綠色生態(tài)道路對改善城市環(huán)境的研究

鄭 棟 張古陶

（蘇州市市政工程設計院有限責任公司 蘇州 215007）

近年來人們逐漸意識到在道路設計與建設中生態(tài)環(huán)境的重要性，但由于跨專業(yè)學科知識的欠缺導致思想認識上對生態(tài)道路建設理解的片面性，建設指導思想仍停留在“先建設后治理”的階段，在設計手段上將“生態(tài)設計”簡單等同于“景觀設計”，導致生態(tài)道路建設仍在基礎設施建設中屬于從屬地位的局面。在如今“以人為本，人與自然和諧發(fā)展”的大環(huán)境下，反思過去道路建設中存在的不足，借鑒國內(nèi)外的相關成功經(jīng)驗，系統(tǒng)而深入地研究生態(tài)道路設計特點，是十分必要和緊迫的。

1 城市道路對生態(tài)環(huán)境的影響

在城市建設中，絕大多數(shù)道路、廣場的設計主要以耐久性和強度等作為控制指標，其中硬質(zhì)路面使?jié)B入地下的雨水明顯減少，使城市的地下水得不到應有的補充。由于城市大氣及地表會有大量來自生產(chǎn)與生活過程的污染物累積，初期雨水徑流會攜帶大量的COD，BOD及N，P等污染物，成為城市水體的潛在威脅。在城市污水收集、處理系統(tǒng)尚未建設完善的情況下，城區(qū)雨水徑流污染占水體污染負荷的比例約在10%左右。

2 生態(tài)道路的理念

生態(tài)道路是建立在交通發(fā)展與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的基礎上，以生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)為基本原則，綜合考慮決策、設計、施工、運營、管理的全過程，在一定區(qū)域范圍內(nèi)結(jié)合環(huán)境、經(jīng)濟和社會發(fā)展而建立起來的道路系統(tǒng)。它是生態(tài)學與道路建設相結(jié)合的產(chǎn)物，其發(fā)展應遵循自然生態(tài)規(guī)律與區(qū)域道路的發(fā)展要求。

在城市環(huán)境中，生態(tài)道路是使道路在設計、建設方面與自然環(huán)境相融合，在道路建設全壽命周期里綜合運用各項技術(shù)措施，節(jié)約資源，減少對環(huán)境的破壞與污染，形成行車安全舒適、運輸高效便利、景觀完整和諧的城市道路交通生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)在現(xiàn)有條件下的最大生態(tài)化。

3 生態(tài)道路規(guī)劃對城市環(huán)境的改善

3.1 “生物氣候?qū)W”理論指導下的生態(tài)道路路網(wǎng)規(guī)劃

在道路規(guī)劃特別是區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃時，倡導自然物流循環(huán)，強調(diào)自然景觀融合人文、休閑景觀，對區(qū)域內(nèi)一年四季不同季風條件下風速風量的不同，建設與氣候環(huán)境相適應的路網(wǎng)和建筑形態(tài)布局。片區(qū)內(nèi)建筑體采用北高南低的形態(tài)，使得夏季南向涼風貫穿基地；而在冬季，北方的樹木和高層建筑亦能阻擋來自北方的冰冷寒風。道路路網(wǎng)規(guī)劃與此相適宜，道路線形順應季風風向，以此來達到綠色節(jié)能的效果。

3.2 “綠色交通出行”理論指導下的多層次生態(tài)道路路網(wǎng)格局

在路網(wǎng)規(guī)劃時，注重不同功能的道路等級級配，注重支路和人非慢行系統(tǒng)的構(gòu)建，通過建設一個整合的慢行交通體系，以代替人們對汽車的依賴，從而降低碳排放，有益身心健康。慢行系統(tǒng)內(nèi)對小汽車限以低速，甚至限制出入，鼓勵自行車、步行的交通方式。

3.3 雨水管理理論指導下的生態(tài)道路雨水收集利用規(guī)劃

發(fā)達國家的雨水管理已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的孤立考慮水患控制的思路，從僅僅關注管道末端快速排除雨水，轉(zhuǎn)向?qū)⒎乐魏闈撑c城市生態(tài)、環(huán)境保護、水資源利用統(tǒng)籌考慮的綜合管理思路。綜合管理的目標是盡可能減少城市雨水系統(tǒng)對受納水體的影響。

美國環(huán)保總局（EPA）在第二代城市雨水資源管理和徑流污染控制的“最佳管理方案”（BMPs）中，提出了適用于居住區(qū)、商業(yè)區(qū)，以及工業(yè)區(qū)的多種雨水綜合利用方案。地表徑流首先通過滲濾設施下滲排除，超過設施滲透能力的徑流通過雨水管渠排放。地面徑流通過綠地、滲透性鋪面等設施滲透至地下，可涵養(yǎng)地下水，減輕排水系統(tǒng)負荷，緩解城市水源污染。

4 生態(tài)道路設計對城市環(huán)境的改善

城市生態(tài)道路的設計目標，就是在實現(xiàn)城市道路所需求的基本功能特性的同時，盡量減少城市道路對自然生態(tài)環(huán)境和城市生態(tài)環(huán)境平衡的負面影響，實現(xiàn)行車舒適安全、運輸高效便利、景觀完整和諧、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)、經(jīng)濟合理、具有一定耐久性，將人、車、道路與社會、環(huán)境有機統(tǒng)一起來，協(xié)調(diào)發(fā)展的城市道路。

4.1 生態(tài)排水型路面設計

道路排水一般由3部分組成：道路表面排水、道路內(nèi)部排水及地下排水，排水瀝青路面是道路內(nèi)部排水的重要措施之一。與傳統(tǒng)的密級配瀝青面層（空隙率3%～6%）不同，排水瀝青面層空隙率達到18%～25%，具有多重功能：

（1）良好的生態(tài)環(huán)保性。

（2）抗滑性好。

（3）安全性高。

（4）降低路面內(nèi)部溫度。

（5）透水性高。

4.2 生態(tài)道路橫斷面設計

4.2.1 傳統(tǒng)道路斷面問題分析

一個典型的城市主干道路橫斷面通常包括機動車道、非機動車道、兩側(cè)分隔帶、中央分隔帶、路側(cè)帶（人行道、綠化帶、設施帶等）（見圖1），用不同寬度的分隔帶將機動車道、非機動車道隔開，并在路側(cè)帶、分隔帶等處配以道路綠化；常用形式有單幅路、雙幅路、三幅路、四幅路等，均設有路側(cè)帶，雙幅以上還設有分隔帶。在分隔帶、路側(cè)帶與車行道之間設置高出車行道12～20cm的側(cè)石，其作用是使機動車、非機動車及行人各行其道、安全運行；同時，匯集引導車道及人行道的雨水沿道路縱向流入雨水口，以免雨水進入分隔帶及路側(cè)帶影響路基穩(wěn)定。道路及其周邊雨水最終匯集于車行道兩側(cè)邊溝，經(jīng)雨水口進入城市排水管網(wǎng)。見圖2。

圖1 傳統(tǒng)道路斷面

圖2 傳統(tǒng)道路排水示意

城市道路的傳統(tǒng)斷面，路面低于道路綠化帶，并且城市綠地與城市道路的高程設計未建立有機聯(lián)系。道路及其周邊的雨水幾乎沒有機會和土壤發(fā)生接觸，阻斷了雨水對城市地下水的補充，大量雨水白白流走而未有效利用，雨水直接排入地下水管網(wǎng)，不經(jīng)處理排入河道，也給河道帶來大量污染。

4.2.2 生態(tài)道路斷面

對比傳統(tǒng)斷面，生態(tài)道路的斷面分幅功能不作改變。所不同的是，將機動車道鋪裝設置為排水路面鋪裝，路面水通過橫坡向兩側(cè)排放，在道路兩側(cè)收水后進入地下管網(wǎng)；非機動車道與人行道設置為“人非共板”。非機動車道和人行道采用全透型路面，大大增加透水面積，使得地下水能得到補充，同時減小雨水管的管徑。見圖3、圖4。

圖3 生態(tài)道路斷面雨水管理示意

圖4 城市生態(tài)道路斷面

（1）路幅分配為中分帶、機動車道、側(cè)分帶、人非共板道；機動車道、人非共板道排水坡向側(cè)分帶。

（2）側(cè)分帶設計為生態(tài)滲渠，并設置雨水管和檢查井。滲渠接納機動車道和人非共板道排入的雨水，并設置溢流管接入雨水管網(wǎng)。滲渠內(nèi)種植的水生植物對雨水進行初期截污。檢查井設置在側(cè)分帶內(nèi)，也便于雨水井檢修，延長井座使用壽命。

（3）中分帶填土斷面為下凹式，使得雨水能充分滯留。中分帶下設置滲溝，雨水能回補地下。設置橫向溢流管接入側(cè)分帶的雨水井。

（4）滲渠為明溝形式，可就近排入面積較大的下凹式城市綠地，繼續(xù)入滲土壤、最終排入城市河湖。可對雨水起到收集、調(diào)蓄的作用。見圖5。

圖5 滲渠效果

4.3 生態(tài)道路雨水滯留和初期截污

4.3.1 雨水收集處理系統(tǒng)的組成

無論雨水收集處理系統(tǒng)的大小，它們都有6大基本組成部分：

（1）集水區(qū)。收集雨水的區(qū)域。

（2）初期雨水棄流系統(tǒng)。排除初期高污染雨水的裝置。

（3）轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)。將雨水從集水區(qū)轉(zhuǎn)輸?shù)劫A水系統(tǒng)的渠道或管道。

（4）貯水系統(tǒng)。用作貯存收集雨水的水池或水箱。

（5）凈化系統(tǒng)。處理、凈化雨水的系統(tǒng)。

（6）配水系統(tǒng)。利用重力或水泵配送貯存雨水的系統(tǒng)。

4.3.2 洼地－滲渠雨水收集系統(tǒng)

洼地－滲渠一般適用于道路兩側(cè)有較寬綠化帶的城市道路、大面積綠地等，洼地下也可同時設置透水的排水管道與洼地－滲渠聯(lián)合運行，當雨量較小時，雨水通過洼地－滲渠直接深入地下，補充地下水；當雨水量超過下滲量時，多余的雨水可通過排水管道排入雨水貯存設施或河道。

4.3.3 生態(tài)道路雨水處理系統(tǒng)研究

道路雨水由于其水質(zhì)特點，收集的雨水主要用于生活雜用（如沖洗廁所、洗衣洗車、消防用水），市政雜用（如綠地灌溉、構(gòu)造水景觀）等。根據(jù)處理工藝可分為物理處理和人工濕地。

5 結(jié)語

生態(tài)道路是環(huán)境學科在道路工程環(huán)境保護方面的拓展與完善，是對道路學科相關領域的補充和改善，極大豐富了道路內(nèi)涵，積極推動了道路建設技術(shù)的綠色革命，對道路規(guī)劃、設計、施工和管理起到了有力的支撐作用，具有廣泛的應用前景。

生態(tài)道路的設計涵蓋城市設計、交通規(guī)劃、道路工程、雨水管理、景觀工程等多專業(yè)多學科，對專業(yè)設計人員提出了較高的要求，也給道路規(guī)劃、建設和管理單位提出了新的挑戰(zhàn)。隨著人們認知水平的提高，人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)理念已經(jīng)成為當前無法回避的課題。以生態(tài)道路的設計和建設為契機，推進人類生活環(huán)境的整體改善，是十分必要的。

［1］ RICHARD T T，F(xiàn)ORMAN，DANIEL SPERLING，JOHN A，BISSONTTE.道路生態(tài)學——科學與解決方案［M］.北京：高等教育出版社，2008.

［2］ 希瑟·金凱德－萊瓦里奧.雨水設計—雨水收集貯存中水回用［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［3］ 鄭曉光，徐 健，姚長征.生態(tài)道路的建設理念及實施技術(shù)［J］.筑路機械與施工機械化 2011（8）：24－26.

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