低冲击开发理念指导下的道路生态化改造模式探索

王中方

(重庆大学建筑城规学院, 重庆 400030)

低冲击开发理念指导下的道路生态化改造模式探索

王中方

(重庆大学建筑城规学院, 重庆 400030)

随着城市化进程的逐步推进，道路系统延伸到城市及乡村的各个角落，在给人类带来诸多发展硕果的同时，也对整个生态环境造成巨大的破坏和影响。低冲击开发理念指导下的道路生态化改造，针对道路的规划、设计、铺装以及绿化带进行合理调整，在很大程度上改善道路系统对周边生境的负面影响，促进人类社会与生态环境协调可持续发展。

低冲击; 道路系统; 生态化改造

在城市化快速发展的驱动下，道路犹如植物生长的根系一样蔓延到城市和乡村的各个角落，在推动城市化进程的同时，对环境也产生了多方面的影响——生态空间被肆意切割、动植物栖息地被破坏、水土流失以及水体污染等等。针对这一系列的问题，各国开始为达成减少土地侵蚀和沉淀物流动、提高生物多样性、成本最小化及多种社会目标对道路及路边区域的改造进行探索和研究。本着可持续发展的目标，低冲击开发理念指导下的道路生态化改造也得到越来越多的关注，道路系统在经济发展中扮演重要角色的同时，也应该承载更多的生态责任。

1 低冲击开发理念的发展

1.1 低冲击开发理念的缘起

城市的发展使得原有土地的利用方式发生巨大改变，湿地、耕地、林地被越来越多的建筑物和各种硬质铺装所代替。城市下垫面不透水比例的大幅度增加，明显改变了城区的水文、水利特性，在相同的降水条件下，导致城区洪峰出现提前和洪峰流量增加。

城市水文形势的显著变化，使得末端治理的传统城市排水模式难以应对；人们开始从径流源头来考虑城市雨洪管理。美国于1983年颁布了第一套暴雨径流最佳管理措施；进而又提出“低冲击开发模式”，与之相似的还有英国的“可持续城市排水系统”、澳大利亚的“水敏感性城市设计”等。

1.2 低冲击开发理念的内涵

低冲击开发(Low-Impact Development，简称LID)，是20世纪90年代末期由美国提出的一种概念，其初始原理是通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术，从而对暴雨所产生的径流和污染进行一定的管理和控制，其基本目标是使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态，实现城市开发建设之后对原有自然环境的地表径流影响最小。

低冲击开发模式反映城市发展与自然保护的和谐统一，既强调发展又注重生态保护， 其核心思想是在城市化的进程中，采取各种手段减轻对生态环境的冲击和破坏，恢复和重建自然生态，在城市的可持续发展中具有重大意义。

1.3 低冲击开发理念下的基本手段

低冲击开发理念以“源头控制”、“效法自然”、“变废为宝”、“综合设计”等为核心内涵，以绿色屋顶、渗透路面、雨水花园、植物草沟、自然排水等作为技术手段。

“源头控制”与常用的市政集中排水方式不同，它主要指低冲击开发理念引导下的社区采取分散的、就地的排水和利用方式，减少雨洪流动和人工集中处理设施。“效法自然”即使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态，排水节点摒弃人工化的排水池、暴气池、排水管道等，采用有植被和自然土壤覆盖的雨水花园、植物草沟、绿色屋顶等手段，温和、自然地处理雨洪。“变废为宝”即指将雨洪等水体视作错置资源，以可持续发展的眼光将水体资源综合利用。“综合设计”意指将水体资源循环成为整个低冲击开发系统的主线，水体资源的流动和利用串联起建筑形态、市政排水设施、绿地景观设施乃至道路系统等多个规划要素，并使之形成有机的整体。

2 低冲击道路生态化改造模式探索

2.1 道路改造

2.1.1 道路规划

根据数据显示，在全球范围内至少三分之一的已开发城市土地是供交通设施使用，而道路则是城市不透水面积的最主要组成部分。低冲击道路生态化改造的规划设计，要尽可能减少道路面积、缩短道路长度和宽度以减少城市不透水面积。

道路形态与道路面积有着紧密的联系，使用环状路网可有效减少道路面积。在同样的建设面积内，以格栅状路网的道路面积为基准，改用段落平行路网则道路面积可缩减9 %，环状路网可缩减 26 %，是最为节约的路网排布方式。不过，在减少道路面积的同时也要保证交通需求，可在必要处设置快速出口。

2.1.2 道路设计

在道路平面布局中，应该根据实际情况确定道路的形式和尺度，在保证通行需要的同时，尽量减少不透水道路的面积，如在居住小区中提倡邻里共用入户车道，入户车道宽度不宜过宽，减少建筑退线以缩短入户车道的长度等。

在道路断面设计上，不宜强求道路两端的高差及坡度，尽量保证水体实现源头消解，可使道路两侧绿地内土壤平面低于道路平面，以利于有效吸收路面排水。

2.1.3 道路铺装

目前，道路通常选用沥青、水泥、混凝土等不透水材料来进行建造，虽然具有一定的优势，但是，由于地表污水无法受到土壤的过滤而直接流入下水道，不仅导致地下水补给减少，同时增加市政排水管网的压力，浪费大量资源且内涝频发。

增加路面可渗透材料(如砾石、透水砖、透水水泥)的使用，可以加强地表水与地下水的联系，及时减少道路表面积水，提高基地垫面蓄水能力，在保证路面干爽，方便人车出行的同时，也有益于城市气候微环境的调节。

2.2 绿化带设计

2.2.1 “雨水花园”的引入

“雨水花园”，又称生物滞留池，是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地，一般由草地缓冲带、蓄水层、有机覆盖层、植物生长介质层、植被、排泄层、沙砾卵石层7部分组成，主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，通过利用植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性进行污染物的移除，使雨水得到净化，并使之逐渐渗入土壤，涵养地下水或补给景观用水、厕所用水等城市用水，从而达到城市雨水径流量和水质调控目的，是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施(图1)。

图1 典型生物滞留区域截面示意(单位：m)

2.2.2 绿化带形态的思考

在道路形态不便于太大改动时，可使之与周边绿地用地边界模糊化，适当增加绿化部分或生态单元来调整绿化带形式，如采取“凸”字型绿化带以减少道路面积，同时增加路面停车位，缓解停车压力。虽然这种弯曲的道路形式不能减少径流总量，但可降低径流速率，减少水流侵蚀造成的破坏。此外，在尽可能增加绿化带面积的同时，需要考虑其自身的空间连贯性，保持生态廊道的延续，绿化带串联集中绿地，共同快速吸收控制道路表面径流。

2.2.3 植栽池设计

传统的路旁植栽池通常设计成各种凸出地面的形式，造型各异，层次丰富，但是这种相对独立的设计却大大降低了对地表径流的控制吸收作用。在道路生态化设计中，可以通过以下几点对道旁植栽池进行改造：(1)营造凹陷空间：将凸出于道路或人行道平面的植栽池改为凹陷式，增加雨水滞留几率；(2)半封闭池缘：一些植栽池需要以池缘充当座椅来增加行人逗留的可能性，可将池缘部分取消，以提供径流通道；(3)可透水界面：若植栽池充当行车安全防护边界而必须凸出于路面，则可利用透水性材料来筑造池缘，以便雨水渗入道旁植栽池。总之，植栽池设计应该更加便于地表径流的渗入，而非障碍。

2.2.4 植物群落的建构

在道路绿化带的植物配置中应该遵循生物多样性原则，尽量选择本地物种，以复层配置的方式提高生态环境的复杂性、稳定性和自我调适能力。高大乔木、低矮灌木及草本植物的搭配种植，为路旁空间提供了不同层次的遮蔽，以及不同高度和方向上的动物迁徙通道。运用多种生长习性和不同生长周期的植物构建群落，可以保证植物景观一年四季的美观性和生长活力。

此外，植物群落的形成应避免过分人工化的培植，最大限度地减少人为干扰，如减少植物脱落根叶的清理，以增加群落中有机物的比例，提供植物生长所需的营养物质，稳定生态系统；根据植物生长特性，选择适当的季节对植物进行适度修剪等。让系统的生长和繁衍尽可能接近自然过程，从而具有更强的抵御各种生物和非生物因素冲击的能力。

3 低冲击道路生态化改造的意义

低冲击道路生态化改造可在环境污染防治、城市道路生态功能的维系、城市和社区运行的低耗化、场所精神的回归以及人类生活品质的提升等多方面创造极大的效益。

3.1 保护城市水环境

尽管采用市政排水系统排除地表径流是目前普遍采用的方式，然而它却存在着许多值得检讨的地方：高耗水、混合稀释、直肠式排泄、末端处理等等，是一种不符合可持续发展要求的排水体系。基于低冲击理念下的道路生态化改造可以有效回避并克服排水管网的部分缺陷，有效净化径流污染，提高排水效率，还可以在一定程度上修复断裂的自然水循环过程。

3.2 改善生态平衡

传统的道路系统缺乏对周围生境的尊重和联系，将原本完整的自然界分割成条块，导致区域景观破碎化，削弱、扰动了自然格局和自然过程。道路生态化改造后的连续性绿带，在一定程度上扮演了串联生态节点的角色，维护并完善生物栖息环境，净化周边环境，维持生物多样性，改善生态平衡。

3.3 节约建设成本

传统的末端集中处理模式的人工雨水管网系统耗资巨大，雨污混合水的大水量、长距离输送费用是最主要的费用组成，且混和污水的成分复杂，从技术上和管理上都难以实现资源回收。道路生态化改造可以在很大程度上净化并吸收利用雨水径流，雨水管网系统作为辅助措施将大大降低建设及维护成本。

3.4 丰富道路景观

当今城市普遍存在道路表面和沿路界面灰暗冷淡、交通 噪音充斥、街道空间环境过度人工化与缺乏地域环境特色等弊病。道路生态化改造强调植物群落的建构，可以软化刚硬的道路界面，以丰富多变的绿化打破千篇一律的道路景观，改善城市人工化过强的形象，创造优质的休憩和交流场所。

4 结束语

在全球气候变暖的大背景下，人类正在经历一波又一波的生存环境威胁，众多的惨痛教训已经足以警示人类。而道路系统作为发展进程中必不可少的因素之一，必须引起我们的关注，如何减少道路系统对环境的冲击，最大限度降低其负面影响值得我们深思。中国是世界上城市化速度最快的国家，人口密度大、土地资源紧张、水资源缺乏、污染严重、生态环境压力大，我们更应该借鉴发达国家的经验教训，吸收各国优秀的低冲击道路生态化改造模式，以促进人类社会的可持续发展。

[1] 刘佳.低冲击道路生态化改造模式研究——自然排水机制的优势及在我国之应用前景[D].天津：天津大学，2010

[2] 程小文，姜立晖.引入低冲击开发模式解决我国城市雨洪问题[G]//2010城市发展与规划国际大会论文集.2010

[3] 吴佳明. “低冲击发展”模式及其实现途径[G].规划创新2010中国城市规划年会论文集.2010

[4] 王旭.基于低冲击开发理念的城市住区规划与设计策略研究[D].哈尔滨工业大学，2011

王中方(1986～)，男，硕士研究生，专业方向为建筑设计及理论、地域文化与建筑理论、历史建筑的保护和修复。

TU984.191

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[定稿日期]2015-04-01