x新加坡海绵城市 ABC导则 (1)
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新加坡
“活跃、美丽、洁净“水计划
设计导则
翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
目录
1 简介 (1)
1.1 转变成一个花园和水的城市 (1)
1.2 健康的,可持续的,价格合理的供水保障 (2)
1.3 ABC水 (2)
1.4 ABC水设计的好处 (3)
2 ABC水计划:可持续的雨洪管理 (5)
2.1传统的雨洪管理 (5)
2.2全面的雨水管理 (6)
2.3 ABC水设计雨水管理 (7)
2.4现场滞蓄、滞留 (8)
3 ABC水管理策略指南 (10)
3.1规划注意事项 (11)
3.2设计注意事项 (12)
4 ABC规划、设计和表现 (15)
4.1集水元素 (16)
4.1.1规划策略 (16)
4.1.2一个典型的广场分析 (18)
4.1.3 ABC水设计下的综合广场 (19)
4.1.4建筑结构 (20)
4.1.5车行道和人行道 (26)
4.2水处理元素 (30)
4.2.1植被浅沟 (32)
4.2.2生物滞留沟 (35)
4.2.3生物滞留池(雨水花园) (37)
4.2.4沉淀池 (40)
4.2.5 人工湿地 (43)
4.2.6 生态净化群落 (47)
4.3运输和存储 (49)
4.3.1优化水路 (52)
5安全、公众卫生和养护 (56)
5.1设计阶段 (56)
5.2 建设阶段 (60)
翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
5.3 完成阶段 (61)
5.4维护保养 (62)
6共同参与创建可持续环境 (65)
6.1珍惜我们的水 (65)
6.2公众教育 (65)
6.3社区参与 (66)
6.4对共赢关系的一种呼吁 (68)
7 ABC水认证 (70)
7.1申请和评估 (70)
7.2关于认证 (70)
8 ABC水专业 (76)
8.1 ABC水专业计划 (76)
8.2 ABC水专业注册 (77)
8.3地表水排水守则(COP)的修订 (77)
9附录 (80)
9.1专业术语 (80)
9.2参考文献和辅助材料 (82)
10实例探究 (86)
10.1 清洁技术公园中央的绿色核心(Central Green Core @CleanTech Park) (86)
10.2 萤火虫公园(Firefly Park) (88)
10.3滨海湾公园(Gardens by the Bay) (90)
10.4古德伍德住宅(Goodwood residence) (93)
10.5加冷河,碧山—宏茂桥公园(Kallang River @ Bishan-Ang Mo Kio Park) (95)
10.6邱德拔医院Khoo Teck Puat Hospital (97)
10.7 私人公寓(Privé) (100)
10.8 里弗韦尔Rivervale Arc (102)
10.9当地学校内的渗透型雨水花园 (105)
10.10乌鲁班丹河(Sungei Ulu Pandan) (107)
10.11 Telok Kurau小学 (112)
10.12 交织大楼(The Interlace) (114)
10.13The Peak @ Toa Payoh (118)
10.14树屋(Tree House) (120)
10.15里奇斯河(waterway ridges @ Punggol East) (122)
11 致谢 (125)
翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心 翻译人:孙烨
1 简介
1.1 转变成一个花园和水的城市
这些年,新加坡建成了一个由32条主要河流、8000多米的水路和17个水库组成的排水网络系统。
为了充分发挥这些水利基础设施的全部潜力,PUB (国家水机构)在2006的时候推出了以活跃,美丽,洁净水资源(ABC )为主题的项目。
这个战略主动地利用了水体的全部潜力去提高水的质量,这不仅仅是为了水资源,也是为了我们的生活。
ABC 水工程将管网,河道和水库与周围环境全方面结合,目的是为了创造干净的河流,江川和湖泊以及像漂亮的明信片一样的社区空间,以供所有的人去享受。
图
1.1 新加坡蓝图
1.2 健康的,可持续的,价格合理的供水保障
随着技术研究的不断深入,新加坡已经建成了四个多元、健康的、国家级的水资源供应途径,即本地集水,进口水,新生水和淡化海水。
在供水有保障的前提下,新加坡对水循环进行干预,并且帮助他在有利于水的持续性上跨出一步。
这也形成了ABC水项目的背景,新加坡运用足量的力量去投资水资源潜力,以此来提高生活质量。
1.3 ABC水
ABC水工程的目标是让环境(绿色),水体(蓝色),以及社区(橙色)无缝衔接,去创造新的、围绕水的生活空间。
随着社区越来越近水,人们会更好地欣赏和珍惜我们宝贵的水资源,由此形成一种对水管理的责任感。
ABC水工程三个关键策略:
i)2007年启动实施ABC水域总体规划
总体规划指导项目的全面实施,将城市的管网,河道和水库改造成与环境完美结合的、充满活力,风景如画,清洁流动的溪流,河道和湖泊。
全岛超过100个项目将在2030年前按计划分阶段实施。
至2014年6月,23个ABC水工程已经完成。
ii) ABC水工程概念的推广运用
ABC水工程概念是一种充分发挥水的全部潜能并与我们的环境和生活方式相融合的意识形态。
这个概念在公共机构以及私人开发过翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
程中的逐渐运用,让PUB开始看到ABC水工程设计的好处。
这些设计是属于生态系统的,在水流入河道和水库之前,滞留并且净化地上的径流雨水。
与此同时,也改善了生物多样性以及生态环境。
ABC水设计导则2009年开始实施,鼓励私营和公共部门探索实
现ABC水设计的方法和途径,将水融入开发过程,改善生活环境。
iii)PPP(People, Public, Private)合作模式
实现雨水管理可持续发展的愿景,如果没有社会买入,将不可能实现。
PUB不断让社区接受和取得新加坡水体的所有权。
例如,鼓励学校将ABC水工程项目作为一种教育学习的资源,使学生可以学习并且更加欣赏我们的水。
私人公司,基层组织和社会团体也可帮助水设计的实施,在ABC水设计区域开展各种活动,鼓励更多的人享受水设计场地以及相关设施。
1.4 ABC水设计的好处
ABC水设计使用自然净化过程,以保护水库和水道的水质,提升景观的美学和生物多样性,减缓雨水径流的流量。
ABC水设计的区域让社会更接近水,为所有人创造新的享受空间。
在2010年,PUB推出一项新计划——ABC水认证,以此对拥护ABC水设计概念以及能够结合ABC水设计整体开发的公共机构及私人发展商进行认可。
ABC水设计也由多个政府机构,包括建设局(BCA)的认可。
BCA
绿色建筑标志计划是一个标杆计划,它结合了国际公认的最佳环保设翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
计和实践。
该计划将ABC水设计作为雨水管理实践的最佳方法。
2011年,PUB和新加坡工程机构(IES)推出了ABC水专业人员计划,旨在ABC水设计领域培养行业的专业人士。
参与者想要有资格注册为ABC水专业人员必须通过四个核心模块和两个选修模块的考试,并满足必要的标准。
该计划由新加坡建筑师协会(SIA)和新加坡景观建筑师学会(SILA)支持。
图1.3 2011年ABC水设计认证授予仪式
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2 ABC水计划:可持续的雨洪管理
2.1传统的雨洪管理
新加坡每年的降雨量约为2400mm。
有一个有效的雨水管理系统,保证在新加坡水库有干净的水能够被使用是很重要的。
新加坡三分之二岛屿的雨水径流是需要被收集的,有效的雨水管理系统可以使这些雨水在经过管网和河道到达水库之前,能够被处理和净化。
传统上,河流和运河旨在快速有效地传达雨水径流入海或就近水体。
在过去,最自然水道,如加冷河和三巴旺双溪被扩大,并与混凝土衬砌,以增加自己的过流能力,降低河岸侵蚀。
图2.1典型的排出通道(用混凝土衬砌)——传统的雨水管理的一个例子
翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
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2.2全面的雨水管理
PUB 认识到扩大河道和管道是不够的,尤其是对于那些开发强度较大,并有场地限制的地区。
PUB 已经找到了更好的径解决方案(如提高排水能力,河道分流,集中滞蓄的水箱、水池等),为开发商从源头和末端上更好地管理雨水径流和防护洪水。
通过实施一系列覆盖整个排水系统的措施,洪水风险可以更显著减少并得到有效管理
图2.2 源头—途径—终端 产生的雨水径流的位
置,即雨水径流起源 雨水径流传输的方式
或途径
通过滞留箱/池等放缓和捕捉现场雨水
提高系统输送能力,包括排水管加宽,加深,流域级滞留系统等
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2.3 ABC 水设计雨水管理
ABC 水设计概念主要采用源头措施,在雨水排入公共水道之前滞留和净化雨水。
当ABC 水设计用作排水系统设计的一部分,将帮助系统内引入额外的灵活性,以应对超过设计降雨强度的降雨。
特别是ABC 水设计可以与其他雨水滞留系统(如水池,池塘等)结合,削减雨水径流峰值流量。
同时又减少了在开发区域甚至更大的集水区发生洪水的风险。
因此,鼓励私人的开发项目实施ABC 水功能设计,以减轻城市化开发对下游水体造成影响。
这些环境友好型措施,如雨水花园,生物滞留沟和湿地,不仅改善水质,同时也提升了周围环境的生物多样性和美观性(参见第4章了解更多详情)。
图
2.31传统的雨水管理
图2.32传统的雨水管理模式下河道水位
2.4现场滞蓄、滞留
在新加坡高度城市化的环境中,许多开发区域在很大程度上是由不透水表面如屋顶,停车场,街道和人行道组成,不允许雨水渗入地面。
这使得进入雨水排水系统径流量增加。
其结果是,在暴雨来临时,雨水峰值流量可能超过公共排水渠的设计能力,导致洪水暴发。
源头处理措施,如分散滞留水箱,水池可以提供现场雨水的临时存储,让雨水以受控的速率向下游的排水系统释放。
除了减少径流峰值,滞留池也可以与雨水收集系统相结合,非饮用水再利用,如灌溉,普通水洗等。
鼓励开发商在开发过程中将雨水收集回用与现场滞留设施相结合。
对收集雨水的水质管理是雨水可持续发展需要考虑的重要因素。
ABC水设计采用自然手段,在雨水收集回用之前,将雨水通过组合设施去除污染物从而改善水质。
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ABC水管理策略
在ABC水管理策略应用后的河道水位
一个例子展示ABC水设计如与一个建筑物建设相结合的,以减缓径流。
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3 ABC水管理策略指南
本章重点介绍设计师实施ABC水管理策略时需要熟知的主要因素,主要包括:
•地表排水
•现场管理雨水的源头措施
•防洪
•雨水水质
•场地安全和公共卫生风险
设计者还应该参考:
•ABC水设计的工程程序——ABC水设计指南的一个组成部分。
本刊物给出了选择,尺寸,结构和ABC水设计养护的具体指导。
•地表水排水守则,其中规定了新开发地块地表水排水系统的最低要求。
文件下载地址:
(.sg/general/code/Pages/default.aspx)•排水系统手册中的城市径流管理,也解释了PUB的洪水风险管理策略。
该文件是可供下载:
(.sg/abcwaters/ABCWatersProfessional/Docu ments/managingUrbanRunoff.pdf)
•环境健康守则,其中涉及控制蚊子的各个方面可供下载:(.sg/public-health/food-hygiene/code-of-practice-o nenvironmental-health)
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3.1规划注意事项
i)内部排水系统
开发区域内的所有的径流必须排入路边或出水口/水道。
需要内部排水的系统来进行拦截,传输和排放开发区域内所有的径流。
任何从ABC水设计设施中溢流,流过或处理过的水,包括人工湿地和蓄水池,之后必须排放到路边管道或河道。
从2014年1月,所有的开发者、业主都需要通过采取现场滞留措施(例如滞留池、ABC水设计措施),在雨水排入公共排水系统之前抑制或者减缓峰值流量。
这些现场滞留措施将补充PUB的持续排水改善工程,为流域洪水风险等级提高的提供保障。
(.sg/managingflashfloods/FMS/Pages/buildingd esign.aspx)
ii)排水管上或邻近排水管的设施结构
PUB准许ABC水设施位于排水管上或邻近排水管。
但需满足下列条件:
•受影响的排水管必须满足排水能力。
•所有基础结构必须是独立的。
当挖掘至与排水管1米以内时,必须保证基础结构是稳定的。
设施结构与排水结构距离至少保持300mm以上。
iii)天然水文特征
现有的场地自然条件可能有利于ABC水设计措施的实施,例如:翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
•渗透性土壤地区
•现有植被,可作为生物过滤器
•土地的形式(如天然洼地)
设计师可以利用现场情况,因地制宜采取环境友好,可持续发展的设计。
3.2设计注意事项
i)定量目标:必须满足以下防洪条件,以解决公众安全和财产
保护:
•使用合理的公式计算集水区的峰值流量。
如果ABC水设施用于满足暴雨,峰值流量需用于设计雨水溢流系统。
•曼宁公式用来计算ABC水设施的进出排水管的大小
•为了有效利用土地,ABC水设施可设计为处理频繁的降雨(如1-3个月一遇的降雨),旁通水路和溢流系统应提供并连接到排水管,使周边地区不会被淹没。
下游排水管应该提供高达10年一遇的排水能力,来接收从ABC水设施流出的雨水。
•地表水排水的要求,在地表水排水守则有具体规定。
ii)定性目标
设定性能目标
雨水水质目标或ABC水设施目的是保护新加坡的城市水体,如Marina Reservoir, Punggol Reservoir and Serangoon Reservoir等水库。
针对新的开发融入ABC水管理战略,最大限度地减少开发过程中对我翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
们的河道和水库的影响。
在新加坡,根据初步评估和试点项目的监测,制定了如表3.1所示的可达到的水质目标。
实现这些目标,是雨水质量管理制度化的体现。
表3.1新加坡雨水质量目标
*该目标随着更多监测结果的收集而进行修订。
性能曲线可为专业人士在ABC水设计过程中提供参考。
iii)泥沙控制
防止建筑工地泥沙流入ABC水设施或下游水渠是很重要的,因为这些颗粒会堵塞生物滞留系统或水渠下游的过滤介质。
可考虑下列措施进行处理:
•安装一个屏障,以防止泥沙侵蚀(如泥沙围栏)
•引入分阶段开发方式,以尽量减少裸露区域或潜在的侵蚀
•提供处理设施,以捕获和除去径流中的泥沙
•采用土壤稳定技术,例如生物工程,铺草皮等。
ECM(earth control measures)系统应在建筑工地开工前提供。
ECM的具体要求可查阅地表水排水守则。
iv) 蚊虫控制
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ABC水设计必须通过消除蚊子滋生的有利条件,以防止蚊虫滋生。
这些措施包括提供足够的透气性和导水率的过滤介质,以防止水长时间滞留。
保持人工湿地的恒定流量,避免使用容器植物,阻挡水流。
设计者也应该参照环境健康守则中涉及控制蚊子的各个方面。
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4 ABC规划、设计和表现
雨水相对来说比较干净,当它落到一个集水区域,它带走沉积物,营养物和其它杂质。
典型的雨水径流过程是,雨水未经过处理直接通过下水道和沟渠输送到蓄水池储存。
随着ABC水设计的应用,雨水径流在进入河道或水库前将被暂扣和清理。
从本质上说,ABC水设计有助于减小城市化对流域水文的影响,保障我们的水库和河道的水质。
它还能美化周围环境,同时提高生物多样性。
随着新加坡三分之二土地面积纳入ABC水设计,开发计划将是非常让人满意的。
在本节中,我们将考察典型雨水通道涉及的元素,并详细讨论以下内容:a)集水元素b)水处理元素c)运输和存储元素
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4.1集水元素
我们的城市表面环境(集水元素)有所不同,可分为:流通设施(车辆道路,自行车道和人行道),构筑物(建筑物,掩体和城市广场),植被(农田和公园),水路(河流,运河和排水沟)和水体(湖泊,池塘和水库)。
4.1.1规划策略
在开始开发设计之前,必须首先了解场地的限制和潜在条件,以及影响雨水流动的因素:
·地形(天然斜坡/洼地)
·地质学(土壤类型和质量 - 孔隙度,渗透和运输属性) ·
内部排水系统,子流域和连接点到公共排水渠
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开发设计由基本的城市规划参数约束,如建筑密度,容积率,高度限制和土地利用。
除了作为一个可持续的雨水管理系统,ABC 水设施可以和土地使用要求进行互补。
例如,雨水花园可间歇淹水并处理雨水径流,可以用来增强景观或各种水文特征。
由于城市规划参数,各种空间配置不同,每一个场地有不同的景观策略,可以参考下面图示说明采用。
ABC 水设计可以自定义每个采用不同的景观策略。
这将在后面的章节加以阐述。
相同场地面积,小建筑 小建筑散布在整个场地,没有大型
体系
相同容积率
地块,较多
相同容积率地块,较少建筑
4.1.2一个典型的广场分析
公共广场在新加坡城市中普遍存在,特别是在商业和零售场所,有大量人群聚集的地方,如乌节路和珊顿道。
下面是一个常见的典型的广场的设计方法:
i)景观和水文分离
在新加坡,在城市公共广场设计时景观和水文经常保持单独的系统。
水景很常见,但他们很少有自然元素。
它们通常设计成混凝土池,几乎没有自然景观。
即使水景中有植物,他们仍然只是作为美学元素,往往栽在单独的花盆中。
ii)休闲水景和雨水管理系统的分离
越来越多公共广场正提供休闲喷泉。
然而,它们大多扮演的角色是为广场提供美感,很少采取雨水管理功能,并且通常是用自来水补充,从而增加了饮用水的消耗。
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图4.2现有的典型广场的情况
4.1.3 ABC水设计下的综合广场
ABC水设计的概念整合环境、水体和动植物群落,尽管规模较小,但通过简单的手段有助于建立一个更加高效的广场。
具体地说,他们有以下设计因素:
i)清洁的
采取植物对雨水径流进行处理,通过摄取营养物质和其他污染物改善水质。
ii)低维护
ABC水设计特点是,自我维持的自然生态系统,最低限度的减少维护。
iii)美学
ABC水设计特点可同时满足雨水处理和管理功能。
水景和植物的翻译单位:嘉兴规划院海绵城市研究(评估)中心翻译人:孙烨
融合,可为人们提供充满活力且轻松的社会环境感受。
图4.3 ABC水设计建议使用情况
图4.4、4.5波茨坦广场,柏林,德国(左)和卓越中心,德国辛德尔
芬根(右)
4.1.4建筑结构
在新加坡,利用ABC水设计的最常见建筑结构可归结为以下几类:•屋顶
•空中花园或露台
•阳台
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•种植箱
•地面绿化
•绿色墙壁或垂直绿化
为实现ABC水设计理念,不同的ABC水处理技术可以适用于上述提到的单个或组合建筑构件。
图4.6 塞西尔街所采用的垂直绿化
集约型绿色屋顶
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集约型绿色屋顶是利用大面积的屋顶空间打造为绿色休闲区。
在商业楼屋顶设置公共休闲空间或花园,在新加坡已历史悠久,而且依旧非常受欢迎。
例如:百汇广场,新达城和怡丰城。
绿化,水景和建筑本身相融合,具有非常大的协同促进潜力。
植物除了创造美观的环境外还具有许多可服务功能。
雨水可以先在屋顶上收集和处理(利用雨水花园或生物处理),然后输送到不同的水景。
另外,清洁雨水可用于浇灌阳台植物或冲洗路面和人行道。
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图4.7新加坡各大商场广受欢迎和精心设计的屋顶休闲空间,得益于集中式屋顶绿化(Orchard Central)。
图4.8 多层停车场上的集中式绿色屋顶
粗放型绿色屋顶
粗放型绿色屋顶是使用一个轻量级的植物生长培养基,通过浅层排水/存储层来存储雨水,在没有下雨的时候提供给植物。
它是一个低维护植被屋面系统,不能作为休闲空间。
因此,相比于传统的屋顶,绿色屋顶可减少屋顶雨水径流。
除了可以节约灌溉用水和改善空气质量外,粗放型屋顶绿化结构层可遮挡阳光直射,起到为建筑降温、减少“热岛”效应的作用。
图4.9 NUS Tembusu (地名)
建屋发展局(The Housing & Development Board ,HDB )自
2006年起在现有公共建筑上试行粗放型绿化屋顶,以减少暴露的混凝土屋
面热量的积聚。
除了增加绿化,这也有助于减缓雨水排放。
它采用了HDB-专利粗放型屋顶绿化系统,也被称为预制屋顶绿化(Prefabricated Green Roof,PEG)托盘系统,它是一个轻量级的和模块化的系统,只需要很少的维护。
图4.10 粗放型绿色屋顶(地点:Blk 119 Edgefield Plains.)
阳台,种植箱和垂直绿化
选用水处理的方式不必受空间缺乏的限制。
生物净化和生物滞留种植箱可以在分层或连续多级系统中实现,以达到相同的净化标准。
目前在新加坡,个人家庭或集体住宅(设施管理公寓或公寓房)都表示,对高层建筑绿色植物与居住环境相结合有浓厚兴趣。
这些现有的趋势可以与可持续雨水管理联系在一起,利用有效的雨水收集功能改善水质。
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图4.11阳台和花槽在公共和私人公寓广泛利用(地点:ParkRoyal @ Pickering )
举一个来自德国纽伦堡的例子。
植物多级种植使得屋面雨水经过多级生物净化,为整幢大楼创造了美好的气氛。
净化后的水储存在种植箱中相当于一个雨水滞蓄水箱。
生物净化后的雨水供给一个5米高的水墙。
在墙上的狭缝允许清洁和冷却的空气被吸入到建筑物内,通过它拉下水壁,然后释放到室
内。
这将形成一个恒定的微风,在夏季可释放热量。
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图4.12、4.13生物净化系统与雨水综合收集处理系统的应用(地点:Nuremberg Prisma, Germany )
4.1.5车行道和人行道
新加坡的典型道路包括车行道,坡向路边或中央分隔栏,雨水径流通过雨水口进入下水道或雨水暗渠,最终输送至河道。
生物滞留沟或池在这种情况下可以有效地使用,
不仅为滞留目的(减慢径流流入下水道和河道),也可作为径流雨水进入下水道前净
化措施。
对于小汇水区域,植草沟可以作为路边的雨水传输排水沟。
该草沟可以减缓径流,并允许一些沉积物沉淀。
图4.14展示出了一个典型的生物截留系统的横截面。
土层的细节在ABC水设计工程过程章节中给出。
图4.15显示生物滞留系统是如何同时与绿化带、行道树共存。
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图4.15 道路边缘生物滞留设施平面、剖面图
图4.16 生物滞留沟(地点:Margaret Drive)
在新加坡,现有的道路通常包括人行道,车行道,绿化带和路边排水沟,彼此之间并行运行。
如果有足够的空间(如公园旁道路),人行道可以做成蜿蜒小径,并与排水管或水设施结合,成为加强行人的体验的一种方式。
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