，并结合工作实际，对基于海绵城市理念的城市道路系统规划进行探讨。

关键词：海绵城市；低影响开发（LID）；城市道路系统规划

引言

城市化的不断推进使得城市内的硬质铺装率越来越高，不透水面积越来越大。城市雨水无法及时经过土壤的渗透和过滤进入地下，导致极端天气下城市极易发生内涝且径流污染严重。据国家防总发布消息显示，2015年全国已有154个城市因暴雨洪水发生内涝受淹，受灾人口255万人，直接经济损失达81亿元[1]。

“海绵城市”是一种全新的城市雨洪管理模式，该模式下，城市对雨水的渗透、过滤，蓄存能力更强。全面推行海绵城市建设能够有效降低城市内涝风险，减少雨水径流污染。

城市道路是城市硬质铺装的主要组成部分，同时也是径流污染的重要来源，针对城市道路系统的海绵城市建设至关重要。然而,目前我国城市道路规划体系的排洪防涝环节仍以传统快排模式为核心，基于海绵城市理念的城市道路系统规划存在诸多空白，因此提出专门的基于海绵城市理念的城市道路系统规划方法势在必行。

1传统排水理念城市道路系统规划

1.1传统排水理念概述

传统城市排水模式认为，城市需要用更快的速度、更高效的手段来实现雨水的收集并排出城市。城市管理者将雨水作为城市的负担而非资源。因此在城市道路系统规划和设计过程中，快速的将雨水排出城市是城市道路排水规划的核心理念，在道路下方修建大管径雨水管道，最终汇集到城市河道、湖泊、泄洪渠等行洪通道，组成了城市排水系统[2]。该模式的典型代表是法国巴黎和日本东京。

法国巴黎地下排水系统：巴黎下水道是近代下水道的原型，今天的巴黎下水道总长2300多公里，规模远超巴黎地铁。大部分排水管道处于地面以下50米，拥有超过6000多个地下蓄水池，且管道设计采用多功能设计理念，中间是宽约3米的排水道，两旁是宽约1米、供检修人员通行的便道。

日本东京地下排水系统：日本东京新一代下水系统兴建于1992年，经过14年的建设和发展，已经形成了宏大的系统规模，由一连串混凝土坑体构成，地下管道深达60米，号称“地下宫殿”,使城市免遭恶劣天气的积水之患[3]。

1.2传统排水理念下道路系统规划的问题

传统排水理念下，道路系统的规划主要是满足交通功能，保障城市交通流的流畅性和交通发生/吸引点的可达性，绿化带的设置也仅仅为了城市景观，雨水的排放负担均集中在了地下管网。随着城市的不断扩张，原有自然环境不断被认为改造，特别是道路、广场、停车场等城市下垫面的不透水设计，使城市道路系统规划中的排水问题不断凸显。主要表现在以下几个方面：

内涝风险大

一方面，我国城市的排水体系尤其是针对雨洪情况下的排水体系建设上尚存在重大不足。另一方面，随着城市的不断扩张，城市的防洪排涝系统尤其是老城区的防洪排涝系统运行压力越来越大。为降低城市内涝风险，老城区的道路不断被开挖，排水管道管径越修越大，管网越修越密。给城市发展带来了沉重的经济负担，即使如此，在极端天气下，城市内涝问题依然得不到有效解决。

雨水资源得不到有效利用

每年降雨量很大，但是在快排模式下，多数雨水都随市政管网排出城市，无法回流地下补充地下水或者被收集利用。因此，我国多数城市面临地下水位下降严重、饮用水资源不足等缺水问题。据统计，我国有近2/3的城市缺水或严重缺水[4]。

径流污染严重

在传统快排模式下，城市道路均采用不透水铺装，雨水无法经过土壤渗透和过滤回流地下，经过对地面的冲刷，形成了严重的径流污染。

2海绵城市与城市道路系统规划

2.1国外海绵城市发展

20世纪90年代，美国东部马里兰州的乔治王子县(PrinceGeorge’sCounty)和西北地区的西雅图(Seattle)、波特兰市(Portland)共同提出了“低影响开发（LID）”的理念。其初始原理是通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术，来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，减少开发行为活动对场地水文状况的冲击，是一种发展中的、以生态系统为基础的、从径流源头开始的暴雨管理方法。

同时20世纪90年代，澳大利亚针对城市水生态保护问题提出了水敏感城市设计这一概念,结合了城市水循环、城市设计和环境保护的综合性设计，将雨水、污水看作是一种用于生产可用水的原材料，围绕城市水生态构建新一代城市雨洪管理体系。

2.2我国海绵城市发展概况

我国海绵城市发展的起步较晚，2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”的概念首次被提出。2015年财政部、建设部、水利部牵头推进海绵城市试点工作,在全国遴选出16个城市推进示范建设。此后，全国各地积极响应，各地相关技术人员积极展开研究工作，形成了包括技术导则、标准图则等一系列的技术文件。通过多年发展和建设，各省市已经完成了一批低影响开发项目的新建和改造，并产生了良好效果。

目前，我国城市道路规划的相关规范尚未针对海绵城市理念进行修编，在现有相关研究中鲜有涉及专门基于海绵城市理念的道路系统规划方面，海绵道路的规划和设计缺乏行之有效和有针对性的指导性文件。

2.3基于海绵城市的城市道路系统规划

2.3.1海绵城市路网规划思路

与传统排水模式不同，基于海绵城市理念的城市道路系统规划，在保证道路基本交通功能的基础上，将道路视为海绵城市建设的重要组成部分[5]，在道路规划横断面、设施细节、高程、绿化带设置形式时充分考虑道路的“渗水、滞水、蓄水、排水”等功效。

2.3.2路网规划

海绵城市的建设内容应纳入道路交通规划，规划中有关低影响开发的建设内容应与城市其它专项规划相互协调与衔接。

道路交通规划要提出各等级道路低影响开发控制目标，依据海绵城市总体建设目标，结合各地的实际情况，对快速路、主干路、次干路、支路等各级道路分别提出年径流总量控制率、绿地率、下沉式绿地率、透水铺装率等规划指标。交通规划应道路铺装、下沉绿地、生物滞留带、植草沟、人工湿地等低影响开发设施提出规划指引[6]。城市道路相关的低影响开发设施选用情况见表1。

人行道、非机动车道和机动车道是城市道路的主要交通空间。交通空间的透水铺装排水速度快、抗滑性好、安全性高，是重要的低影响开发手段。我国现有的道路绿化设施通常高于机动车路面，不利于雨水的收集利用。下沉式绿地、生物滞留设施、雨水花园等措施可以缓解城市道路的雨洪问题，营造新的道路景观。

图1道路雨水花园

在城市开发强度不大的地区规划植被浅沟，雨水在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下,去除径流中的污染物,达到雨水径流的收集利用和径流污染控制的目的。道路植草沟的典型形式如下。

图2道路植草沟形式

当红线内绿地空间不足时，可由政府主管部门协调，将道路雨水引入道路红线外的雨水湿地、湿塘、蓄水池、调节塘等低影响开发设施。

图3湿塘典型构造示意图

结论

海绵城市作为新一代城市雨洪管理模式，能够有效缓解城市排水系统压力，提高雨水资源利用率。海绵道路作为海绵城市建设的重要组成部分，其建设和设施能够大幅度减少城市不透水铺装面积，大幅增加雨水渗透比例，提高雨水资源利用率，同时还能够降低行车噪音，提高雨天行车安全性。因此，基于海绵城市理念对城市道路进行专门化设计十分必要，也是推动城市海绵化的重要组成部分

参考文献

[1]蒋琪.今年以来全国154个城市因暴雨发生内涝[EB/OL].http://env.people.com.cn/n/2015/0819/c1010-27482438.html,2015-8-19.

[2]中宜环科环保产业研究."海绵城市"与城市水环境变革：从传统城市排水到未来水资源综合管理[EB/OL].http://www.chla.com.cn/htm/2015/0526/233773_2.html,2015-5-26.

[3]山崎凉子，杜纲.日本的排水规划目标及管理措施[J].中国给水排水，2007，23（8）：106-108.

[4]水利部：全国近2/3城市不同程度缺水水资源承载力预警机制将建[N].法制日报,2015-11-09(3).

[5]孙芳.基于海绵城市的城市道路系统化设计研究[D].西安建筑科技大学,2015:25-27.

[6]住房与城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[Z].2014-10.