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江苏省海绵型道路建设目标与指标解读

随着海绵城市建设的持续推进,海绵型城市道路建设越来越多,但在各地建设实践中,存在建设目标不明确、建设指标单一(只有年径流总量控制率一项指标)且缺乏科学论证等问题,在工程上表现为两方面:一是工程形式单一,统一采用下沉绿地和人行道透水铺装,甚至机动车道也采用透水铺装的方式;二是技术经济性差,部分工程不仅实施难度大、造价高,而且景观效果差,甚至影响路面及路基的强度,带来安全隐患。因此,总结国内外类似工程的建设经验,制订科学合理的目标和指标,是当前海绵型城市道路建设的现实要求。2018年6月,江苏省住房和城乡建设厅颁布了《江苏省海绵型道路建设与运行维护指南》(以下简称《指南》),提出了针对江苏省海绵型道路的建设目标与指标,用于指导江苏省范围内的海绵型城市道路建设。

1 编制原则

海绵型道路建设目标与指标编制遵循以下三项原则:①安全性——城市道路的主要功能是城市交通和作为各种市政管线的载体,保证道路交通和结构安全始终是第一位的;②系统性——海绵城市建设是系统工程,必须明确海绵型道路在整个系统中的功能和定位,才能确定合理的建设目标和指标;③针对性——海绵城市的建设受各地地质水文、降雨规律、经济发展水平以及具体建设区域的建筑密度、土地利用布局等多种因素影响,作为省级技术指南,必须综合考虑以上因素,才能兼顾海绵型道路建设投资的效益性和公平性。

2 建设目标解读

海绵城市理念的提出主要是为了应对传统城市建设模式给城市水系统带来的不利影响,根据《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》(建办城函〔2015〕635号)[1],该理念的主要目标是修复水生态、改善水环境、提高水安全、开发非传统水资源。城市道路建设对水生态的影响是路面硬化铺装隔断了雨水下渗通道,增加了硬化面的年径流总量;对水环境的影响是机动车道和非机动车道表面沉积的污染物会导致雨水径流污染;对水安全的影响是路面的硬化铺装增大了雨水径流的峰值流量,同时,道路下方的雨水管道上承城市各种功能区块、下接城市水体,是排水防涝系统核心部分,直接关系到城市排水防涝的安全;在非传统水资源开发方面,由于路面雨水污染较重且难以处理,利用价值不大,城市道路建设在这方面的影响有限,但路下可敷设管道作为非传统水源输送的通道。

引理 6[11] 假设一个8-点u相邻一个2-点v,并且与两个3-圈(u,x,y)和(u,x,z)相关联,其中d(y)=3,则d(z)≥4。

基于以上分析,《指南》将海绵型道路建设的目标确定为四点:排水防涝、年径流总量控制、径流污染削减和非传统水资源利用。前三点以问题为导向,对应解决城市道路建设在水安全、水生态、水环境方面带来的不利影响;第四点以目标为导向,基于城市道路的特点,发挥其在非传统水资源利用方面的作用。

3 建设指标解读

建设目标主要靠具体的指标来实现,《指南》主要根据排水防涝、年径流总量控制、径流污染削减、非传统水资源利用这四点建设目标来制订指标,指标解读如下。

3.1 排水防涝对应的指标

城市道路在排水防涝系统中主要承担两方面任务:一是排除两侧地块(本段汇水面积)及上游地块(转输汇水面积)的雨水,主要由路面下的雨水管道承担;二是排除红线范围内的雨水,主要由雨水口及路面纵、横坡组成的路面排水系统收集,再将雨水汇入路下管道。雨水管道的排水能力主要由设计重现期体现,路面排水系统的能力主要由机动车道积水深度体现。因此,对应排水防涝的目标,《指南》提出如下指标。

根据当地《城市排水(雨水)防涝综合规划》,确定道路雨水管渠及内涝防治设施设计重现期;如未编制相应规划,按《室外排水设计规范(2016年版)》(GB 50014—2006)[2]执行。城市道路排水防涝标准如表1所示。需要注意的是:规划确定为城市排涝通道的道路,须按规划标准执行;机动车道积水情况,宜建立道路二维模型模拟。

表1 城市道路排水防涝标准

道路类型降雨历时/min路面积水设计标准城市道路180道路中一条车道积水深度不超过15 cm

道路下方雨水管渠的设计标准及内涝防治设计重现期在《室外排水设计规范(2016年版)》3.2.4条有明确规定,《指南》提出要优先按照当地的《城市排水(雨水)防涝综合规划》确定的重现期标准执行,主要基于以下考虑:一是《室外排水设计规范(2016年版)》虽然给出了雨水管渠及内涝防治设计重现期的取值范围,但又明确要求应根据汇水地区性质、城镇类型、地形特点、气候特征、积水影响程度及内河水位变化等因素,经技术经济比较确定。但在具体的城市道路雨水管渠系统设计中,限于工作范围及基础资料,无法做到这一要求,往往只能根据重现期推荐表直接取值,可能导致技术经济性不足。二是江苏省大部分城市已编制《城市排水(雨水)防涝综合规划》,该规划在确定相应标准时,不仅考虑了以上各种因素,还考虑了当地经济发展水平,针对性更强。在路面积水标准的初稿中,针对城市快速路及主干道、次干道、城市支路提出了不同要求,但在编制组内部讨论中,有专家认为,《室外排水设计规范(2016年版)》只统一规定道路中一条车道的积水深度不超过15 cm(家用汽车排气管高度),上海市地方标准也规定市政道路路边积水深度不超过15 cm,只有美国等发达国家才根据道路性质不同规定不同的积水标准,故不宜将标准定得过高,以免加大基建投资。最终,《指南》采纳了《室外排水设计规范(2016年版)》的路面积水标准,但增加了降雨历时要求。城市内涝标准的降雨历时一般要求24 h,由于路面汇水面积小,不需要很长的历时,但历时过短可能体现不了内涝的影响,所以将降雨历时要求最终确定为180 min。该要求既能充分体现内涝的影响,也便于直接通过暴雨强度公式推导芝加哥雨型进行建模分析(江苏省地级市暴雨强度公式已全部修编完成,采用的最长降雨历时为180 min)。路面积水深度计算有手工计算和模型分析两种方法,手工计算误差大,并且无法体现积水过程,模型分析较为合理,可以体现积水过程,但工作量较大。《指南》在备注中推荐采用模型法,但考虑到模型法尚未全面普及,故未强制要求。此外,有的城市出于整个排水防涝系统的考虑,将一些支路作为极端暴雨时的排涝通道,《指南》也在备注中明确这种情况下的路面积水标准可按相关城市规划执行。

在那个“极左”的年代,我们党曾把人性当作资产阶级的专利进行批判,曾把商品经济当作“资产主义的草”进行割除。人若讲个人利益、个人需要,那是思想不纯、道德不纯的表现。个人在社会组织之外创造社会财富的一切想法都被扼杀在高压的政治运动中。安徽凤阳小岗村18户村民冒着“坐牢”的危险“分田到户”,想法也只是填饱肚子,“不再伸手向国家要钱要粮”。当时谁也没有想到,这个“冒天下之大不韪”的举动,会引起以“家庭联产承包责任制”为主要内容的农村改革,会掀起轰轰烈烈的改革开放大潮。

3.2 年径流总量控制对应的指标

目前,年径流总量控制用年径流总量控制率来体现。中华人民共和国住房和城乡建设部2014年颁布的《海绵城市建设技术指南》[3](以下简称《技术指南》)把全国(不含港、澳、台)划分为5个区,对每个区提出了不同的年径流总量控制率要求,江苏省属于Ⅲ、Ⅳ区,年径流总量控制率区间为70%~85%。对全省已建和在建的海绵型道路进行调查,该指标总体符合以上要求,但不少工程存在着引言中提到的问题,在降雨不均性较大的连云港、宿迁地区表现尤为明显。造成这些问题的原因有3点:一是《技术指南》中的分区标准针对全国(不含港、澳、台),具体到江苏省层面精细化程度不足,上限和下限之间范围比较大,难以把握;二是《技术指南》提出的年径流总量控制率指标是针对整个城市建设用地的综合性指标,直接运用到城市道路中不合适;三是城市道路分布在城市不同的功能区,周边的建设强度、地质条件、道路本身的绿化带面积等因素都有所不同,这些因素对该指标的实现都有影响,如果指标针对性不强,很容易产生问题。

再以尼泊尔为例,尼泊尔的抗震区划是以地震危险性分析为基础的,将尼泊尔全国划分成为4个区[8],主要反映在地震影响系数计算参数中的地域系数中,四个区的地域系数分别为0.8、0.9、1.0、1.1。这和我国的抗震区划概念不同。经过对其设计基本反应谱的分析,其总体相当于(略高于)我国7度设防水平。但根据国外相关机构对尼泊尔硬土场地500年重现期(相当于超越概率10%)的地面峰值加速度的分析,尼泊尔的地面峰值加速度远高于我国7度,甚至8度区的设防水平,接近我国8度强地区的设防水平。

基于以上调查分析,《指南》确定城市道路的年径流总量控制率思路为:先根据道路本身特点和每个地级市的降雨规律,确定各自的年径流总量控制率的基准值;再考虑道路本身绿化带面积、本身地质特点、周边地块建筑密度等影响因素,给出调整值;最终确定各地级市年径流总量控制率推荐值。

“这种经营模式主要是为了增加职工收入,提高职工种蔗的积极性。用少量的自营经济地,带动家庭农场甘蔗的规模化种植。”吴登孟说。

3.2.1 年径流总量控制率基准值的确定

1.坚定政治觉悟的强化。信息化调查过程中可能会接触更为隐晦的社会阴暗面,需要调查人员更加具有分辨是非的政治觉悟,必须具有始终如一的忠诚理念。信息化调查工作难以避免、也具有更为便捷的了解案件内外的个人或单位隐秘信息可能,需要调查人员具有更为完善的爱国、爱民政治觉悟。需要按照“如果没有忠诚,能力将无处安身”的信念建设高政治素质人才队伍。

根据对江苏省城市道路情况的调查及相关资料[4],道路机动车道及非机动车道、人行道、绿化带之间的面积比例在5∶3∶2左右波动,根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB 50400—2016)[5],机动车道及非机动车道、人行道、绿化带年雨量径流系数分别取0.8、0.5、0.15,按上述比例,则城市道路年径流总量控制率为[1-(0.8×0.5+0.5×0.3+0.15×0.2)]×100%=42%。如果人行道全部采用透水铺装,再将绿化带30%的面积设置成生物滞留设施,调蓄深度按15 cm控制,基本可以达到60%的年径流总量控制率。只在人行道及30%绿化带范围内进行低影响开发建设,主要出于两点考虑:一是保证机动车道和非机动车道结构安全,不影响道路主要功能;二是给绿化带景观设计留空间,避免全部建成下沉绿地带来的景观效果差、植物养护困难等问题。60%的年径流总量控制率小于《技术指南》中70%~85%的指标,但后者是针对整体城市建设用地的综合指标,最小控制尺度为包含各类性质用地、独立的海绵城市建设分区,城市道路的硬化率高,控制率适当降低比较符合实际。

镇江市开展海绵城市建设较早,是江苏省内唯一的国家试点城市。根据镇江市的经验,年径流总量控制率在60%左右的城市道路运行效果较好。

粉丝,现今所代表的是一种消费者潮流——参与化、情感化和圈子化的消费者集群。对于营销者而言,要想自己的产品拥有广大的“粉丝”市场,就必须要理解它所面对的消费群体,并且和这个群体建立长久的关系。③“粉丝”这一消费集群体不仅是品牌的忠诚消费者,更是品牌的信息传播者。江小白区别于传统白酒企业品牌营销模式的关键点就在于充分借助移动社交媒介的优势,利用“粉丝”来拉近江小白与消费者之间的关系,所形成的“粉丝圈”帮助江小白挖掘了更多的潜在消费者,同时还巩固了原有消费者的品牌忠诚度。

从以上的分析调查中可以得出以下结论:首先,海绵型道路的年径流总量控制率可以适当降低;其次,海绵型城市道路主要控制40%~60%年径流总量控制率对应的降雨量,该区间的降雨也是受各地降雨规律影响的敏感因素。

基于以上分析,《指南》制定各地级市海绵型道路年径流总量控制率基准值的步骤为:先根据各地的日降雨资料,查出各地级市40%、60%年径流总量控制率对应的设计降雨量;再算出各市40%、60%控制率对应设计降雨量差值,然后取平均值;最后将该平均值加上各市40%控制率对应的设计降雨量,得出设计降雨量基准值及相应的年径流总量控制率基准值。年径流总量控制率基准值推算表如表2所示。

在中间成果审查过程中,有专家提出,城市道路建设需面对许多复杂情况,地级市层面统一给出一个确定的基准值限制了设计的灵活性,给一个取值区间比较好。故给出3%的选择空间,最后形成的年径流总量控制率基准值一览表如表3所示。

表2 年径流总量控制率基准值推算表

城市名称40%年径流总量控制率对应设计降雨量/mm60%年径流总量控制率对应设计降雨量/mm设计降雨量差值/mm设计降雨量基准值/mm年径流总量控制率基准值/%徐州8.216.58.315.859连云港8.818.29.416.457宿迁8.417.38.916.059盐城7.816.38.315.659淮安7.916.68.515.758扬州7.214.47.214.861南京7.815.27.415.461镇江7.214.16.914.862泰州7.214.16.914.862南通7.314.37.014.961常州7.114.47.314.761无锡7.013.56.514.663苏州6.912.75.814.564设计降雨量差值平均值7.6

表3 年径流总量控制率基准值一览表

城市名称设计降雨量/mm年径流总量控制率/%徐州15.8~17.559~62连云港16.2~18.257~60宿迁15.5~17.358~61盐城15.4~17.159~62淮安15.5~17.258~61扬州14.4~15.960~63南京14.6~16.459~62镇江14.3~15.961~64泰州14.3~15.961~64南通14.3~15.960~63常州14.4~15.960~63无锡14.0~15.962~65苏州13.8~15.363~66

3.2.2 年径流总量控制率影响因素

在建设实践中,城市道路的年径流总量受诸多因素影响,如道路本身绿地率、道路两侧地块的建筑密度、道路地质水文特点、路侧是否存在水系、路侧退红线的宽度以及道路改造难度(老路改造)等。编制组经过讨论,筛选出道路汇水区域范围内的建筑密度、道路本身绿地率、道路路基的渗透系数和地下水位作为主要影响因素。主要是考虑省级技术指南应该具备普适性,其余影响因素一般属于特殊情况,不具备代表性。同时,表3给出的年径流总量控制率基准值的范围一般也能应对这种特殊性。

1) 道路汇水区域范围内建筑密度的影响

这方面的影响主要从海绵城市的系统性来考虑。海绵城市专项规划年径流总量控制率基本控制尺度是海绵建设分区,海绵建设分区以排水分区为基础划分。具体到一条城市道路,年径流总量控制率的基本控制尺度应该是道路及其汇水区域内的地块,该指标应由该区域内各种地块分担,其余地块承担得多,道路承担得就少;反之亦然。编制组统计了部分城市地块的建筑密度,建筑密度和年径流总量控制率关系如图1所示,年径流总量控制率和地块建筑密度存在明显的线性关系。

图1 建筑密度和年径流总量控制率关系

从图1中可看出,建筑密度越大,现状年径流总量控制率越小,改造成目标径流总量控制率的难度及投资越高,需由道路承担的指标越高。基于以上调查,《指南》提出调整指标,建筑密度对应年径流总量控制率调整一览表如表4所示。

表4 建筑密度对应年径流总量控制率调整一览表

建筑密度/%年径流总量控制率调整值/%>50+340~50+2<40/

注:“+”表示上浮;“-”表示下浮;“/”表示取基准值,不做调整。表5符号意义相同。

2) 道路绿地率的影响

从老年患者本身的生理条件来看,老年人体机体功能出现衰退,身体耐受力弱,且大部分的老年患者还合并多种慢性疾病,因此,许多学者认为老年急性肠梗阻患者适合采用保守治疗方式,以减轻患者的痛苦。但从保守治疗的实际应用情况来看,部分患者经保守治疗后无效,转为危重病情,甚至出了死亡[5]。

道路绿地率大小关系到道路的综合雨量系数以及低影响开发设施的用地,对年径流总量控制率有直接影响,《指南》提出调整指标,道路绿地率对应年径流总量控制率调整一览表如表5所示。

表5 道路绿地率对应年径流总量控制率调整一览表

绿地率/%年径流总量控制率调整值/%>30+220~30/<20-2

3) 土壤渗透及地下水埋深的影响

临床疗效:参照AB Miller WTO 《癌症疗效判定》[3]进行疗效判断:分别为完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、稳定(SD)以及病情进展(PD),治疗有效率为(CR+PR)/总人数×100%。跟踪随访:随访2年,无进展生存时间指治疗有效后未发展至病情进展时间。不良反应:参照美国国立癌症研究所制定的通用药物不良反应标准[4],划分为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ 、Ⅳ、Ⅴ级,按由轻到重评定。

当土壤渗透系数为10-6~10-3 m/s,季节最高水位低于低影响开发设施底部1 m的情况下,可以采用直接下渗的方式。这种情况下,低影响开发设施实施难度较小,投资较低,也具备适度扩大规模的条件,《指南》给出调整指标,因为道路内的低影响开发设施深度一般在1 m以内,为方便实际操作,用地下水位相对于路面之间的埋深作为边界条件,地下水埋深及土壤渗透系数对应年径流总量控制率调整一览表如表6所示。

表6 地下水埋深及土壤渗透系数对应年径流总量控制率调整一览表

土壤渗透系数及地下水埋深年径流总量控制率调整值/%土壤渗透系数范围为10-6 ~10-3 m/s,季节最高水位低于路面2 m及以上+3

3.3 径流污染削减对应的指标

道路的年径流污染削减率一般采用悬浮物(SS)作为控制指标,但经编制组调查国内外资料发现,没有相对成熟的参考经验很难提出有代表性的具体指标,该问题须在长期监测的基础上进一步研究。中间稿中曾提出收集机动车道6 mm 的降雨,排入道路污水管道,目的是解决道路径流污染的主要矛盾。审查时有专家提出该措施不符合海绵城市绿色优先的理念,故《指南》中只给出运用低影响开发设施确定SS削减率的原则和计算方法,SS削减率应结合区域(项目)建设情况、用地性质、水环境质量要求、径流污染特征等合理确定。年SS总量削减率的计算方法为:低影响开发设施年SS总量削减率=年径流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率。道路的年SS总量削减率可通过不同功能区的年SS总量去除年径流总量加权平均计算得出。

各类低影响开发设施对于径流污染物的削减率应以实测数据为准,缺乏资料时,可按《技术指南》表4-1执行。

3.4 非传统水资源开发对应的指标

因为道路范围内雨水利用的技术经济性不高,《指南》同样未提出具体指标,只是明确原则。

(1) 应结合区域水资源现状及区域内建筑小区、公园绿地等系统,综合分析确定道路雨水资源收集利用的必要性和可行性,确定雨水资源利用目标和指标。

(2) 对于水资源缺乏的地区,在建设海绵型道路期间,宜在道路管线横断面预留再生水管管位,鼓励路侧绿化及道路冲洗使用再生水。

4 结语

海绵型道路的建设与城市的降雨控制和管理关系密切,降雨的随机性和不确定性均很大,很难制订出具有明确量化关系的目标和指标。《指南》以解决道路建设带来的涉水问题为导向,本着系统性、针对性以及务实性的原则,制定了针对江苏省的海绵型道路建设目标及指标,在一定程度上解决了江苏省海绵型道路建设过程中目标盲目、过度投资、甚至影响道路主要功能等问题,也为省外地区制订类似目标和指标提供了参考。随着越来越多的海绵型道路开始建设和运行,其建设的目标与指标也将不断被完善。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅.海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)[Z].2015.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.室外排水设计规范(2016年版):GB 50014—2006 [S].北京:中国计划出版社,2016.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南[Z].2014.

[4] 张中和.最新城市道路及地下管线设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范:GB 50400—2016 [S]. 北京:中国建筑工业出版社,2016.

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