城市道路雨水系統(tǒng)設(shè)計研究
時間:2022-06-17 04:48:47
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摘要:文章結(jié)合某工程實例,從海綿城市的概念出發(fā),對海綿城市中城市道路雨水系統(tǒng)的設(shè)計原則進行分析,并在討論本工程道路雨水系統(tǒng)設(shè)計理念的同時,總結(jié)了城市道路雨水系統(tǒng)設(shè)計的要點內(nèi)容,通過分析可知,在海綿城市建設(shè)中,完善城市雨水道路的系統(tǒng)設(shè)計,能夠切實提高城市的吸水排水能力,對促進城市的發(fā)展意義重大。
關(guān)鍵詞:海綿城市;城市道路;雨水系統(tǒng);設(shè)計要點
在當今社會經(jīng)濟快速發(fā)展的大環(huán)境下,城市化的進程在我國不斷加快,規(guī)模也越來越大。然而大量水泥建筑的出現(xiàn)也導致城市地表透水面積急劇縮小,當降雨量過大時,會引起城市內(nèi)澇和水資源污染等一系列問題。應用和推廣海綿城市的理念,不僅可以在一定程度上改善因降雨量過大,而引發(fā)的一系列問題,還能提高水資源在城市中的利用率,落實生態(tài)可持續(xù)的發(fā)展目標。因此,研究分析海綿城市建設(shè)中道路雨水系統(tǒng)設(shè)計具有重要的現(xiàn)實意義。
1海綿城市概述
1.1海綿城市的概念。在規(guī)劃城市時,通過改變傳統(tǒng)的城市道路雨水系統(tǒng),將路面雨水口收集的雨水進行系統(tǒng)的處理和凈化達到可二次利用的目標,由此對城市進行低影響設(shè)計和開發(fā),便可以將城市變成一個海綿,將雨水通過合理的存儲、轉(zhuǎn)化和再利用,補充城市水資源,一方面大大提升了雨水的利用效率,另一方面也達到了節(jié)約用水,踐行可持續(xù)發(fā)展的目的。由于傳統(tǒng)城市道路交通的設(shè)計核心是道路交通的安全性和暢通性等方面,對于城市雨水系統(tǒng)方面卻很少涉及。海綿城市在設(shè)計和建設(shè)過程中,重點將城市雨水系統(tǒng)納入其中,本著對城市低影響的開發(fā)理念,通過合理設(shè)計,使得城市地表雨水能夠快速流入LID設(shè)施中,對雨水進行處理達到城市用水使用標準,不僅協(xié)調(diào)處理了城市雨水資源,還能大大降低城市內(nèi)澇、水資源污染等問題的發(fā)生幾率。1.2海綿城市中城市道路雨水系統(tǒng)的設(shè)計原則海綿城市道路雨水系統(tǒng)的核心思想在于,結(jié)合當?shù)厮臍庀髼l件和城市實際,在道路雨水系統(tǒng)設(shè)計中科學合理地應用LID設(shè)施,通過增大城市的透水面積,加快城市地表雨水??焖傧聺B的同時,延緩地表雨水徑流時間,使得城市地表雨水無法形成一定的徑流量,避免城市內(nèi)澇的產(chǎn)生。海綿城市道路雨水系統(tǒng)主要設(shè)計原則體現(xiàn)在以下幾個方面。(1)首先要對路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行標準的升級優(yōu)化,在道路設(shè)計過程中盡量減少灰色路面的使用面積,加強路面的滲透效果,達到降低雨水徑流量的目的。(2)提升雨水自然下滲效果,在道路設(shè)計過程中,通過道路兩側(cè)的綠化植被淺溝、雨水花園等設(shè)計,提升雨水自然下滲效果的同時,利用植被的過濾效果,對雨水中的污染物進行初步的過濾和處理,提升雨水的水質(zhì),減少對地下水的污染,保障城市水資源的生態(tài)平衡。(3)科學合理地設(shè)置雨水處理裝置,力求高效合理的實現(xiàn)雨水的收集、過濾、凈化和處理。加快雨水的下滲節(jié)流,減小地面雨水徑流量,緩解城市排水系統(tǒng)的壓力,同時大大降低城市內(nèi)澇發(fā)生的可能性,與此同時實現(xiàn)雨水的回收再利用,大大提升城市水資源的利用率。
2項目概述
本項目城市道路設(shè)計為雙向六車道,根據(jù)實際情況可增設(shè)1~2條公交車占用車道等功能性車道,增加城市道路交通的暢通性。道路設(shè)計中還會保留3m的中央分隔帶,為以后城市發(fā)展過程中城市輕軌的規(guī)劃和建設(shè)做預留。該道路為城市重要的南北交通干線,在該道路的設(shè)計和建設(shè)過程中,引入海綿城市理念,加入道路雨水系統(tǒng)。2.1本工程道路雨水系統(tǒng)設(shè)計理念。在本工程中,增強道路本身對雨水的處理能力是道路雨水系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),力求最大限度降低人為干預,依靠城市水文系統(tǒng)自然恢復城市生態(tài)秩序。(1)因地制宜:結(jié)合當?shù)貙嶋H條件,合理運用技術(shù)手段,保證設(shè)計方案切實有效。通過對當?shù)亟涤炅俊⑼寥佬再|(zhì)以及周邊水文地質(zhì)等情況的詳細了解,結(jié)合當?shù)爻鞘泄芾砟J降纫蛩?,科學合理地設(shè)計道路雨水系統(tǒng),力求實際方案能夠因地制宜地發(fā)揮最大作用。(2)基于多目標的技術(shù)集成:使用人行道滲透和雨水收集等技術(shù)集成設(shè)計取代傳統(tǒng)道路和雨水管渠排放模式,通過控制城市地表徑流和污染等,全方位實現(xiàn)城市道路雨水系統(tǒng)的排、收、蓄、用等處理,完善道路雨水系統(tǒng)設(shè)計方案。2.2本工程道路雨水系統(tǒng)設(shè)計策略。(1)普通路面段的雨水系統(tǒng):使用透水材料鋪設(shè)人行道的面層和基層,在道路兩側(cè)及人行道一側(cè)的綠化帶設(shè)置專用的植物滯留設(shè)施,對于部分區(qū)域,還需設(shè)置雨水棄流設(shè)施,保證在道路路面正常排水的同時,能夠?qū)崿F(xiàn)雨水的收集、處理和再運用。(2)對于道路側(cè)分帶綠地:通過對道路橫截面的科學合理設(shè)計,確保雨水徑流在通過地面時,能夠正常的匯聚到道路兩側(cè)的綠化帶中,利用綠化植物和土壤的凈化能力,對雨水進行初步凈化處理,在設(shè)計道路雨水系統(tǒng)時盡量減少甚至避免不必要的水資源污染。
3城市道路雨水系統(tǒng)設(shè)計方案
在城市道路的雨水系統(tǒng)方案設(shè)計的工程中,需要嚴格按照海綿城市的建設(shè)理念要求,優(yōu)化各個設(shè)計環(huán)節(jié)的問題,以保證設(shè)計方案滿足實際要求,以下對城市道路雨水系統(tǒng)設(shè)計方案進行研究。3.1道路橫坡和排水設(shè)計。在道路雨水系統(tǒng)設(shè)計時,運用雙坡排水的處理方式解決對于道路斜面和具體排水設(shè)計的難題,具體設(shè)計是將人行道設(shè)計為向內(nèi)側(cè)傾斜,而人行道以外的車道橫坡設(shè)計為向外側(cè)傾斜,同時在道路兩側(cè)設(shè)置雨水收集口,收集雨水。通過科學合理的設(shè)計,最大幅度地加快城市道路地表的雨水,能最快地排出和收集。3.2道路縱斷面設(shè)計。在道路橫斷面設(shè)計過程中,應該注意盡量減少邊坡數(shù)量,因此可以考慮采用大曲線半徑,使得道路的縱斷面區(qū)域流暢、平順。3.3雨水系統(tǒng)的設(shè)計。城市道路污染源范圍相對而言比較廣、種類也很多,其中雨水污染便是很重要的組成部分。正是因為如此,城市雨水道路交通工程在設(shè)計時,特意采用了生態(tài)滯留設(shè)施-側(cè)分帶下凹式綠地(如圖1所示),該設(shè)施能對雨水進行集中收集、過濾和再利用處理,其中通過綠化帶植被和土壤的滯留和處理,不僅能初步過濾污染物,收集過濾后的雨水也能用于澆灌城市綠化。設(shè)計雨水系統(tǒng)時會考慮到不同時段降雨的不用處理方式。(1)剛開始降雨時,道路上的雨水會排入側(cè)分帶,而人行道的雨水則通過透水磚流入邊溝之中,道路上的雨水一部分滲入綠化帶的土壤中,另一部分會被收集到收集管之中,最終匯聚到積水井中,集水井中的雨水再分流到城市道路管網(wǎng)之中。(2)在城市中,當城市降雨量偏大時,溢出側(cè)分帶的雨水會通過溢雨水口進行收集,最后也會分流排入城市雨水管網(wǎng)中。(3)當在城市中,降雨停止之后,道路雨水系統(tǒng)儲存的雨水,會按照設(shè)計向周圍綠化帶土壤緩慢釋放,提升土壤濕潤性,為城市綠化帶植被提供一個良好生長環(huán)境。雨水的收集再利用減少了城市灌溉用水量,提高了城市的水資源利用率。3.4LID的技術(shù)措施。本次設(shè)計采取的具體措施為:(1)在機非分隔帶側(cè)石進行開槽,將外部雨水吸納進入綠化帶內(nèi),具體見路緣石結(jié)構(gòu)大樣圖;(2)機非分隔帶設(shè)計為下凹式生物滯留帶,與機非分隔帶開槽側(cè)石增加雨水吸納效果;(3)設(shè)置橫向截水駝峰(土?。?,并且要設(shè)置于綠化帶內(nèi)才合理,此時,如果道路縱坡大于0.5%,那么,在綠化帶就要做到,每15m左右設(shè)置一道橫向截水駝峰,如果縱坡小于0.5%時,則間距可以根據(jù)實際情況適當增大;(4)在每個截留單元內(nèi)上游進行側(cè)石開槽,在下游設(shè)置溢流井,開槽位置及溢流井在其所對應的滯水單元內(nèi)與下游截水駝峰盡量對向分開布置,以達到先收后排、滯滲結(jié)合、余水外排的目的,溢流口及擋水堰位置;(5)在中央綠化帶每塊綠地中間設(shè)置帶溢流水口的水井(頂部標高低于綠地最低點100mm),確保暴雨時雨水的正常排放。平面布置詳見綠化設(shè)計圖;(6)人行道采用透水鋪裝。通過以上具體的幾項措施,可初步達到小雨基本不外排,中雨能滯留,大雨能削峰,有效利用雨水并且減少初期雨水污染等海綿城市設(shè)計的基本要求。
4結(jié)語
隨著經(jīng)濟社會不斷的發(fā)展,城市規(guī)模將越來越大、城市道路交通網(wǎng)絡(luò)也越來越全面、科學。海綿城市理念則順應了城市發(fā)展潮流,其中城市道路作為城市雨水污染和雨水徑流較大的區(qū)域,其雨水系統(tǒng)的科學合理設(shè)計十分重要。本文通過實例分析和研究海綿城市的道路雨水系統(tǒng),可以大大降低雨水的地表徑流量,避免不必要的城市內(nèi)澇問題,同時收集雨水再利用,提高了城市水資源的利用率,節(jié)約了用水,實現(xiàn)了社會效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。
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作者:魯靜 單位:中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司