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基于低冲击开发模式道路设计研究-绪论、结论与展望 摘要 Low-Impact Development（LID），引入国内后称为低冲击发展、低影响开发、低冲击开发，是新兴的城市规划与开发概念。其主要目的在于减小径流（包括峰值和径流总量），提高渗透面积，补充地下水和提升水质。LID 道路具有优越的水文性质，对缓解城市内涝、净化道路径流有良好的运用效果，将是今后道路建设的趋势和主流。目前 LID 道路作为海绵城市的重要组成部分在各地纷纷起先试点，初期一些工程接连完工，取得了一些探讨成果，也出现了一些问题。总结目前的探讨和实体工程成果，提出更合适的 LID 道路结构、设计方法、计算模型，对于进一步推广 LID 道路，建设海绵城市具有重要学术价值和重大工程意义。本文探讨 LID 道路已有的理论与实践成果，总结了道路工程中可以运用的 LID 设施，分析各种设施的作用机理、水力学性质，提出完整的 LID 道路设计、计算、评价方法，指导了实体工程。首先，本文结合国内外的工程实践以及探讨成果，阐述低冲击模式的定义、内涵以及包括生物滞留池、植被凹地、工程渗透土、渗透管涵等在内的详细结构形式和作用机理。总结目前 LID 措施的探讨成果。其次，本文探讨了排水路面的产汇流机制，分析了降雨状况下的汇流特性以及这种环境下透水路面的蓄水实力和对径流峰值的延缓效果。划分了 LID 道路排水的各个模块，确认个模块的基本功能，分析探讨各种 LID 道路设施模块的水力学性质。然后综合设计了包括排水路面、植被渗流带、生物滞留池在内的道路结构。基于蓄水功能、净化功能和防止堵塞设计了植被渗滤带的横断面。最终，基于各种 LID 道路设施的水力学性质，建立了合理的计算模型。在此基础上提出对 LID 道路系统水力学性能的预料模型与方法，编制简洁的计算程序，模块化、标准化该评价方法，指导设计、评价试验段。关键词：低冲击开发；海绵城市；道路结构；城市排水；道路排水仿真ABSTRACT II ABSTRACT Low-Impact Development（LID）has been derived into different names when it was introduced to China and it is a brand new emerging urban design concept. LID aims to reduce surface runoff (including runoff peak and runoff amount), improve permeable areas, recharge underground water and improve water quality. LID Street has superb hydraulic property and has shown excellent effects on relieving urban storm-water, and purifying runoff quality. It would be a preferred method and trend in street constructions. Nowadays, as an important part of sponge city project, LID Street test sections have been put into practice nationwide. Some initial projects are completed gradually. Some research results have been achieved while some problems have emerged as well. It has great academic importance and engineering significance to summarize present research and project achievements and carry out better LID street structure, design method and simulation model.Based on current theoretical and practical achievements, the paper summarizes practical LID infrastructures and analyzes their mechanisms and hydraulic properties. A systematic LID street design and evaluation method is carried out to guide engineering practice. Firstly, based on international and domestic research and practice results, the paper illustrates the definition, meaning and concrete infrastructures such as bio retention, vegetated swale, engineering soil and permeable pipe.Secondly, the paper researches runoff property and the ability of permeable pavement to reduce runoff volume and runoff peak. Different sections are divided in order to determine different functions and hydraulic properties of each section Then, a systematic LID street including permeable pavement, bio retention, and vegetated swale is designed. Retention, purification and anti-block functions are taken into consideration in the cross section design.At last, based on hydraulic properties of each LID infrastructure, a reasonable simulation model is established. A prediction model and method is carried out to evaluate LID Street system. Then inorder to guide and evaluate two test sections, the simple calculation software is composed to modelize and standardize the evaluation method.Key words: Low Impact Development; Sponge City; Street Structure; Urban Drainage; Street Drainage simulation.第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 探讨背景和意义 Low-Impact Development（LID），引入国内后称为低冲击发展、低影响开发、低冲击开发，是新兴的城市规划概念。其主要目的在于减小径流（包括峰值和径流总量），提高渗透面积，补充地下水和提升水质 错误!。未找到引用源。LID 源于 20 世纪90 年头发展起的暴雨管理和面源污染处理技术，1983 年美国颁布了第一套暴雨径流最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)， 进而提出低冲击开发模式 错误!未 未。找到引用源。BMPs 也包括系统的排水管道、雨水储存设施设置等工程性措施，LID则推崇非面源的、更经济的非工程措施，其基本内涵是通过有效的水文设计，综合采纳入渗、过滤、蒸发和蓄流等方式削减径流排水量，使城市开发区域的水文功能尽量接近开发之前的状况；通过分散的，小规模的源头限制来达到对暴雨所产生的径流和污染的限制，使开发地区尽量接近于未开发前自然的水文循环 错误!。未找到引用源。LID蕴含了目前主流的城市发展理念，与之相像有英国的可持续城市排水系统 错误!未 未。找到引用源。、澳大利亚的水敏感性城市设计（Water Sensitive Urban Design, WSUD）错误!。未找到引用源。，以及我国 2014 年提出的海绵城市 错误! 未找到引用源。等。值得一提的是海绵城市的理念突出了对水资源尤其是雨水资源的回收利用，对实现措施没有明确划定，因而在措施上既包括 BMPs 所代表的工程性措施，也包括 LID所代表的非工程措施，但在国内，LID 与海绵城市在很大程度上是重合的，海绵城市技术指南 错误! 未找到引用源。中基本不区分海绵城市措施与低冲击开发措施，书中将海绵城市的建设说明为低影响开发雨水系统的构建。这类概念是针对日俱增的城市内涝、地下水枯竭等城市问题提出的。在传统的城市开发建设过程中，城市的形成与扩张以混凝土建筑物和一般沥青路面等不透水土木工程材料为标记，湿地、林地、耕地等原始的透水地表被逐步取代。在这一进程中，区域水文环境明显变更，主要体现为区域内雨水汇流速度加快，降雨强度峰值提高，大大增加了发生内涝的风险 错误!。未找到引用源。国家水利资源部的调查统计显示，2008 年到2010 年间，全国 351 个城市中的 60%在降雨量达到 50 厘米以上时曾发生过内涝 错误!。未找到引用源。传统的排水策略是预料降雨强度，选择适应的管径，尽快汇合雨水，排入河流等水体。依据这类排水理论，当城市出现内涝，即排水实力不足时，应当增加排水管道的直径以及数量，即增大排水管道的过水断面来提高管道系统的排水实力。但事实证明，这样的措施存在问题。一方面，城市的规模与不透水面积比例是渐渐增加的，早期的管道XXX 硕士学位论文 2 会渐渐无法满意须要，而更换全部的雨水管道须要巨额的人力和物力，对城市环境、交通的影响巨大。同时，对已经建设完成的市区进行改造过程中，地下各类管线错综困难，狭窄的地下空间很难找到合适的管位。地下管线还包括了部分有压管、军事管线，改造困难且存在风险。施工过程中的噪声、扬尘、堵塞等极大影响了市民的生活品质，带来了不良的社会影响。另一方面，雨水未经利用就干脆与污水一起干脆排放，本身就是一种奢侈，尤其对于水资源缺乏的中国北方城市。国外实施低冲击开发的主要目的在于解决城市积水与内涝、减小城市径流危害、节约水资源、降低水污染、补充地下水等，在客观上提高城市环境和市民的生活水平。我国大力推行低冲击开发模式、海绵城市的动身点因地域而异，主要的动身点是限制城市内涝。在我国推广低冲击开发的模式，建设海绵城市，尤其对于老城区进行改造，或者对现有的建筑模式进行改进，须要找到合适的切入点。城市的主要的不透水表面主要包括两部分，建筑顶面以及城市道路。目前利用城市顶面进行改造的手段是建设绿色屋顶，即对建筑顶面进行培土种植，利用屋顶的土壤汲取雨水，这样的工程有明显的难度，例如屋顶的防水，土壤的搬运，植物的维护。并且这类措施效果有限，由于不同建筑物的全部权不同，要求大规模推广绿色屋顶特别困难。而道路工程全部权单一，与之相关的部分技术已经成熟，在城市道路中推行低冲击开发模式具有很好的经济型和可行性。基于低冲击模式的道路建设可以在肯定程度上降低城市内涝的概率和严峻程度，增加雨水的收集、净化和利用。对于此类工程的作用有关部门已经有了充分的认可与重视，并发布了相关文件。2013 年 9 月 16 日国务院印发关于加强城市基础设施建设的看法（以下简称看法）错误!。未找到引用源。，看法强调的六条内容有五条干脆针对城市建筑及城市道路的给排水问题，安排用 10 年左右时间建成较完善的城市排水防涝、防洪工程体系。可见城市积水与内涝问题已经引起了国家的高度重视，解决这城市内涝问题刻不待时。2013 年 12 月 1213 日中心城镇化工作会议上，习近平总书记提出要大力建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市理念，掀起了国内探讨、试点、建设海绵城市的热潮。2014 年 10 月，住房城乡建设部颁布了海绵城市建设技术指南低影响开发雨水系统构建（试行）（以下简称指南），在宏观上系统地提出了在城市规划、城市道路和水系设计、工程建设、维护管理的措施、方法和原理。2015 年 4 月 2 日海绵城市建设试点城市名单正式公布。依据地区得分，十六个试点城市分别是（按行政区划序列排列）：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。各城市详细的工程体量、工程位置如表所示。与此同时，在 2014 年底，随着早期海绵城市建设工程渐渐完工，以及媒体对相关政策的解读，海绵城市起先成为热词。百度指数是反映网民搜寻某个关键词的热度，第一章 绪论 3 从图 1.1 中可以看出，海绵城市一词自 2015 年初成为热点以来，其热度在震荡中不断上升，意味着海绵城市在社会上渐渐获得了广泛的关注。图 图 1.1 海绵城市百度指数XXX 硕士学位论文 4 表 表 1.1 海绵城市相关政策 日期 政策名称 主要内容 发布单位 2013 年 4 月 关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知 雨污分流；适当增加截流储水实力；加强初期雨水污染防治；建设雨水渗透、收集等削峰措施；下沉式绿地汇聚雨水、补充地下水、净化；采纳可渗透面积，改造硬化路面，可渗透面积不宜小于 40%。国务院 2013 年 6 月 关于印发城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲的通知 要求地方提交城市排水防涝设施雨水浇灌、雨水调蓄措施和低影响开发相关建设任务汇总表。住建部 2013 年 9 月 关于加强城市基础设施建设的看法 雨污分流；收集小区、建筑雨水；建设雨水滞渗、收集措施；透水铺装作为城市规划许可前置条件；下沉式绿地汇聚雨水、补充地下水、净化。国务院 2013 年 12 月 中心城镇化工作会议讲话 会议要求建设生态文明，推动绿色发展、循环发展，节约集约利用水资源等。国家主席 2014 年 9 月 关于印发海绵城市建设技术指南低影响开发雨水系统构建（试行）的通知 提出了低影响开发雨水系统构建的基本原则，明确了城市规划、工程设计、建设、维护以及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法。住建部 2014 年 12 月 关于绽开中心财政支持海绵城市建设试点工作的通知 中心财政对海绵城市建设试点赐予专项资金补助，肯定三年，直辖市每年 6 亿，省会城市每年 5 亿，其他城市每年 4 亿，采纳 PPP 到肯定比例的在上述基数上增加 10%，评估结果好的，基于上述基数 10%的嘉奖。财政部、住建部、水利部 2015 年 1 月 关于组织申报 2015 年海绵城市建设试点城市的通知 启动 2015 年中心财政支持的海绵城市试点城市申报和评比工作。明确评比准则，规范了评比程序。财政部 2015 年 4 月 2015年海绵城市建设试点名单公布 迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区入选。财政部、住建部、水利部 2015 年 7 月 关于印发海绵城市建设绩效评价与考核方法 明确考核指标，分为水生态、水环境、水资源、水平安、制度建设及执行、显示度六个方面，城市自查、省级评价和部级抽查三个阶段。财政部、住建部、水利部 2015 年 10 月 关于举荐海绵城市建设的指导看法 规定通过海绵城市建设，最大限度较少城市开发建设时对生态环境的影响，将70%的降雨就低消纳和利用。到 2020 年，城市建成区 20%以上的面积达到目标要求；到 2030 年，城市建成区 80%以上的面积达到目标要求。从项目规划、组织、实施等方面另外提出了十点要求。国务院第一章 绪论 5 表 表 1.2 首批 16 个海绵城市试点城市投资与规划统计 编号 城市 投资额（亿元）项目数 详细项目 1 迁安 40.06 214 2015-2017 完成全部投资，涉及建筑与小区。绿地与广场、道路与管网等 5 大类 2 白城 46 178 投资项目在 2015-2017 年期间开工，2017 年底前完成 70%建设项目。主要包括基础规划、标准、政策编制以及项目探讨，公园、广场，建筑与小区，道路，河道、湖泊及调蓄区，污水系统建设项目，监测平台建设，共计 9 大类 3 镇江 80 396 划定试点区域 22 平方公里，至 2017 年底试点区域全面完成建设项目。4 嘉兴 39.58 488 试点区域以南湖为中心，总面积 18.44 平方公里。分为住宅小区、公共建筑、市政道路等十类。5 池州 221.62 117 包括道路交通海绵城市系统，园林绿地系统，建筑小区系统，水生态、水平安系统 6 厦门 56.7 59 马銮湾片区作为试点区域，包括绿色屋顶、可渗透路面及自然路面、下凹式绿地及植草沟、爱护城市水域及湿地、污水处理设施及管网、建设沿岸生态缓坡、完善雨污分流管网及设施 7 萍乡 46 147 32.98 平方公里 8 济南 149 63 大明湖兴隆片区为试点，玉符河济西湿地片区为为推广区.包括城市水系统、园林绿化系统、道路交通系统、建筑小区系统、实力建设系统五大系统。9 鹤壁 32.87 317 PPP 模式 5.63 亿元，政府投资 22.42 亿元。10 武汉 134 以四新和青山为示范区，面积合计 38.5 平方公里。11 常德 126.5 包括新喝水系统开发治理以及常德备用水源饮水、穿紫河沿岸综合开发治理、柳叶河综合开发治理。12 南宁 90.3 190 2015 年安排开工 104 项，完工 51 项，投资 45.1 亿元；2016 年安排开工 82 项，投资 44.3 亿元；2017 年安排开工4 项，完工 42 项，投资 0.9 亿元。13 重庆 70 主要试点区域为两江新区悦来新城，面积 18.67 平方公里，改建 8 条已经开工或者在建的城市道路，对悦来国博中心场馆及四周 40 万平方米的范围改造升级，对 40 万平方米的房地产项目进行引导。14 遂宁 35.26 315 分为建筑与小区改造、城市绿地与广场改造、城市水系整治四大类，在 2017 年底之前全部建设完毕。15 贵安新区 46.7 67 包括综合治理项目、污水处理项目、管网建设项目、公园项目、道路铺装项目、公共建筑项目、房产开发项目、信息化平台项目 8 大类。2017 年底全部完工。16 西咸新区XXX 硕士学位论文 6 1.2 国内外探讨现状 1.2.1 国外探讨现状 低影响开发（LID）方法在许多场合已经成为取代传统雨洪处理的设计方法 错误!。未找到引用源。LID 模式各个环节的探讨，如生物滞留、透水路面和草地凹地最近几年有所增加。生物滞池能有效地将大量径流和污染物保留在原位，并能够持续降低某些污染物如重金属的浓度 错误!。未找到引用源。国外的探讨热点在于少数难以滞留或者净化的污染物的处理，例如，如何留住其他某些污染物如硝酸盐氮和磷的始终是个问题。低冲击开发模式的各种措施都与植被休戚相关，国外探讨者普遍关切生物滞留池、绿色屋顶和草地凹地等植被铺装中可能出现的磷排放，磷主要来自于为了维持植被生长而运用的肥料。生物滞留池主要功能是减小路面径流、补充地下水、处理雨水污 错误! 未找到引用。源。，美国的一些州已经颁布了生物滞留池标准。威斯康星州自然资源管理部门（Wisconsin DNR）供应了特别详细的实施细则可供参考 错误!。未找到引用源。探讨方向主要集中在对各类污染物的净化效果。目前此类的探讨结果显示生物滞留池效果较好，虽然对 TN（氨氮，有机氮，亚硝酸盐氮，硝酸盐氮，四者合称总氮 TN）的滤除效果不佳并且会排出磷，有探讨者通过室内探讨发觉，报纸碎条对硝酸盐氮的汲取效果是最好的 错误!。未找到引用源。目前的探讨表明，生物滞留池对于大多数目标污染物的滤除效果很好，能有效降低暴雨径流。但对于大时间跨度的实际检测、极端气候适应性探讨较少，对细菌的滤除等探讨很少。实践表明，与传统的排水系统机构相比，这类设施的造价上是有优势的，从美国马里兰州王子郡的实践来看 错误! 未找。到引用源。，每英亩（约 4047m 2 ）生物滞留池的造价在 5000 至 10000 美元（2000 年），这类措施在造价上的优势主要在于削减了排水管道的长度。生物滞留池的设计必需遵守相关的规范以取得志向的效果，支持植物生长的底部填土厚度一般在 2-3 英寸（5-8cm）并每年更换。绿色屋顶是减小城市暴雨径流的极有效的手段，因为它减小了城市的不透水面积，因而这一手段尤其在易发内涝的老城区有效，因为在老城区进行大规模的管道改造难度太大了。绿色屋顶运用的一般是多层复合材料，包括植被层、中间层、土工布以及复合型排水设施。绿色屋顶在欧洲并不是新事物，而是长期存在的建筑方式，但过去运用的是厚土层，设施困难，现在渐渐运用薄土层，设施简洁。绿色屋顶带来的好处许多，比如延长了屋顶的运用寿命，节约了珍贵的土地空间，削减了能量的奢侈。绿色屋顶主要的作用是减小城市暴雨径流，简洁的绿色屋顶，通过大约 3 英寸（8cm）的培土厚度，在正常带降雨条件下，可以使每年径流总量减小 50% 错误!。未找到引用源。在西雅图多次降雨条件下的检测中，绿色屋顶在各种气候条件下都能留住肯定雨量，平均截留量为63。有实践表明，3 英寸（2.62cm）的培土可以实现经济效益最大化 错误! 未找到引用第一章 绪论 7 。源。当然，在设计过程中也有一些须要留意的问题，例如应当选择不须要施肥的植物以削减排出氮磷化合物。在道路工程中，透水路面在部分国家获得了较为广泛的应用，并且证明能够特别有效地渗透雨水 错误!。未找到引用源。各类透水或者不透水的土工材料在新的设计理念的指导下被用于道路工程，主要包括：水泥隔板和栅格、塑料栅格、透水沥青混凝土、透水水泥混凝土、堵塞的限制等。透水路面一般设置在小交通荷载的地方，例如停车场和人行道。这对于提高水质具有很好的作用，但是透水铺装存在简单堵塞的问题，尤其是邻近土壤时，应防止发生含有较多土壤的径流流入透水铺装区域。透水材料的堵塞清理设备也是目前探讨的一项热点。但也有探讨者提出，道路下渗的雨水可能会引起地下水污染，但目前的实践结果表明，这种担忧是没有必要的 错误!。未找到引用源。有探讨者关切渗透措施在低气温地区的有效性，探讨表明，即使地表结冰，生物滞留池和透水路面也会接着渗透。对于 LID 全部手段，都须要进行长期运用性能的探讨，目前很少有针对这些系统的长期性能与表现的探讨。对于生物滞留池和不同土的绿色屋顶，探讨者们很关注磷排放的风险。此外，须要进一步探讨 LID 系统滞留和消退细菌和病毒的实力。总的来看尽管在某些状况下 LID 的运用具有局限性，但它很明显是具有广泛适用性的雨水处理方法。工程实践方面，2000 年，西雅图的公共设施局（Seattle Public Utilities）、交通局（Seattle Transportation）和部分居民共同合作完成了一项称为 Street Edge Alternative Project 的试验性安排，为街道边缘的设计供应别于传统的替代方案，简称为 SEA Street错误!。未找到引用源。完成后的 2 年，西雅图公共设施局就始终监测评估其自然排水的成效。结果发觉，以对应 2 年一遇暴雨为设计条件的 SEA Street，可以胜利地在原地处理 98的径流量，也就说是，利用植被凹地的自然排水设计，几乎可以取代传统下水道。探讨也证明，SEA Street 所选用的植栽和土壤也胜利地去除了径流中所含的污染物质。日本昭岛市在 1990 年进行了一次很有影响力的对比试验，探讨者将 22.8 万 m 2 的住宅区划分成面积相当的两部分，一个区域修建常规的排水设施，另一个区域修建了 40座渗透井、2400m 2 的透水铺装，在降雨总量为 134.5mm 的降雨中径流系数分别为 0.64和 0.09，在降雨总量为 154.5mm 的降雨中径流系数分别为 0.72 和 0.29。显示了这类措施良好的城市水文性能 错误!。未找到引用源。1.2.2 国内探讨现状 在城市规划领域，深圳城市规划设计院的丁年等基于 SWOT 分析了 LID 雨水管理在中国的可行性 错误!。未找到引用源。，结果表明 LID 系统具有明显优点，不仅可以限制雨水量也有效防止非点源污染。此外，LID 实现较为简单并且性价比高，运行和管理也很简单。LID 吸引了不同层次包括政府机构和广阔从业者的关注。而保持公众参加，基XXX 硕士学位论文 8 础设施建设，技术指引和标准，正确的操作和维护等是实践过程中须要考虑的问题。天津高校刘佳分析了中西方道路功能的变迁，从城市气候、水资源等角度论证了在我国推行 LID 路侧排水设计的必要性与可行性，由于动身点和专业限制，论证侧重于广度而非深度 错误!。未找到引用源。清华高校汤萌萌从城市规划的角度结合成都天府新区的绿地系统规划提出了基于 LID 理念的城市绿地设计理念、方法和体系，考虑了水系布局和雨水利用 错误!。未找到引用源。；天津高校苗展堂结合河南驻马店新区规划提出了城市雨水生态系统规划方法和城市雨水微循环的设计理念，其核心在于对雨水的渗透、回收和重新利用 错误!。未找到引用源。在地理学领域，南京高校秦莉俐等基于 L_THIA 城市水文模型分析了城镇化对径流强度的影响，探讨表明城镇化显著变更城市下垫面条件，增加了径流强度和径流系数 错误 误!。未找到引用源。；南京高校胡茂川从南京的地形条件和排水措施分析了南京内涝的成因，认为南京主城区位于河谷和平原，地势较低，降雨强度较大时雨水快速向主城区汇合，只能依靠关闸开泵机排水，而城市化过程加剧了径流汇合的速度和数量 错误! 未找到引用源。错误!。未找到引用源。在环境工程领域，华东师范高校吕淑华通过室内试验模拟了不同将于重现期城市绿地对污染物的去除效果，并监测了上海地区的城市径流状况以及城市绿地对径流强度以及径流污染物的限制效果，探讨表明各种状况下城市绿地对于径流强度和污染物的限制都有志向的效果 错误!。未找到引用源。安徽高校崔蒙蒙自制了土壤渗滤模拟装置，结合校内内的径流与污染观测数据探讨了自然土层对污染物的渗滤作用，特殊考虑了枯叶中大量的微生物对污染物的分解和净化作用，虽然探讨侧重于校内绿地，但道路侧分带中的土壤环境、落叶、微生物等状况与绿地差异较小，土壤的渗滤模型与效果评价对于带路侧分带的设计有重要参考价值 错误!。未找到引用源。西北农林科大孙艳伟基于SWMM分析了城市化对生态水文的影响，系统介绍了 LID 模式下的主要措施，模拟了生态滞留池对于城市水文的影响以及部分参数对于生态滞留池功能的影响，其中具体给出了生态滞留池的设计方法，仿真显示生物滞留池能在很大程度上复原城市对径流的处理实力，径流历时曲线 90%的时间与自然排水状态吻合，其生态滞留池设计方法完善，具有肯定影响力 错误!。未找到引用源。在道路工程领域，长安高校陈莹通过对西安-临潼高速进行了为期 2 年的径流、路表沉积物及受纳水体水质的检测，形成了径流形成与冲刷模型，确定了滞留池和渗滤系统对径流和径流污染限制的有效性 错误!。未找到引用源。北京工业高校汪明明给出了城市中建设雨水池的具体设计方法 错误!。未找到引用源。；北京建筑高校秦祎进行了透水路面-生物滞留池联合应用的设计，对两者的连接方式进行了开创性设计，对融雪剂运用后的迁移规律进行了试验，对排水路面的产汇流机理进行了分析 错误!。未找到引用源。陈宏亮对城市道路中应用的各种 LID 措施之间的连接设计进行了具体的探讨，探讨侧重第一章 绪论 9 不同车道的的划分及其与分隔带的关系，对径流的流向进行了细微环节设计 错误! 未找到引用源。错误!。未找到引用源。在实践方面，深圳市先后出台了深圳市雨洪利用系统布局规划、光明新区雨洪利用具体规划、深圳市居住小区雨水综合利用规划指引等规划和策略从不同的角度和层次应用低冲击开发理念，提出要结合城市景观及绿化带，因地制宜实行入渗、调蓄、收集回用等各种雨洪利用手段，使城市建设项目建设后的外排雨水设计流量不大于开发建设前，并限制和削减日益严峻的面源污染 错误!。未找到引用源。2010 年，深圳市光明新区在门户区南片区 1.8 平方公里范围内开展了 23 条市政道路（总长度 17 公里）的低冲击开发设计，该设计是国内首次对成片区路网进行低冲击开发系统设计，路网规划、线型选择及竖向设计，都充分敬重现状的地形、地势，尽量避开造成较大的生态环境破坏 错误!。未找到引用源。2011 年室外排水设计规范GB50014-2006（2011 年版）条文总则说明中说明白2011 年修订的一项主要工作就是关于采纳低影响开发进行雨水综合管理的规定，提出了雨水是宝贵的可利用淡水资源，应当通过屋顶绿化、雨水蓄渗、下凹式绿地、透水路面等对雨水进行有效的收集和利用，削减雨水的径流，补充地下水 错误!。未找到引用源。2014 年的修订进一步明确了面源污染、雨水径流危害等概念 错误!。未找到引用源。2014 年 11 月，安徽省住房和城乡建设厅下发关于在全省开展海绵城市建设试点工作的通知，要求每个市、县都要选择 1 个至 2 个项目作为试点示范工程。缺水地区要优先利用透水砖铺装、下沉式绿地、生物滞留设施、植草沟等措施，补充地下水，削减地面径流；其他地区要优先利用湿塘、雨水湿地、蓄水池等措施，调蓄、净化雨水，削减径流峰值。1.3 主要探讨内容 本文拟探讨 LID 道路的已有理论与实践成果、在道路工程中可以运用的 LID 设施，分析各种设施的作用机理、水力学性质，提出完整的 LID 道路设计、计算、评价方法，指导实体工程。（1）LID 道路基本措施 结合国内外的工程实践以及探讨成果，阐述低冲击模式的定义、内涵以及包括生物滞留池、植被凹地、工程渗透土、渗透管涵等在内的详细结构形式和作用机理。总结目前 LID 措施的探讨成果。（2）LID 道路水文性质 探讨排水路面的产汇流机制，为了针对性探讨透水路面对城市内涝的作用，本文将分析降雨状况下的汇流特性以及这种环境下透水路面的蓄水实力和对径流峰值的延缓效果。依据规程的三种透水路面形式探讨其在不同道路功能中的适应性。XXX 硕士学位论文 10 划分 LID 道路排水的各个模块，确认个模块的基本功能，分析探讨各种 LID 道路设施模块的水力学性质。（3）综合结构设计 综合设计包括排水路面、植被渗流带、生物滞留池在内的道路结构。基于蓄水功能、净化功能和防止堵塞设计植被渗滤带的横断面。在前文建立的分析模型的基础上探讨路表径流随路面厚度改变的状况，为透水路面类型以及透水深度的选择供应参考。就蓄水和减小径流的功能而言，排水路面效果有限。综合设计的主要目的在于减小城市内涝的风险，其基本理念是通过 LID 措施将雨水滞留在原地，从这个意义上，排水路面、植被渗流带、生物滞留池都是蓄水手段。综合设计主要依据降雨条件设计结构尺寸以保证设计暴雨重现期内能够达到既定的限制效果，这须要分别对各种 LID 设施的蓄水排水实力进行估计，与设计降雨强度进行对比。（4）评价方法 结合美国环保总局（Environment Practice Agency, EPA）供应的暴雨径流计算器（Storm Water Calculator，SWC）给出局部运用 LID 措施的效果预料方法，预估安排建设 LID 设施的地区建成后的水文状况。由于 SWC 自带的地形数据库、土壤类型数据库、气候数据库只有美国本土的，考虑运用其计算模块 SWMM，选取一小块地区进行示例。基于各种 LID 道路设施的水力学性质，建立合理的计算模型。在此基础上提出对LID 道路系统水力学性能的预料模型与方法，编制简洁的计算程序，模块化、标准化该评价方法，指导设计、评价试验段。1.4 技术路途本文详细的技术路途如图 1.2 所示：第一章 绪论 11 LID道路设计措施 理念缓解城市内涝滞留径流污染其他植草边沟路缘石与雨水口工程土与渗管透水铺装溢流口与管网LID道路系统设计水力学模型评价与验算方法成果软件化马路城市道路服务实体工程 图 图 1.2 本文技术路图XXX 硕士学位论文 12 其次章 结论与展望 2.1 探讨结论 LID 道路具有优越的水文性质，对缓解城市内涝、净化道路径流有良好的运用效果，将是今后道路建设的趋势和主流。本文系统总结了目前运用的与道路工程相关的 LID 设施，分析了其功能、水力学性质，提出了综合运用各类 LID 设施的方法，进而提出了四类可行的城市道路排水设计方式。基于水力学分析，本文提出了应用 LID 措施的马路和城市道路排水性能的验算方法；在总结了世界主流验算软件的基础上编制了特地用于城市道路的 LID 计算软件。基于两个相关工程项目，展示了验算方法和软件的运用。本文有以下成果和结论：（1）LID 道路的主要目的有两个，一是降低城市内涝的风险，实践表明滞留池和透排水路面是效果最好的 LID 措施，LID 道路对短时间强降雨效果显著；二是净化雨水径流，道路径流污染物有无机颗粒、橡胶颗粒、重金属（铅、锌）、燃油等。（2）给出了将传统降雨强度公式转化为更适合 LID 道路水力学计算的降雨历时公式的算法：传统降雨强度公式：1.01164.3(1 0.8367lg )( 32.9)Pqt+=+ （7-1）降雨历时公式：1(1 lg )(1 ) ( )( ) cA C P c t bi tt b+ - +=+ （7-2）自定义雨峰位置的降雨历时公式：a1(1 )( )1 %( )1 %atcac ta britbr+-+-=+- （7-3）（3）基于传统假设提出了排水路面无径流、局部径流和完全径流三种状态，初始径流点和路面厚度按下式联立确定：（7-4） （7-5）其次章 结论与展望 13 基于微管理论给出了确定局部径流状态下道路排水实力的估算方法，按下式联立估算：/ Re vd r m =（7-6）22fkx vhd gl = ´ ´（7-7）2 ( ) v g H x = - （7-8）（4）基于国内外探讨给出了用于计算路缘石开口长度确定算法：( ) ( )2 21 1tan H tan H2 2z zz zL z zm ma a= -f = y （7-9）0.42 0.3