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低影响开发理念下透水铺装在武汉城市园林中的应用研究
詹玉娟 杨志龙 张茜

摘要：城市的快速发展带来了一系列生态环境问题。2015年，武汉入选海绵城市试点城市，在城市建设中将以低影响开发为理念并大力推行透水铺装。本文在对武汉市汉阳区的主要街道、小区、公园等进行实地调研的基础上，调查研究武汉市透水铺装的现状并分析对策。通过深入分析武汉市汉阳区透水铺装存在问题，提出应大力推广新型透水铺装材料的应用，改善透水铺装施工工艺，提高城市透水铺装覆盖率，推动城市低影响开发建设，促进海绵城市建设。
关键词：低影响，透水铺装，武汉

Abstract: The rapid development of the city has brought a series of ecological and environmental problems.In 2015, Wuhan was selected as a pilot city of Cavernous City, with the concept of low impact development vigorously impleme the permeable pavement.In this study, based on the field survey of the main streets, residential areas, parks and so on in Hanyang District of Wuhan City, we got the current situation and countermeasures of permeable pavement .Through in-depth analysis of these problems in Hanyang District of Wuhan City, we should put forward the application of new type of permeable materials, improve the construction technology of permeable pavement , increase the coverage of permeable pavement, promote low impact development and construction of urban city, and promote the construction of cavernous city.
Key words:low impact;permeable pavement;Wuhan

    中国城镇在过去30年里快速的发展建设，快速式的发展也带来了一系列影响环境和社会发展的问题，如：城市水资源的日益短缺、城市热岛效应、城市内涝等环境问题，我们称之为“城市病”。为了解决这些问题，国际上提出了低影响开发建设城市的理念。
    地面铺装是城市的外衣，在城市建设中是十分重要的一环。传统的地面铺装为了满足耐磨性需求，大多采用的是硬质铺装的形式，而忽视透水铺装。目前全国各大城市的硬质铺装面积覆盖率大多在50%以上，这些不透水的铺装带来的一系列生态环境问题。而透水性铺装由于可以透气透水，可以极大的缓解或解决现有的城市问题。
本文基于低影响开发理念下针对城市透水材料铺装的研究，重点在于基于对汉阳区月湖风景区、国博、江城大道的实地调研，对透水铺装材料的选择和运用进行综合分析。一方面是2015年武汉被选为海绵城市试点城市，并颁布了《武汉市海绵城市规划设计导则（试行）》。导则中指出：新建公园透水铺装率应不低于55%，改建公园不低于45%。新建城市广场透水铺装率应不低于50%，改建城市广场不低于40%。本研究对透水铺装的实地调研可以了解武汉城市透水铺装的现状，辅助城市改造和规划设计。另一方面本研究可以从侧面折射透水铺装在实际应用中存在的问题，以期能够更好的分析解决问题，大力推广透水性铺装在城市中的应用。

1.低影响开发及相关概念
    低影响开发是一种强调通过源头分散的小型控制设施，维持和保护场地自然水文功能，有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加，径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理概念。最早开始于上个世纪的美国，主要是运用这样的办法来缓解污染，保持原有的水源条件。
    20世纪90年代在美国马里兰州开始实施。低影响开发主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放，实现开发区域可持续水循环。与国外相比，低影响开发技术目前在国内应用较少，但已列入国家“十二五”水专项重大课题进行研究。
    低影响开发强调城镇开发应减小对环境的冲击，其核心是基于源头控制和延缓冲击负荷的理念，构建与自然相适应的城镇排水系统，合理利用景观空间和采取相应措施对暴雨径流进行控制，减少城镇面源污染。
    在未来的城镇发展过程中，强调不仅仅是城市的现代化和美观化，更需要城市的生态化，实现低影响开发，维护改善原有的生态环境。透水铺装能够使雨水在源头下渗，而不是集中汇集在城市的排水设施中。同时由于透水铺装的在源头上分散了雨洪排泄压力，地表的径流系数会减少，缓解了雨洪面源污染的负荷。透水路面被称之为“会呼吸的路面”，实现了人类对自然的最小干预，使人与自然共生。在城市雨洪管理中，透水铺装是实践低影响开发的重要措施。

2.透水铺装的分类及其生态效益
2.1透水铺装的分类
    透水性铺装是指水可以直接透过的人工铺筑的面层。透水性铺装材料大致可以分为透水性块状材料铺装面和透水性整体铺装面这两大类。其中透水性块状铺装材料主要包括：各类透水砖，嵌草型砖以及卵石类铺装等。透水性整体铺装材料主要包括：透水性地坪、碎石铺装、再生透水木屑铺装等[1]。
2.2透水铺装的生态效益
2.2.1保持地下水，涵养水源
    透水铺装能够使雨水下渗回归到土壤中，而不是随着城市排水管道排走，自然补充地下水资源。维护和补充地下水，能够避免水源流失造成的地下水位下降而引起的地面沉降。
2.2.2缓解或解决城市内涝
    在夏季雨洪季节，雨水通过透水材料的空隙进入地表层，减少60%-80%的地表径流，缓解排水管道的压力[2]。与硬质铺装相比，透水铺装的地表径流是缓升缓降的，这对城市防洪也十分有利。由于透水铺装能够排部分水，城市建设过程中也可适当减少排水设施的铺设。
2.2.3降低城市噪声污染
    透水材料由于存在多空隙的结构，车辆驶过路面面层时的声音会被这些多空隙的结构吸收或者扩散。由于这种吸音作用的存在，交通噪音会大大减少，改善了整个城市的声环境。
2.2.4缓解城市热岛效应
    透水铺装能够起到隔热层的作用，同时透水铺装的空隙中由于毛细作用会存在的毛细水，在面层受到太阳辐射的时候，自然蒸发或者辐射蒸发，带走热量，从而降低地表温度，缓解城市热岛效应。
2.2.5其他生态效益
    透水铺装可以提高交通出行的舒适性和安全性。透水铺装能让积水通过铺装空隙下渗，消除路面积水，防止发生水漂现象，大大减少交通事故的发生率。与此同时，由于路面无积水，减少了路面反光，尤其在夜间，大大提高了交通出行的舒适性。
    雨水或者其他污水通过透水铺装的面层和基层的过滤，能够净化水质，从某种程度上，减少了城市水污染。
透水铺装由于其多空隙的结构能够吸附空气中的粉尘，有效减少扬尘，减轻空气污染。同时，雨水的下渗促进了周边植物的生长，促进了微循环，改善了生态和水文环境。

3.武汉市透水铺装的主要应用形式和种类
3.1武汉市地理位置
    武汉地处长江中下游平原，江汉平原东部，汉阳区地处东经113°41'～114°16'，北纬29°58'～30° 33'。汉阳区地处武汉市西南部，与汉口、武昌构成武汉三镇。区内地势低洼，有月湖、莲花湖等湖泊和龟山、凤凰山等山丘。
3.2实地调研
    本研究选取了汉阳月湖公园、琴台停车场、古琴台广场、新区公园、墨水湖环湖公园、国博广场、国博新城广场、江城大道、四新大道、芳草一路、龙阳雅居、水墨清华等的作为实地调研点，调研面涵盖一些主要的公园、居民区、广场和城市主干道，其中旧建公园2个，新建公园1个；旧建小区1个，新建小区1个；广场2处；城市主干道3条（公园内和小区内的停车场和广场不单独列出）。
    经实地调研汇总后，我们发现汉阳区调研地的透水铺装的主要分类和形式见表一。

    从形式来讲，公园、小区和广场中的透水铺装主要以传统形式居多，如植草砖、嵌草砖、木栈道、卵石铺地等形式，园路透水大多采用彩色透水混凝土铺装；公园的透水形式相较于小区和广场来说更为丰富，使用频率也更高。从透水率上看，公园、小区和广场的透水面积均不大，公园的透水比率比小区和广场的大。停车场的透水铺装大多采用植草砖和透水沥青路面结合的形式。

 图1小区的嵌草砖 图2 国博广场木砖铺装 图3 小区特色瓦片铺装 图4 国博广场卵石铺装 图5 公园彩色透水混凝土园路 图6 停车场的透水沥青路面和植草砖

    对比不同年份建造的小区和公园，其中旧建公园和小区透水率较低，新建公园和小区的透水率较高。大多数透水铺装都缺乏维护管理，旧建公园和小区尤甚，导致植草砖内草类死亡，公园木砖开裂翘起，公园的透水地坪开裂等。

图7 破碎的透水地坪
图8 开裂的木砖
图9 草类死亡的植草砖

    城市主干道由于交通量较大，要满足较大的承载力要求。由于透水材料的孔隙率一般在20%以上，因而力学性能不佳，基本采用的是不透水的铺装。调研的三条道路均为城市内快速交通道，基本为沥青稳定碎石路面，不透水，这几条主干道的稳定碎石的粒径不同，四新大道和芳草一路为粗骨料，而江城大道采用的是细骨料。

图10 四新大道
图11 江城大道
图12 芳草一路
图13 四新大道放大图
图14 江城大道放大图

4.存在的问题
经过实地调研，我们发现武汉市的透水铺装存在以下问题：
（1）应用形式单一，新型材料应用少，应用范围不广泛。经过调研，我们发现透水铺装的应用形式主要偏向于较为传统的形式，透水沥青和透水混凝土的应用较少，透水砖的应用也较少，对新型的透水材料也应用较少。透水铺装的应用不广泛，占地面积小，在大多数公园和广场中，透水铺装的面积的比率不到20%。
（2）透水施工工艺不规范，工艺流程有待改进。由于透水材料本身造价较高，很多地方使用的透水铺装的厚度远达不到施工设计要求。仅仅只是在面层薄薄铺筑一层，因而力学稳定性差，使用时极易被损坏。有些地方为了施工方便或者增加面层稳定性，在基层直接铺筑混凝土作为地基，如此一来，根本达不到透水的效果。再者由于透水铺装的承载力较差，透水铺装的工艺流程亟需改进，以期提高其力学性能，使其能在道路铺装上应用。
（3）透水材料由于空隙较大，容易吸附灰尘，因此需要使用高压水枪定期清理。然而多数工程施工完之后，后期维护清理少，导致透水铺装的空隙堵塞，基本起不到透水效果。其次，由于维护少，很多公园铺设的透水混凝土地面出现开裂，沿河的木砖断裂、破损，环氧透水面层破口等情况，不仅影响美观，还影响使用功能。

5.结论与建议
    济南透水砖的研究中，透水砖初期虽然成本较高，但是透水砖的铺设能够减少排水管线的压力，节约排水管线施工成本，且能带来较大的生态效益和社会效益，长远来说，利国利民[3]。对透水路面的研究表明透水沥青路面一方面能够满足基本的交通承载力，其次造价低廉，符合生态[4]。针对武汉市透水铺装存在的问题和借鉴其他海绵城市的经验，武汉市应大力推广使用新型透水材料，如透水砖，透水沥青路面，而不应仅仅局限在传统的透水铺装形式上。
    同时，武汉在城市改建的过程，由于武汉大部分地区的透水率均达不到导则要求，针对旧建公园和小区，应加大改建力度，依据实际情况合理设计改造；营建新城区时，应大力规范施工工艺，加大新型材料的使用，如整体性的透水地坪，彩色透水路面等[5]。
    此外，应加大透水铺装后期维护管理力度。每半个月至少进行一次清洗，每半年定期进行一次检查和维护。针对植草砖和嵌草砖中的植物易死亡情况，可引进新型的植草砖来解决和改善问题。武汉农尚环境股份有限公司改进了一种新型植草砖，已获得专利授权，专利号为：ZL201520141778.4。该类植草砖不仅可透水，坚固耐用，而且加大了植物联通的空间，有利于植物生长，可减少后期的维护管理费用，应大力推广。
    透水铺装是一种良好的符合生态的材料，对缓解和解决“城市病”有着重要作用。武汉市汉阳区的大部分区域的透水铺装达不到标准，汉阳四新地区正在快速的发展建设，四新作为海绵城市示范点，应以低影响开发建设为理念，加大力度推广使用新型透水材料，普及透水材料的使用。

参考文献：
[1]吴雪凌,刘骏.浅析透水性铺装在城市中的应用.福建建筑，2012,163
[2]巴云燕.基于低影响开