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万物并作,吾以观复

——南湖公园环湖路改造工程

发布时间:2017年08月10日 来源:原海绵办

   老子有云:“万物并作,吾以观复,夫物芸芸,各复归其根,归根曰静,静曰复命”。意思是宇宙万物相互运作生长,我们得以观察到它们的本根源头。不论万物如何变化多端,终会回归根本。回归根本称之为静,就是所谓的回归其自然本性。这句话在我们设计师眼里,是对海绵城市建设理念的经典诠释,我们所做的海绵化设计,都需要摸透环境的规律,使得我们在经受自然强烈的抗击中,寻求到其恢复平静的途径,大化小,强变弱,快变慢,得以与环境和谐共存,相互益生。

 

●半幅绿树半幅湖

   “我经常利用每天的空闲时间来到公园,自己一个人在南湖边上散步、慢跑,看看风景,我觉得很好。”——这是一位老市民在闲谈中所提及的南湖,那是一抹他们心中不能忘却的绿色记忆。

   在美丽的中国绿城南宁,对于广大的市民来说,城中南湖公园仿佛成为了他们生活的一部分,人类与生俱来亲近自然的情感,得以在公园里的绿水交融中释放,而在公园里最能直接感受到花草鸟鸣、清风挽湖之惬意的区域,便是一条围绕于南湖水体边的主园路,南宁人习惯于直截了当的称之为环湖路。每当漫步于园路上,总能想起过月圆之夜在湖岸赏景的美满、在码头边乘坐游船的闲适、与戏友放歌水岸时的欢愉、以及在江风摇曳的路边椰林下写生时的专注。它所代表的不仅是南宁市民活动的公共空间,还代表着南宁市民的一份生活态度,承载着老一辈南宁人对南湖公园的情感印记,而随着近些年来夜跑一族以及城市定向运动的兴起,这条路将再次承载了新的功能与使命,这条半侧绿荫葱葱,半侧湖光粼粼的美丽园路也将面临着日益增大的使用需求压力。

 

●水的困惑

   经历过回忆便已化为沧桑,南湖公园环湖路修建于1998年,为混凝土路面结构。在近20年的使用过程中,已有部分破损、开裂、下陷,舒适性较差,存在着一定安全隐患,且在使用过程中,每隔一段时间就会修修补补,影响市民游客环湖的行走体验。然而这条穿梭于自然环境中的环湖路遇到最大的问题,却亦来源于自然,从天而落的雨水。

   雨后清新的空气弥漫公园,但此时的环湖路上缺鲜有人影,因为每逢下雨,环湖路上便会形成大小不一的积水区域,镜面般的宽大积水面,映射出的则是过往人群的脸上的愁容与难堪,人们不得不择路而行,甚至因为积水的阻隔而绕出环湖路,无法欣赏到美丽湖景。同时对于散步与跑步的人群来说,下雨过后,环湖路至少要等上两三天时间积水才能完全退去,重新适应运动的使用需求,然而这对于南宁这座地处于亚热带的南方多雨城市来说,雨季的连续,这一湿滑的环湖路让众多的运动爱好者望而却步。

   更严重的是,环湖路作为绕湖一圈而且是离南湖水体最近的主园路,是公园陆地与水体的直接过渡衔接通道,其雨水累积于路面很难排入湖中,这就相当于在南湖中心水体的四周形成了一道隔断,使得公园内陆所汇集的雨水,始终无法直接顺畅的排入湖中。因此环湖路不仅自身无法消纳雨水的进入,它更是扮演了阻断公园内部雨水汇流,阻碍南湖水体生态补水的负面角色。一定程度上影响以及制约着公园整体生态构架的正常循环。

 

●源起海绵城市

   近年来,南宁市坚持“生态立市”战略,致力于提升“中国绿城”、建设“中国水城”品牌,坚持科学治水、铁腕治污,重点推进母亲河——邕江的综合整治和开发利用,大力实施十八条内河综合整治工程和水系生态环境的修复与保护,“水畅、湖清、岸绿、景美”的现代亲水城市已经初具雏形。

   在快速城市化的过程中,南宁市也出现了我国当前很多城市都具有的共性问题,如城市排水标准不高、排水体系不健全导致的城市内涝和城市内河水污染、水生态功能退化等问题。因此南宁市政府做出申报国家海绵城市建设试点的决策,主要目的之一就是变工程治水为生态治水,雨时能积水、吸水、渗水,促进城市水流更顺畅。

   在国家海绵城市建设的思路指引下,2015年8月,南宁市委、南宁市政府领导多次带队到南湖公园现场调研,针对市民反映比较集中的问题,提出了要对南湖公园环湖路进行改造和提升,拉开了环湖路改造的序幕。

 

●雨洪管理的研究

   从接到业主委托开始,设计团队便对南湖公园及其周边区域进行为期1个半月的调研划定了包括公园整体范围在内,以双拥路、教育路、环湖北路、茶花园路、碧湖路和滨湖路围合的区域,总面积 310.37 公顷的研究范围。在调研过程中得到了市海绵办等多方市政部门帮助,得到了许多关键地形、地貌及气象数据。

   1、初期雨水径流分析

   设计团队根据现场实地勘查及南湖公园管理处工作的人员提供的情况,暴雨期多处路段积水严重。通过对气象数据及现状排水系统的排水能力核算,确定环湖路面产生积水的主要成因为以下三个方面:

   第一,公园内部部分排水管道需承接上游建筑小区的较大径流来水,能力不足。如上游酒吧街西侧居住区内无雨水管道,雨水经地表漫流排水环湖路,造成积水;上游小麻村居住区内无雨水管道,雨水经地表漫流排水环湖路,造成积水。

   第二,公园雨水口布置间距过大,收水面积超出雨水口的实际排水能力,加之部分雨水口清理维护不及时,出现堵塞等现象。

   第三,原路面病害问题比较突出。因建成时间较久,使用强度日益加大,路面部分区域存在开裂沉降的现象,影响本身路面的竖向排水坡度,因为标高改变使得雨水不能排入路侧雨水口中,因此在沉降的区域形成积水。

   2、初期雨水污染分析

   除此之外,环湖路还存在着路面初期雨水对路面及南湖造成污染的问题。

   经过调研分析,设计团队认为缺乏初期雨水径流污染控制措施,污染径流直接入湖是造成污染的主要原因。目前环湖路路面通行公园管理维护及施工用车,且环湖北路尚未禁止机动车的通行,为重要的面源污染源。路面的初期雨水径流直接汇集到雨水口后排湖,没有径流污染控制措施。环湖北路西段外围建筑小区地表径流缺乏面源污染控制设施,初期雨水直接沿道路排入环湖路路面,后经雨水口排入湖体,为面源污染的另一来源。如酒吧街西侧居住区、小麻村内部街道未设排水管道,雨水经地表漫流排入环湖路。因街区内道路油污较多,雨水直排到环湖路,造成道路及南湖的污染。

 

●一次疏通水循环的外科手术

   经过前期详细的调研,设计团队提出了采用渗、滞、拦、截、排五种措施来实现对环湖路海绵化的改造,以解决路面积水、雨水污染等问题,恢复南湖公园绿地与湖体之间的生态循环,也即:

   渗:铺设透水沥青,增加路面渗透能力,减少表层积水。

   滞:路两侧设置前置生物滞留设施、植被缓冲带、透水铺装等低影响开发设施,对周围客水进行滞留,延缓汇流时间。

   拦:路缘石高于外侧绿地 5cm,拦截泥沙,防止颗粒物堵塞沥青空隙。

   截:客水汇入口处设置雨水篦子,截流客水,防止大流量雨水径流对道路浸泡。

   排:新增雨水口、排水箱涵及过路涵管,并在适当区域敞开路缘石,采用平缘石压边,保障路面排水通畅。

   设计的主要的雨水流程为:将周边场地的排水系统与南湖公园海绵化综合改造方案(该项目为后期规划建设项目)相衔接,其径流雨水经低影响开发设施的初期雨水净化处理后进入环湖路外侧绿地。外侧绿地结合场地实际设置浅草沟,并在道路全段采用高于沥青路面 5cm 的立缘石,对径流雨水进行预处理,有效拦截其中的中粗颗粒物。道路路面及周边绿地的初期雨水经环湖路透水沥青层过滤、净化后,通过透水沥青空隙入渗排入道路两侧布置的排水箱涵,再经沉沙井沉淀后排入南湖。而大流量的雨水则通过两侧雨水口收集,经沉沙后排入南湖。

   1、清除创面—低影响开发设施的作用

   通过对环湖路两侧周边绿地的实地踏勘,设计团队发现了诸多雨水冲刷的痕迹,这些痕迹往往是雨水汇集所留下的,这些区域由于常年累月受到雨水侵蚀,轻则黄土裸露,植物难以生长,重则形成沟壑,造成安全隐患。由于这些区域所汇集的雨水跟环湖路息息相关,我们首先对这些地方进行针对性的改造,以降低初期雨水直接大量涌入环湖路面的风险,我们采取的措施是设置一系列的低影响开发设施,以此然雨水慢下来,将其动能降低,减小其对植被的破坏。

   ①生物滞留设施:主要设置在环湖路外围绿地区域,位于雨水汇集区域,主要实现对公园外围及公园大面积片区的初期雨水控制,以滞留渗透的方式,实现对雨水量的消纳与削减,避免大量初期雨水涌向环湖路。

   ②植被缓冲带:主要设置在环湖路两侧,用于拦截进入道路及南湖湖体雨水径流中的中粗颗粒物及细颗粒物,对雨水进行先期净化,同时也是保护透水沥青颗粒的有效防线。

   ③透水铺装:环湖路周边存在着众多的硬质休闲场地,落入这些场地的雨水往往形成污染较大的地表径流进入环湖路,通过将其刚换成透水铺装,使得雨水就地入渗,降低对环湖路的径流威胁。

 

   2、改善肌理—透水沥青的应用

   对于道路改造罩面的选择上,我们团队也曾对比过透水沥青铺装和透水混凝土铺装两者间的优劣。相比于透水混凝土,透水沥青在抗滑能力和舒适度上具有较大的优势,而且景观效果好,投资较低。我们考虑到环湖路服务人群中有很大一部分是来此运动的市民,因此选择了透水沥青铺装作为本次改造的道路面材,同时在视觉景观的设计中,我们借鉴了绿道的健康运动理念,用两种道路颜色来区分慢行及跑步的不同使用功能,提升了环湖路的“颜值”。而排水的边坡点则巧妙地融合在了两个色块的分割线上,也即绛红色透水沥青与黑色透水沥青交接处,排水坡度设计为1.5%。

   在设计加铺 50mm 的透水沥青路面后,我们对各雨水口的排涝能力进行分析。模拟透水路面实施后,路面部分的径流系数由现状的 0.85 降低为 0.5,减小 41%,面积加权后的综合径流系数的削减率在 2%-37%。

 

   3、疏通动脉—布置排水箱涵

   路面上通过透水沥青所下渗收集的雨水,在沥青面层完成后,将无法从面上通过现状雨水口进行排除,于是团队提出利用预埋排水箱涵的方式排除,在道路两侧靠近路缘石的位置布置钢筋混凝土预制箱涵,箱涵盖板均匀打孔,纵向坡度与路坡一致,不小于 0.5%。排水箱涵应连通上下两个雨水口,可定期对排水箱涵进行清淤处理。

   与透水沥青相结合的排水箱涵不同于一般的排水箱涵,于是我们对箱涵的细部做了进一步的设计要求:

   ①布局要求:沿道路两侧路缘石纵向布置排水箱涵。

   ②尺寸要求:箱涵宽 0.3 米,深 0.3 米。

   ③过滤要求:箱涵盖板上方铺设铁丝网,防止沥青混凝土颗粒堵塞空隙。

   ④防渗处理:排水箱涵与原混凝土路面、路缘石缝隙间洒热沥青油,并设置双层双膜防水层,防止透水沥青中的空隙水向下渗透,浸泡路基。

 

   4、重塑枢纽—雨水口改造

   现状道路为单向坡排水,且部分雨水口汇水面积过大或间距过长。道路改为双面坡后,雨水口的设计主要包括两部分:一是通过汇水区分析,梳理出汇水面积或雨水口间距过大的汇水区,在此基础上进行新增雨水口的布局,并在对应的背湖侧新增雨水口;二是在背湖侧对应的位置新增雨水口,保障双侧排水要求。设计团队提出雨水口设计标准为:设计重现期按 5 年一遇标准;雨水口采用平篦式,考虑 50%的堵塞系数,设计排水能力为15L/s。

   同时,我们考虑到后续与南湖公园海绵化综合改造工程的衔接问题,在公园外围客水汇入区域位置预留过路涵管,区域的选择主要分两部分,一是由于现状客水汇入面积过大,排水管道的能力不足 5 年一遇的;二是协调南湖公园综合改造项目,为周边场地雨水汇入预留管位空间。为防止现状周边客水区域的洪峰径流直排进入环湖路,形成大面积积水。经过现场数据分析,设计增设过路涵管 17 根,并在相应的绿带内预留雨水检查井,便于客水大流量雨水经涵管排入南湖。

 

   5、细部处理

   对于环湖路海绵化的改造,设计团队力求设计的精细化,应地制宜地充分考虑到每一处实施细节的处理。

   ①抬高路缘石:由于5cm透水沥青罩面的铺设,加上沥青所需的找平层、应力吸收层等厚度,原有的路缘石高度已低于设计后路面标高,形成一定安全隐患,因此对路缘石进行更换抬高处理,更为重要的是,通过对路缘石的抬高处理,可以阻挡环湖路两侧绿地的泥土冲刷,对环湖路本身形成保护。

   ②平缘石的使用:在外侧绿地标高低于环湖路完成面标高的区域范围内,铺设平缘石以增强路面雨水排除能力,外侧设计浅草沟、植被缓冲带等设施以减缓冲刷。

   ③截污框的设计:通过对原有及新增雨水口加设截污框,避免地表径流的污染物进入箱涵内部直排入湖。

 

 ●生态之路,健康之环

   经过设计团队的数据测算,按照典型年分钟级的降雨量数据核算:本工程年径流总量控制为56.7%。同时,设计通过模拟分析TSS(悬浮在水中的固体物质总量)、总P(含磷总量)、总N(含氮总量)三个指标的削减效果,核算设计方案对径流雨水污染的处理效果。项目完成后TSS削减率为70.6%,总P削减率为66.2%,总N削减率为58.8%。另外,透水路面实施后,路面部分的径流系数由现状的0.85降低为0.5,面积加权后的汇水分区综合径流系数的削减率在2%-37%不等。实施完成后环湖路园路排水系统标准可全面提升达到5年一遇的排水标准。设计使得环湖路与公园绿地和水体间重新构筑起良好的自然循环和自然平衡,也将最终形成南湖公园与自然有机结合的生态化排蓄水体系。

   隐性的指标固然重要,但是市民的实际使用体验也是我们团队对环湖路设计改造的初衷,通过这一系列海绵措施的实现,我们很好地完成了“小雨不湿鞋,中雨不积水,大雨不内涝”的既定目标,还市民一个良好的使用环境。而更让市民改到惊喜的是,我们设计团队不仅对环湖路海绵改造进行设计,同时也从景观上对整条环湖路进行了提升。经过环湖路使用人群调查分析,南湖公园内的人群需求主要分为两大类:健身锻炼和游览观光,占总使用人群的 80%,设计针对这一类群的特点,在本次环湖路的改造提升中,引入了一些运动配套标识,强化其景观特征,将环湖路打造以“亲近自然、强身健体、和谐观光”为主题特色的健康之环。

   在项目实施后在公园内的一次闲聊中,一位退休老者跟我们提及:“以前大雨过后,公园内难以正常行走,积水至少会淹没脚踝。现在好了,再也看不见积水,雨一停就能出来锻炼。”也许,在设计者的心中,人与自然和谐的共处无外乎就体现于这样的平凡生活之中,而收获的也是一份尊重自然不忘初心的感悟。