道路设计中新型雨洪控制利用技术的应用

浅谈道路设计中新型雨洪控制利用技术的应用

摘要：目前对城市雨水问题的研究和工程实施越来越多, 但仍存在不少问题, 如理念落后、控制或利用模式单一、决策与管理系统落后、一些实施项目效果差、依靠传统的雨水排放模式和狭隘的雨水资源化利用难以解决城市雨水径流带来的各种突出问题等。这些问题严重阻碍了我国城市雨水事业的发展, 进一步恶化了城市的水资源状况和生态环境。本文介绍了雨洪控制利用在道路排水设计中的重要意义，探讨了道路设计中新型雨洪控制利用技术的应用。关键词：道路设计新型雨洪控制技术

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

我国城市快速发展过程中在水资源、环境与生态方面已暴露出一些突出的问题。雨洪控制利用新理念和技术体系是实现城市可持续发展的重要手段，为保障雨洪控制与利用工程科学、合理、有效地建设与运行，促进开发区域水资源的可持续利用，改善城市生态环境，在区域规划和建设过程中实施雨洪控制利用新技术有着重大的意义和广阔的应用前景。不但能提高规划区域的雨水利用效率、减轻水污染和洪涝灾害的发生，还可以有效补充地下水，缓解地面下沉及滨海区域海水入侵。

一、雨洪控制利用在道路排水设计中的重要意义

道路建设所引发的一系列环境问题成为人们关注的热点。在城市道路排水设计中融入新型雨洪控制利用理念, 并采用新的雨洪控制利用技术, 不仅可以有效缓解目前道路排水面临的问题, 还可

以对道路建设所造成的生态环境破坏进行修复, 对城市生态环境

的改善和城市可持续发展具有重要意义。

道路设计中新型雨洪控制利用技术的应用

雨洪控制利用是涉及多学科的庞大而复杂的系统工程, 到目前

已经发展成为一个完整的体系,主要涵盖雨水资源化、径流污染控制以及洪涝控制等3 个方面的内容。3 个方面的内容又有着密切的关系, 如图1 所示。

图1城市雨洪控制利用体系

1、雨水资源化。

雨水资源利用是一种新型的多目标的综合性技术, 可实现节水、水资源涵养与保护、控制水土流失和水涝、减轻城市排水系统负荷、减少水污染和改善城市生态环境等目标。直接利用是指将汇水面的雨水收集、调蓄和净化后利用, 包括屋面雨水、广场雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水; 间接利用是通过各种人工或自然渗透

设施使雨水渗入地下, 补充地下水资源, 包括渗透路面、渗透管渠、渗透浅沟、渗透井、渗透池( 塘) 及一些综合渗透设施; 综合利用是指通过综合性的技术措施实现雨水资源的多重目标和功能, 包括雨水的集蓄利用、渗透、雨水净化、排洪减涝、水景、立体绿化等多种子系统的组合。需要强调的是, 本文涉及的雨水资源利用不限于狭义的收集、处理和回用部分雨水, 而更多地是指广义上的雨水资源化。即通过各种人工生态化措施改善雨水径流的形成、组分、输送途径和储存方式等, 尽量减少人类活动对水循环系统的

破坏或干扰,维持更接近自然条件下的良性循环, 改善城市水资源的赋存条件和生态系统。

2、径流污染控制。

径流污染控制是城市雨洪控制利用的重要组成部分, 对城市水体、生态环境以及地下水质量的改善有重大意义。非工程性措施主要是指通过政策、法规、管理等措施对径流污染控制进行引导和规范。工程性措施由各种源头控制、中途控制和终端控制技术措施组成。源头控制包括汇水面材料的合理选择、透水路面、雨水花园、渗透设施和雨水截污措施等;中途措施包括雨水池、格栅过滤设施等; 终端控制包括雨水塘( 干塘和湿塘) 、湿地( 天然湿地和人工湿地) 、滞留设施( 干式和湿式) 、沉淀、过滤、植被过滤带等。

3、洪涝控制。

随着近年来城市洪涝灾害的增加, 洪涝控制成为城市雨洪管理中的重点内容。洪涝控制主要是通过湿地、渗透、生物滞留及调蓄等设施减少径流排放或对峰值流量进行调蓄, 削减洪涝风险, 提高城市防洪排涝标准。其中多功能调蓄就是以调蓄暴雨峰流量为核心, 集排洪减涝、雨洪利用、城市的景观、生态环境、城市土地高效率利用等功能于一体的综合性雨洪控制利用设施。城市立交桥或高速公路绿化带、景观公园、绿地、停车场、运动场及其他可以利用的公共开放空间都是实施多功能调蓄的适宜场所。

总之, 新型城市雨洪控制利用是解决雨水资源流失、控制径流污染、减少城市洪涝灾害的有效途径, 也是改善城市生态环境的重要

举措, 应该在道路设计与建设中推广应用。

三、发达国家道路设计中新型雨洪控制利用技术的应用

一些发达国家对道路中的新型雨洪控制利用技术做了大量研究, 并有大量的工程应用。

1、美国道路建设中的雨洪控制。

美国道路建设一直位居世界首位。全美公路里程约650 万km, 是世界上拥有高速公路最多的国家( 约9 万km)。在道路建设过程中, 对道路雨洪控制利用也非常重视。美国国家环保局于20 世纪70 年代初期开始以城市地表径流为重点研究对象, 对包括城市道路和

高速公路在内的路面径流予以关注,至今路面径流污染及其控制已成为一个热点的研究课题。

美国联邦公路管理局( fhwa ) 也充分认识到为公众提供安全、高效的交通运输服务的同时, 保护环境、自然风景、人文历史及社会资源是一个巨大挑战, 提出了“公路设计的灵活性”,要求公路设计者在运输功能和安全与周围自然和社会环境之间寻求平衡与

和谐。

新型雨洪控制利用技术在美国道路设计手册中已有明确体现,

如纽约公路设计手册第八章的道路排水设计部分指出, 雨水滞留、储存设施是道路排水系统的组成部分, 用以储存调节径流、控制初期污染、回补地下水等。纽约公路设计手册对道路周边湿地的保护和利用也做了相关规定: 任何工程活动都要持有纽约州环境保护

部门颁发的淡水湿地许可证( nysdec) 。

在宾夕法尼亚州的最佳暴雨管理手册中, 有章节专门提出对道路雨洪进行管理, 考虑用最适宜的bmps( 综合性雨洪最佳管理措施——笔者注) 来管理道路径流, 根据道路的设计、建设和维护来选择控制措施, 实现径流量的削减以及路面径流水质的提高。手册明确指出很多bmps 措施都适于管理路面径流, 包括植草沟、植被缓冲带、生物滞留设施、渗透沟渠、渗透铺装、雨水塘或湿地等。

2、可持续排水系统。

英国的可持续城市排水系统( suds , sustainableu rban drainage system) 是在英国被广泛推广使用的一种新型的排水理念和工程技术体系。该系统引入可持续发展理念, 将城市排水与资源、环境统筹考虑。与传统排水系统相比, suds 综合考虑了雨水水量及水质控制、生态环境和生物多样性保护等因素,通过适当措施削减径流, 降低洪涝风险; 降低径流污染物浓度, 减少对城市水体的污染; 强化地下水的自然回补, 改善地下水状况等, 可以大幅降低城市雨水径流对环境的负面效应。

英国的可持续排水系统与美国的暴雨管理bmp 体系及低影响开发( lid) 体系类似, 主要包括植被过滤带、沟渠、滞留设施、雨水花园、雨水塘/ 湿地、透水路面等一系列技术措施。这些措施很大一部分都要结合道路实施, 已成为城市道路排水设计的组成部分。

城市可持续排水理念在法国也已被广泛接受。法国自1992 年以来, 城市道路和停车场面积增加了10%, 道路雨洪问题日益引起重