跨专业融合理念在道路海绵化改造中的应用
导读：以固原市上海路的海绵化改造为例，分析了城市规划、给水排水工程、道路与交通工程、风景园林、建筑等专业及其相互融合的理念在城市道路海绵化改造中的应用，以期为“后海绵时代”相关方面的规划设计提供理论和实践基础。
01、对道路功能的解读
首先由城市规划专业负责在充分分析城市总体定位和上位规划的基础上，对上海路的定位和功能进行详细解读，以便其他专业在后期设计统中筹考虑水安全、水环境、水资源和水生态等不同维度的指标。根据固原市的城市级别、水系分布和地理条件、上海路本身所处位置及其路幅宽度等要素综合分析，上海路是固原市的门户道路之一，对城市形象具有较高的诉求。上海路全长5.5 km，作为固原市的重要交通干道，为城市发展做出了重要的历史贡献。如今在海绵城市建设和城市新区建设的大背景下，上海路横穿固原市海绵城市试点区域，经历着由原来的交通性为主的对外交通道路向“功能性+生活性+景观性”为主的新型城市道路方向的转变。因此，基于上海路的重要地位和所处的时代背景，在海绵城市建设中，应充分发挥上海路在城市功能上的组织作用，更好的统筹沿线开发建设，带动城市片区由边缘地带向中心区的过渡和演变。依据固原市未来空间发展结构，上海路仍承担老城与三个新区的重要联系，作为城市快速联系通道，沿线规划用地功能多样，公共服务设施集中，开发体量大、人群类型多、交通需求多样，是城市重要的功能轴线，后期规划设计和建设应以城市门户道路的标准进行打造。
02、现状问题识别
不论是规划还是工程项目，现状问题解读都是最关键的一步，是提出科学合理的设计策略、技术路线、设计方案的基础。基于上海路在固原市的重要地位及其功能，现状问题的识别主要由城市规划、道路与交通工程、给水排水工程、风景园林、建筑工程等专业的设计人员牵头从规划、交通、排水、景观、建筑等几方面进行分析。通过翔实的现场踏勘和分析，结合城市上位规划和相关资料解读，上海路存在交通堵塞、排水不畅、景观不雅、周边建筑不协调等问题。
2.1 交通层面问题识别
（1）通行能力分析。交通系统的正常运行是城市经济发展和社会安定的基础和保障，任何社会经济活动都必须依赖交通系统的功能才能展开，而道路通行能力是交通系统最主要的功能之一。通过对城市相关上位规划的解读和对道路现状的详细踏勘分析，发现该道路现状与规划路幅宽度不一致，按照现状红线范围大致分为个路段，基本信息见表1。
表1 不同路段现状与交通能力
（2）沿线两处五路交叉口交通组织分析。萧关路与北京路、上海路(西)交角较小，导致环岛内交织段过短、辨识性差，存在安全隐患；环岛受通行能力限制，当达到一定交通量时，环岛内自组织方式无法适应，驶入与驶出车流易发生交织、产生拥堵节点环岛尺度较大、行人过街距离过长；南城路与上海路交角26 ℃，不符合平面交叉口规范（交角特殊困难时不应小于45 ℃），信号设置为四相位，上海路(南)与南城路进口为同一信号，上海路右转车辆与南城路进口存在明显冲突，民族路右转至南城路与多方向存在冲突。
图1 上海路现状交通情况
（3）道路功能分析。部分道路空间用途不明确，交通设施不完善，非机动车道严重缺位，道路无中央分隔带，行车安全很难保障。公交车站设施不完善，其中，路段一的车站无港湾，路段二缺少站台设施，路段三缺失人行道和无障碍设施，且开口位置较混乱。
2.2 排水方面问题解读
道路排水作为城市排水系统的重要组成部分，排水压力大、路面径流污染严重、雨水资源浪费等问题是我国大部分城市道路的通病，固原市上海路作为固原市的主干道之一，也存在同样的问题。首先，道路雨水管网系统不完善，雨水篦子破损、堵塞严重，且完全没有雨水收集设施；其次，道路整体竖向比周边道路低，再加上汇水范围内不透水路面的不断扩张，暴雨期间的径流量和径流峰值大幅增加，导致上海路的排水系统除了其本身汇集的降雨之外还需承担上游来水的排水任务；另外，该道路局部地段两侧绿地比路面高出20~40cm，导致道路雨水径流无法就近排入绿地，反而使绿地内超出其下渗能力的雨水也漫流到路面。综上所述，上海路在暴雨时很容易发生内涝积水，同时还存在雨水径流污染和雨水资源浪费的问题。
图2 上海路市政排水现状
2.3 景观方面问题解读
道路景观体现的是人们对城市风貌的第一印象，尤其是作为城市门户的城市道路。上海路两侧绿地分布不均、缺乏系统连接性、整体感观较差，远远达不到固原市门户道路景观的要求。少量公园绿地主要集中在西北角和东南角，道路中间段两侧植被稀疏，仅有行道树和零星几块绿地；残缺不齐的人行道是完全不透水铺装，现状塌陷处较多，机动车辆随意占用人行道与车行道的现象很普遍，不仅堵塞了两侧建筑的疏散空间，还存在安全隐患，且影响城市形象，离固原市打造旅游城市的目标相差较大。因此，上海路周边急需景观绿化工程的建设，满足周围人群的日常休闲需求。
图3 上海路景观现状
2.4 建筑方面问题识别
在海绵城市建设时代，强调的是系统思维，同时也要结合实际情况，因时施策、因地施策。比如道路工程范围不只是道路红线范围，还应结合道路定位和功能，统筹考虑其两侧的绿化带和建筑退线区域的特定功能要求，本文对于上海路的海绵化改造工程范围主要是建筑红线范围。根据设计团队详实的现场踏勘，发现上海路两侧建筑风貌整体形象较差，根据总体情况可以分为四个类型，类型一的建筑层高基本是1层和2层，类型二的商业和住宅建筑层高是3层至6层，类型三是大型办公和教育用地，类型四是层高高差较大且已经完成拆迁的建筑。
03、设计方案
3.1 道路改造方案
道路改造方案主要包括道路红线与断面改造方案、道路交叉口组织方案、根据实际需求而增加的公交车站方案和立体过街设施方案等。本文主要统筹城市规划和道路交通专业、同时考虑景观专业的方案需求，重点介绍断面改造方案和道路交叉口组织方案。
图4 路段一道路横断面
图5 路段二道路横断面
图6 路段三道路横断面
3.1.1 断面改造方案
（1）路段一改造方案。路段一沿线以公园绿地为主，存有少量公共服务设施，道路开口和进出车辆需求较小，主要以通过性交通为主。该段道路通行能力可以满足需求，所以保持现状道路红线宽度50m不变。基于现状需求，本次改造方案中增加了隔离栏，同时将道路右侧功能明确为非机动车道。
（2）路段二改造方案。路段二沿线规划开发强度较高，居住与商业用地较集中，该路段的通过性交通和沿线用地到发交通需求较大，道路改造设计需兼顾交通性与生活性。该段道路通行能力可以满足需求，所以保持道路红线40m不变，同时将道路右侧功能明确为非机动车道。
（3）路段三改造方案。路段三沿线以居住用地和绿地为主，道路改造应重点考虑全线的统一性和完整性。由于现状道路通行能力偏低，所以将现状道路红线由30m拓宽至40m。
3.1.2 交叉口组织方案
（1）路段一改造方案。路段一共7处交叉口，干路交叉口5处，除环岛外其他均采用信控方式，平均间距538m。两条支路交叉口采用右进右出的形式，以降低对道路直行车流干扰。路段沿线地块开口较少，可保持现状不变。
（2）路段二改造方案。路段二为保证道路的快速通达功能，相交道路允许干路向主路开口，其余道路仅向辅路开口。道路全线共10处交叉口向主路开口，其中信号灯控制交叉口6处，平均间距545m。向辅路开口、右进右出的4处交叉口沿线用地严禁向主路开口，根据实际需求可向辅路开口，作为市内重要功能轴线和区内联系道路，地块开口距路口应大于50m。
3.2 排水系统设计方案
针对上海路存在的问题，首先对雨水篦子进行修补和清理。由于上海路建设时间不久，本着不大开大挖的原则，暂时保持现状雨水管网不动，结合海绵城市建设理念，主要在道路绿线范围内进行相关设施的布置，地上和地下设施同时发挥作用，保障上海路的排水安全问题。
（1）路缘石开口的设计。上海路现状道路路缘石为立体道牙，高于道路路面大约15cm。为了方便路面雨水能够进入侧分带，将现状立体道牙进行改造。以固原市上海路30年一遇的内涝标准为降雨量计算基准，扣除道路雨水管道所传输和存储的雨量，同时考虑道路横向和纵向坡度，结合路缘石开口的过流能力，最终确定设计路缘石开口大小和间距。
（2）下沉式绿地等LID设施的设计。将上海路两侧的绿化带设计为表面低于机动车15~20cm的下沉式绿地，车行道的雨水径流通过路缘石开口进入侧分带内初期雨水处理设施，依次经过其内部的过滤区后溢流侧分带下沉式绿地。大约间隔50~100m设置一个溢流井（溢流井标高超过下沉式绿地底部约10cm），超过下渗和下沉式绿地滞纳的雨水溢流至上海路现状雨水管道。
（3）透水铺装的设计。透水铺装是一种具有良好生态效益的地面铺装，被誉为会呼吸的铺装。将上海路人行道、道路与临街建筑之间部分区域设计为透水铺装，对于大暴雨来说，虽然起的作用不大，但也有一定的雨水滞纳能力，可减缓暴雨初期的径流流速。
（4）生态树池设计。将靠近机动车道一侧树池改造为生态树池，路边建筑前铺装改为半透水铺装，径流雨水首先进入生态树池内，超量雨水溢流至上海路现状雨水管道。
图7 生态树池设计方案
图8 上海路绿道公园雨水收集利用系统示意
（5）雨水利用系统设计。根据现场实际情况及LID相关计算公式得出，上海路绿道公园可有效控制30 hm²范围内（包括道路、小区）产生的雨水径流量，公园可调蓄雨水总量为2 400m³，以调蓄雨水总量为依据，设计下沉式绿地面积约为16 000 m²，约占绿地总面积的11%。雨水在绿地中经过充分过滤，约有600m³雨水最终进入蓄水模块再利用。
（6）道路两侧的下沉式绿地和透水铺装等LID设施中的超量雨水溢流至上海路现状雨水管道，而超过雨水管道排水能力的径流将沿着上海路排至下游雨水承接设施。
3.3 景观设计方案
道路作为城市对外的窗口，其景观规划设计理应受到重视。海绵城市建设时代的景观设计更是意义非凡，在注重地下排水系统等城市“里子”工程的同时还需进一步做好城市的“面子”工程。与传统景观设计相比，海绵城市建设时代的“面子”工程不仅要满足景观视觉的要求，还要做好与“里子”工程在排水方面的衔接，如道路两侧的下沉式绿地、植草沟等LID设施，在计算其规模时，不仅要考虑设施对雨水的滞纳能力，也要做好溢流口，保证超标雨水可顺利排入市政雨水管网。另外，由于上海路是固原市的门户道路，其功能也逐步转变为以“功能性+生活性+景观性”为主的新型城市道路，所以上海路的景观设计不仅仅是绿化改造，而是从整体街景着手系统考虑，遵循以人为本、环境优先、尊重气候水文和地理条件等影响道路景观先决条件的原则，以期呈现出设施统一、行道树整齐、彰显固原市特色且不同路段不同风格的绿化带景观、海绵示范道路、少而精的景观节点等整体形象。
（1）绿化红线范围变化。在景观设计方案之前，首先分析道路红线范围的变化。上海路局部段机动车道两侧路缘石外30m的绿化带能够形成一定厚度的绿色廊道，与道路周边建筑构筑良好的街道景观空间，该空间能够容纳一定规模的LID设施，便于雨水的收集和净化，能够提供开放空间，便于开展多样化的商业活动，激发城市活力。宽度为40m的道路红线紧邻现状建筑边界，建筑暂不影响道路红线的扩大，该路段目前没有绿化空间，结合固原市旧城改造项目，可通过拆除道路两侧1-2层建筑将绿化空间扩至30m宽度。道路两侧有3-4层或更高层的建筑，暂时没有拆除的必要，该段工程可安排在后期，绿化空间可根据道路两侧地形变化形成宽窄不一的绿地空间。
（2）景观设计方案——大气的绿色林带。根据用地范围和条件，将上海路分为西部、中部、东部三段。其中，西部设计为简洁大气的风格，在建筑前预留生态停车位，该段林带宽度为14m；中部设计为活泼现代的风格，该段绿地宽度22m，在临近建筑种植新疆杨形成高大林荫背景；东部设计为层次鲜明的风格，该段绿地宽度40~60m，增加生态广场、半透水型人行道、下沉式绿地、雨水花园等LID设施，即可以满足人们行走和休闲的需要，又能给人以安逸闲适的感觉，同时为上海路的年径流总量控制率等指标的实现有一定的贡献。
3.4 建筑设计方案
从现状分析和相关部门了解可知，类型一主要以1~2层的商铺为主，且该建筑群建设年代相对较远，可以结合旧城改造项目一起进行拆迁和建设，本次上海路的改造工程应做好排水预留口；类型二是住宅和商铺混合的建筑群，其建筑相对较新，住宅楼本身不必进行改造，其小区内部可以适当的进行海绵化改造，且与上海路相关设施和指标要求做好衔接；底层商铺外立面可以进行统一整齐的改造，提高该片区的城市风貌，临街商铺和道路之间区域可根据海绵城市建设条件分析评估后改为透水铺装，同时结合景观呈现效果设置生态树池，增强整体视觉美感；类型三是事业单位，其建筑本身改造的必要性不大，但是其院内可进行相应的海绵化改造，并从排水和景观两方面做好与上海路相关要求的匹配；类型四完全可以纳入本次道路海绵化改造项目中，完全按照海绵城市建设要求进行规划建设。
04、结论与展望
本文以固原市上海路道路海绵化改造为例，本着不大拆大改、不重复建设的原则，坚持海绵城市建设理念，将道路交通、排水、景观和建筑等问题统筹考虑，以城市规划、给水排水工程、景观工程、交通道路工程等相关专业融合设计的方式，从城市定位和道路功能解读着手，立足于道路本身及其周边建设环境，提出上海路海绵化改造方案。具体包括断面改方案和交叉口组织方案，排水系统方案中的路缘石开口的设计、下沉式绿地等LID设施的设计、透水铺装的设计、生态树池设计和雨水利用系统设计，景观和建筑设计方案等内容，可有效缓解该道路在水安全、水环境和水资源等多方面存在的问题。以期为后海绵时代相关工程的设计和实施提供借鉴。
