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3.面式道路生态排水措施
降雨开始、持续至道路径流形成的过程是一个雨水面式汇集的过程,因此采用适当的面式道路生态排水措施更能有效减少径流污染。典型的面式道路生态排水措施包括生态透水路面等。
道路生态排水建设意义
按照海绵城市下低影响开发(LID)的原则,无论采用何种工程或非工程的措施,都应强调通过生态功能来维持开发前原有的水文条件,控制径流污染,减少污染排放,实现开发区域可持续水循环的目的。随着对道路排水研究的不断深入,节能、生态、环保逐渐成为城市道路排水的发展方向。道路生态排水措施种类和应用形式多种多样,使用地点、适用条件也各有不同,因此可从不同角度进行分类、归纳和汇总,但无论如何分类,对道路排水措施而言,只要其能够实现污染物的削减及对雨水资源的利用,体现BMP 和LID 理念,即可赋予其生态的涵义。道路生态排水措施具体的表现形式不同,但都体现了削减污染物、保护水环境的生态理念,是城市道路排水的发展趋势。道路生态排水技术的日益成熟是工程应用和推广的前提和保证,城市管理部门应结合相关成功案例,根据工程自身特点合理选择相对应的生态排水措施。[4]
2下凹式绿化带
市政道路下凹式绿化带建设形式及原理
常规市政道路的两侧绿化带和中央分隔带均高于道路断面,此种形式可以有效地防止车辆意外驶离道路,但是绿化带无法汇集道路雨水, 雨水只能通过雨水口直接汇入雨水管道中,加大了雨水管道的排水负担,并未实现雨水的充分利用[5]。下凹式绿化带即将横断面方向的绿化带设计为可以存积水的下凹式断面, 使雨水通过绿化带过滤后以溢流的方式进入雨水利用系统,雨水口布设于下凹式绿化带内,较绿化带地面高出3~5cm,而绿化带内绿地地面的高程较两侧路面低5~10cm,绿化带两侧的路缘石应当每隔一段距离设置雨水的流入孔便于雨水流入绿化带中。此外,为了减轻雨水的下渗对周边道路结构层带来的不利影响, 可以在绿化带的底层及其两侧铺设防水土工材料。
下凹式绿化带工作原理为: 降雨后路面雨水通过道路横坡向绿化带汇集, 从绿化带两侧路缘石中的流入孔流入绿化带内, 汇集进入绿化带内的雨水一部分在绿化带的表层土壤内得到下渗,无法下渗的部分则汇入绿化带内的雨水口中,而汇入雨水口中的雨水一部分继续通过井底的打孔渗透管向底层土壤中入渗, 最后无法实现渗透的雨水从雨水连接管溢出排入城市排水管道中排入下游。具体结构图见图1。
道路下凹式绿化带重要作用
1.增加地下水资源
地下水资源持续减少是我国很多城市面临的严峻问题。城市地表硬化减少地下水来源是地下水资源减少的重要因素。而下凹式绿化带可以有效强化雨水的渗透作用,补充城市地下水资源。我们对各种条件下下凹式绿地雨水入渗量进行试验,从试验结果(表1)可以看出下凹式绿化带对于补充地下水作用明显,绿化带面积比例为20%时,在暴雨重现期为2年的条件下,在下凹式绿化带的渗蓄作用下70%以上的雨水可进行下渗。按常规城市规模进行计算,采用下凹式绿化带每年可增加数亿吨地下水资源, 可以有效缓解城市地下水资源急剧减少的危机。
2.减少洪涝灾害
自然状态下降雨量的85%以上可由地表入渗和自然蒸发,而产生径流的不足总降雨量的15%。而在城市中,由于硬化地面比例较高,降雨量仅有40%左右入渗和蒸发,径流量达总降
雨量的60%左右,是自然状态下的4倍左右,因此随着城市化的不断进展城市内涝灾害也日趋严重。下凹式绿化带减少城市洪涝灾害的作用主要从两个方面体现: 一方面是通过下凹式绿化带的渗蓄作用可以减少汇集进入管网的总量,减小下游排水压力;另一方面作为下凹式绿化带的蓄水功能对于洪峰的削减具有较大作用, 通过拦蓄作用延缓部分雨水的汇流时间,使洪水过程更加平缓,减轻防洪压力。下凹式绿化带在城市防洪方面的作用对于减少城市防护设施建设投资、降低排水系统造价方面具有重要意义。
3.控制初期雨水污染
除了城市内涝灾害, 城市初期雨水的污染问题也是困扰城市居民生活、威胁城市生态环境的重要问题。下凹式绿化带通过其渗蓄作用可有效截留初期雨水, 切断初期雨水污染下游城市水体的途径。此外,城市下凹式绿化带的渗蓄过程也是土壤对雨水进行过滤的过程, 雨水在不断下渗的过程中其中大量的污染物经过土壤及其上方植物的过滤被截留在土壤中,截留下来的污染物后期被绿化带植物逐步降解,另一方面这些污染物也成为绿化带内植物生长的肥料, 促进了植物的生长。下凹式绿化带一方面有效缓解了初期雨水污染问题,减少了初期雨水污染处理的资源消耗; 另一方面截留下来的有机肥料对于绿化带内植物的生长也有促进作用, 减少了绿化带的养护成本。
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