我國(guó)古代城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)分析及對(duì)現(xiàn)代的啟示
我國(guó)古代城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)分析及對(duì)現(xiàn)代的啟示
李貞子1,車(chē)伍1,趙楊2
(1.北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100044;2. 北京雨人潤(rùn)科生態(tài)技術(shù)有限責(zé)任公司,北京100044)
摘要:近年來(lái),大排水系統(tǒng)的概念及其在城鎮(zhèn)排水防澇中的重要作用得到越來(lái)越多的認(rèn)知,在多個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中明確大排水系統(tǒng)是城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)的重要組成部分。已有研究對(duì)大排水系統(tǒng)的概念、組成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)做了系統(tǒng)的梳理,但在實(shí)際工程中如何合理構(gòu)建大排水系統(tǒng)仍然是一個(gè)難題。城鎮(zhèn)道路系統(tǒng)是大排水系統(tǒng)的重要組成部分,也是規(guī)劃設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)我國(guó)古代城鎮(zhèn)道路及其排水系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)歷史文獻(xiàn)的檢索和實(shí)地調(diào)研分析,從道路規(guī)劃的平面布局、斷面和豎向設(shè)計(jì)分析古代道路系統(tǒng)中存在的大排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和建設(shè)要點(diǎn),重拾古人的智慧,總結(jié)古代道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中值得學(xué)習(xí)的思路和方法。審視現(xiàn)代道路規(guī)劃設(shè)計(jì)在排水方面存在的問(wèn)題,為我國(guó)城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)的構(gòu)建提供有益的借鑒。
為應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)峻的城市洪澇災(zāi)害,國(guó)家明確提出建設(shè)城市排水防澇工程體系和海綿城市的要求。業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及各地編制的城市排水防澇規(guī)劃等文件,都提出大排水系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)要求。《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》提出建立行泄通道以抵御超標(biāo)暴雨;2014年修編版《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014—2006,2014年版)強(qiáng)調(diào)了排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)與城市防洪、道路交通等專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào);一些城市的排水防澇規(guī)劃也提出利用道路作為行泄通道的要求。毫無(wú)疑問(wèn),利用城市道路系統(tǒng)應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨是內(nèi)澇防治系統(tǒng)不可忽視的重要部分。
道路大排水系統(tǒng)主要是通過(guò)道路的平面、豎向和斷面設(shè)計(jì)有組織地排放地表徑流,作為應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨的臨時(shí)行泄通道,提高城市防澇能力。但是,目前我國(guó)道路規(guī)劃設(shè)計(jì)及排水規(guī)劃設(shè)計(jì)在這方面還存在不少問(wèn)題,制約了道路大排水系統(tǒng)的構(gòu)建:①城市道路系統(tǒng)規(guī)劃缺乏暴雨徑流行泄的考慮;②道路與周邊場(chǎng)地豎向關(guān)系不合理;③排水相關(guān)規(guī)范編制缺乏更明確的技術(shù)要求;道路斷面形式與坡度不利于暴雨徑流的安全行泄,或達(dá)不到內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)所要求的行泄能力;④相關(guān)專(zhuān)業(yè)缺乏合理銜接,相關(guān)部門(mén)間缺乏密切配合等。
其實(shí),古代先民在與自然長(zhǎng)期相處過(guò)程中,對(duì)自然和城市的關(guān)系有著深刻的理解。通過(guò)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,采用合理的理念和方法以增強(qiáng)應(yīng)對(duì)暴雨的能力。利用地下溝渠與地上水塘相結(jié)合的贛州“福壽溝”蓄排系統(tǒng),便是古人經(jīng)驗(yàn)和智慧的有力實(shí)證。在利用道路排水和防止城鎮(zhèn)內(nèi)澇方面,古人亦有自己獨(dú)到的方式,其中蘊(yùn)含的一些理念和方法與現(xiàn)代道路大排水系統(tǒng)高度相似。剖析古代道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中所蘊(yùn)含的大排水的理念和方法,重拾古人的智慧,對(duì)解決我國(guó)道路排水系統(tǒng)存在的問(wèn)題以及構(gòu)建現(xiàn)代城市道路大排水系統(tǒng)具有重要意義。
1 研究方法
通過(guò)實(shí)地考察麗江、大理、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、平遙、太谷、宏村等古城鎮(zhèn),并結(jié)合大量歷史文獻(xiàn)和地圖資料的整理和分析,對(duì)古城鎮(zhèn)的道路形態(tài)、道路同自然環(huán)境的關(guān)系、規(guī)劃設(shè)計(jì)、道路與周邊場(chǎng)地的豎向關(guān)系、道路排水方式和斷面設(shè)計(jì)形式、縱橫坡度等方面進(jìn)行分析,探討古城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的。挖掘古人的經(jīng)驗(yàn)和智慧,對(duì)比分析現(xiàn)代城市道路排水規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,并結(jié)合當(dāng)前的城市道路排水現(xiàn)狀,為未來(lái)道路大排水系統(tǒng)建設(shè)提供借鑒。
2 古代城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)分析
2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)理念及與排水的關(guān)系
古代城鎮(zhèn)道路規(guī)劃設(shè)計(jì)基于對(duì)自然環(huán)境、地理和水文特征的深刻認(rèn)識(shí)。如《管子·乘馬》中指出:“因天材,就地利,故城郭不必中規(guī)矩,道路不必中準(zhǔn)繩”,其規(guī)劃設(shè)計(jì)理念考慮了對(duì)地形地貌等自然條件的適應(yīng)與利用,利于自然地表徑流通道的保留。筆者在希臘古城鎮(zhèn)也發(fā)現(xiàn)多處這樣的跡象和設(shè)施。
道路設(shè)計(jì)的具體方法早在兩千多年前便有詳細(xì)記載。在《周禮·地官司徒·遂人》、《周禮·冬官考工記·匠人》中,規(guī)定了不同道路等級(jí)的布局、寬度,并配置相應(yīng)的排水、綠化。賀業(yè)鉅根據(jù)《考工記·匠人》擬繪制了經(jīng)緯涂(城市主要干道)剖面圖,如圖1所示。其斷面形式和大尺寸的邊溝設(shè)計(jì)明顯蘊(yùn)含了對(duì)暴雨排放的考慮,說(shuō)明了道路排水是古城鎮(zhèn)道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中重要的考慮因素和組成部分,且與道路本身緊密結(jié)合。
圖1 經(jīng)緯涂(城市主要干道)橫斷面示意
2 規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和方法分析
2.2.1 注重雨水自然貫通性的道路平面布局
古代城鎮(zhèn)道路的平面布局受禮制制度的影響,其主干道路形成規(guī)整網(wǎng)格形、井字形、十字形,但在整體布局和走向上特別重視與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和周邊整體環(huán)境的關(guān)系,如與場(chǎng)地坡度和水系條件的配合與利用。平原等地勢(shì)起伏不大的地區(qū),城鎮(zhèn)道路主要由南北、東西走向構(gòu)成方格網(wǎng)狀,如明清北京城、漢長(zhǎng)安城、平遙等。同時(shí),主干路配有排水溝渠作為城鎮(zhèn)的主要排水通道,并接納支路及周邊場(chǎng)地徑流。主干路一般與城門(mén)相連接,城門(mén)位置一般地勢(shì)較低,暴雨期間道路作為重要的行泄通道,將超過(guò)溝渠泄水能力的徑流直接導(dǎo)向城外。其他等級(jí)的城鎮(zhèn)道路盡量順應(yīng)自然地勢(shì)鋪設(shè),形成平直或彎轉(zhuǎn)的形態(tài),并通過(guò)場(chǎng)地調(diào)整,盡量使街巷里弄坡向主干道路或有排水溝渠的道路,以便雨水的順利排放,圖2所示為我國(guó)部分城鎮(zhèn)布局與道路排水系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。山地丘陵等地形地貌復(fù)雜的地區(qū),地勢(shì)條件利于排除徑流。古人充分利用這種天然地勢(shì)條件,使城市整體布局同地勢(shì)走向協(xié)調(diào),并通過(guò)適當(dāng)引導(dǎo)徑流漫流的方向和調(diào)整主、次干道路的豎向關(guān)系來(lái)避免局部低洼地段積水。而對(duì)于河網(wǎng)發(fā)達(dá)地區(qū),則可利用天然水系與人工溝渠的連通,構(gòu)筑活水水網(wǎng),與道路協(xié)同規(guī)劃設(shè)計(jì),形成水-陸雙棋盤(pán)網(wǎng)絡(luò),如蘇州、麗江、贛州等地。
圖2 中國(guó)古代城鎮(zhèn)典型布局及道路排水系統(tǒng)平面簡(jiǎn)化示意
2.2.2 利于實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)要求的道路橫斷面設(shè)計(jì)
道路橫斷面設(shè)計(jì)在一定程度上決定了徑流橫向排放的效率和道路豎向上所達(dá)到的行泄斷面的大小,主要包括橫向坡度設(shè)計(jì)、道路與周邊場(chǎng)地形成的豎向空間和溝渠斷面形式。根據(jù)大量的實(shí)地考察和歷史資料總結(jié)分析,中國(guó)古代城鎮(zhèn)道路的斷面形式主要可分為三種:①中央凸起式(路拱式斷面)。道路中線為最高點(diǎn),兩側(cè)設(shè)置邊溝或暗渠用以收集、排放徑流。此種斷面形式主要應(yīng)用于城鎮(zhèn)中斷面寬度較大的主干路、次干路;②中央下凹式。道路中線為最低點(diǎn),中間大多以不同的鋪裝方式鋪設(shè)石板,強(qiáng)調(diào)排水溝渠的位置,石板間留有雨水口。主要適用于街巷或道路空間有限的區(qū)域;③臨河式。道路與城鎮(zhèn)河道并行設(shè)計(jì),道路橫斷面坡向河道,道路及收納徑流可直接漫流排放,主要應(yīng)用于蘇州、嘉興等河網(wǎng)密集區(qū)域或臨河道路段的設(shè)計(jì)。
以中央凸起式道路橫斷面形式為例,分析道路橫斷面空間設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)城鎮(zhèn)排水防澇的作用機(jī)制。在應(yīng)對(duì)中小降雨事件時(shí),道路的橫坡設(shè)計(jì)主要起橫向匯流排放的作用,此時(shí)溝渠等小排水系統(tǒng)發(fā)揮主要作用。而在《考工記》中也提出“堂涂十有二分”,鄭注:“若今甓裓也,分其督旁,以一分為峻也。”疏云:“名中央為督,假令兩旁上下尺二寸,則取一寸于中央為峻”,指路中央高出路兩邊的尺度是堂階前道路寬度一半的十二分之一?捎(jì)算道路橫坡達(dá)8.3%,即便相對(duì)當(dāng)今的小排水系統(tǒng),其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也是很高的。當(dāng)渠道輸送、調(diào)蓄水量難以抵御大暴雨時(shí),雨水自然積存在道路兩側(cè),此時(shí)道路縱坡設(shè)計(jì)發(fā)揮重要作用,雨水沿路面縱向排放。隨著淹沒(méi)深度的提高,逐漸達(dá)到路拱最高點(diǎn),此時(shí)道路橫向匯流難以發(fā)揮作用,依靠溝渠和道路縱坡共同作用,主要以地表漫流的方式排除徑流。此外,中國(guó)古代建筑多建于高臺(tái)基之上,臨街建筑的室內(nèi)標(biāo)高一般要高出路面最高點(diǎn)40~50 cm左右。除避免或減少澇水入屋之患,也增大了道路行洪的斷面面積,從而提高道路行泄徑流和暫存空間的能力,為道路大排水的構(gòu)建創(chuàng)造良好的斷面條件。
圖3為中央凸起式道路橫斷面的示意圖,表示不同設(shè)計(jì)水位所能抵御暴雨的能力。圖4、5為中央下凹式和臨河式道路橫斷面的示意圖。
圖3 中央凸起式道路橫斷面
圖4 中央下凹式道路橫斷面
圖5 結(jié)合河道設(shè)計(jì)的道路橫斷面
值得一提的是,筆者在國(guó)外不少城市發(fā)現(xiàn),他們一些道路橫斷面坡度明顯大于我國(guó),停車(chē)場(chǎng)地面坡向雨水口的坡度也非常大,說(shuō)明為了防范水澇,他們?cè)诘孛嫫露壬嫌谐浞值目紤],值得我們思考。
2.2.3 滿足道路大排水縱向坡度要求的豎向設(shè)計(jì)
古代城鎮(zhèn)道路在豎向上也充分考慮雨水的疏導(dǎo)和排放,包括道路與周邊場(chǎng)地的豎向關(guān)系和道路與道路間的縱向銜接關(guān)系。古代城鎮(zhèn)道路豎向關(guān)系見(jiàn)圖6。
圖6 古代城鎮(zhèn)道路豎向關(guān)系示意
道路與周邊場(chǎng)地遵循一定的豎向關(guān)系。在一個(gè)街區(qū)范圍內(nèi),建筑室內(nèi)標(biāo)高要高于所在場(chǎng)地(居住區(qū)、寺廟等院落)的地坪標(biāo)高,場(chǎng)地地坪標(biāo)高高于路面標(biāo)高,且有非常明顯的高差。建筑場(chǎng)地利用與道路的豎向高差將場(chǎng)地內(nèi)收集的徑流通過(guò)地表或暗管排入街區(qū)道路路面或溝渠系統(tǒng)。
道路與道路之間及主干道路與接納水體的豎向關(guān)系設(shè)計(jì)是道路大排水系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。應(yīng)對(duì)暴雨形成的地表徑流,道路縱向坡度發(fā)揮主要作用。各路段采用單向坡度設(shè)計(jì),利用自然條件和人為引導(dǎo)各級(jí)道路徑流輸送至與城門(mén)相連的主干道路,將徑流引向城外低洼地,如護(hù)城河或其他水系。對(duì)于斷面較窄的路面,很少設(shè)置溝渠等排水設(shè)施,大多僅依靠路面縱向坡度設(shè)計(jì),將徑流匯集到次干路、主干路等有排水設(shè)施的路段,或直接排入附近水體。
2.3 古代城鎮(zhèn)道路大排水系統(tǒng)實(shí)踐
考查表明,古城鎮(zhèn)有大量道路大排水系統(tǒng)的實(shí)踐,僅舉幾例(見(jiàn)圖7)。
圖7 不同古城中部分道路斷面形式
中國(guó)典型山地水城麗江大研古鎮(zhèn),其道路布局具有明顯依地形和依水流方向性,隨地形地勢(shì)曲折彎轉(zhuǎn),并結(jié)合自然及人工挖鑿的水系條件形成主街臨河、小巷臨渠的平面布局形式。城區(qū)整體地勢(shì)坡度易于徑流排放,根據(jù)道路的等級(jí)和水系的關(guān)系,鎮(zhèn)內(nèi)具有多種形式的道路排水方式[見(jiàn)圖7(a)]并可將徑流快速導(dǎo)入受納水體。
屬于高原山地型的大理古城,有著“一水繞蒼山,蒼山抱古城”的山水格局。大理古城主干道路長(zhǎng)約1 500 m,古城及其道路依山勢(shì)布局,其自然地勢(shì)坡度為道路大小排水系統(tǒng)的構(gòu)建和形成提供有利條件[見(jiàn)圖7(c)],與下游受納水體也有很好的豎向銜接。
現(xiàn)存2 700年的山西平遙古城,有著典型的棋盤(pán)式城鎮(zhèn)道路布局,但同時(shí)又通過(guò)巧妙的道路間的豎向設(shè)計(jì)進(jìn)行匯水、排水。城中最高點(diǎn)位于東西大街與南大街的交匯處,四條主干街道坡向城門(mén),而大部分的小街巷坡向主干道路。遇暴雨時(shí),街道成為臨時(shí)匯流疏導(dǎo)通道,將超標(biāo)徑流導(dǎo)向城外護(hù)城河。除此之外,像鎮(zhèn)遠(yuǎn)、太谷、宏村也都根據(jù)其特有的環(huán)境條件形成不同的道路大小排水組合形式。通過(guò)自然或人為設(shè)計(jì)的橫斷面形式和豎向坡度行泄徑流,來(lái)實(shí)現(xiàn)安全地排放暴雨徑流。圖7(c)都是中央下凹式排水,一部分是加蓋板的地下排水溝渠(小排水),另一部分則是由道路橫斷面和縱向坡度構(gòu)成的地表大排水系統(tǒng)。
3 現(xiàn)代啟示
結(jié)合古代道路排水的分析來(lái)反思,為什么科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,我們城市道路地表排水這一基本知識(shí)反倒被忽視并帶來(lái)許多問(wèn)題,古人在道路布局及其大小排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的智慧對(duì)我們究竟有什么啟示和借鑒。
3.1 重拾尊重自然、順應(yīng)自然之智慧
“尊重自然、順應(yīng)自然”已經(jīng)成為人們今天經(jīng)常掛在嘴邊的話。但在實(shí)踐中,城市和道路建設(shè)破壞自然、違背自然規(guī)律的事卻比比皆是。
古代,人們?nèi)狈ΜF(xiàn)代水文學(xué)、水力學(xué)、模型工具、管道技術(shù)、泵車(chē)強(qiáng)排等科學(xué)和工程技術(shù)手段,城鎮(zhèn)排水和洪澇防治更多需要依靠比較原始的經(jīng)驗(yàn)、方法和手段,必須重視自然風(fēng)水和地理、地形、地貌的保護(hù)和利用,重視協(xié)調(diào)人水關(guān)系,尊重自然、順應(yīng)自然也成為必然選擇,唯此才能以最小代價(jià)、最小的投入建設(shè)家園,規(guī)避自然災(zāi)害,實(shí)現(xiàn)良好的居住條件和環(huán)境?梢哉f(shuō),這也是千萬(wàn)年來(lái),人類(lèi)與自然相處付出過(guò)巨大代價(jià)后長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和智慧結(jié)晶,也有大量的文獻(xiàn)記載和實(shí)際案例,不少至今都在發(fā)揮作用。古代城鎮(zhèn)道路及其排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)只是這些經(jīng)驗(yàn)和智慧在市政建設(shè)和雨洪管理方面的具體體現(xiàn)。
進(jìn)入現(xiàn)代,科學(xué)技術(shù)有了飛速發(fā)展,各種工程技術(shù)手段層出不窮,人們有了更多應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的方法、手段和技術(shù),似乎可以“更任性”地忽視自然要素的存在。逐漸習(xí)慣簡(jiǎn)單運(yùn)用現(xiàn)代科技手段快速完成建設(shè)和解決問(wèn)題,反而常常忽視遵循自然規(guī)律的重要性。具體看,在城鎮(zhèn)道路規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)中,少以水管理為基本原則和規(guī)劃導(dǎo)向。為保證建設(shè)速度和交通的通暢功能,減小施工難度,往往忽視自然地形和水文條件,采取“宜平宜直”思路和方法,填溝平洼,截彎取直。湖泊濕地顯著減少,形成大量的“斷頭浜”、“死水涌”,如蘇州城的河道由原來(lái)的82 km縮減到現(xiàn)今只有35 km。
場(chǎng)地開(kāi)發(fā)和道路規(guī)劃前鮮有應(yīng)用水文模型模擬分析規(guī)劃區(qū)域內(nèi)徑流途徑和洪澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū),缺乏整體考慮城鎮(zhèn)建設(shè)對(duì)地表徑流途徑和蓄淹規(guī)律變化的影響。隨意的建設(shè)在很大程度上破壞或阻礙自然匯水和排水的方式,易形成局部低洼點(diǎn),增加城市洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。在城鎮(zhèn)道路系統(tǒng)規(guī)劃原則中,針對(duì)雨水排放問(wèn)題主要局限在滿足市政管線布設(shè)的空間要求,雖提出考慮抗災(zāi)、救災(zāi)等人防工程的應(yīng)急要求,但并沒(méi)有明確提出城鎮(zhèn)道路應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨行洪通道的具體要求和措施,這將直接影響道路大排水系統(tǒng)的構(gòu)建、橫斷面和縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)的合理取值,以及應(yīng)對(duì)暴雨徑流的行泄能力,為內(nèi)澇留下了隱患。
筆者參與的不少實(shí)際工程項(xiàng)目或在評(píng)審各類(lèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)項(xiàng)目中,并不少見(jiàn),一邊在說(shuō)重視生態(tài)和低影響開(kāi)發(fā),另一邊卻在我行我素地快速建設(shè)破壞原有場(chǎng)地的自然條件和“海綿”要素,坡地被肆意推平,水體、坑塘和溝渠被任意填埋,河道被草率切斷等,都給未來(lái)的水環(huán)境和洪澇災(zāi)害留下明顯的隱患。一些剛開(kāi)發(fā)建設(shè)的項(xiàng)目,就已經(jīng)面臨自然和暴雨的報(bào)復(fù),出現(xiàn)嚴(yán)重水質(zhì)惡化、水土沖蝕、水澇災(zāi)害、生態(tài)惡化等問(wèn)題,而重新進(jìn)行改造和修復(fù)卻困難重重,代價(jià)巨大!
在歷史城區(qū)改造中也存在嚴(yán)重的問(wèn)題,缺乏對(duì)歷史排水方式和設(shè)施的認(rèn)知及思考,對(duì)原有排水系統(tǒng)造成一定程度的破壞。一方面,部分古城區(qū)在改造中,忽略原有道路與周邊建筑的豎向排水關(guān)系,為求降低施工難度、縮短工程建設(shè)時(shí)間和減少工程造價(jià),往往抬高路面或更改地面標(biāo)高,“疊加”施工。造成道路標(biāo)高高于周邊建筑、院落標(biāo)高,造成地塊內(nèi)徑流難以排向道路,使得街巷雨水倒灌。另一方面,古城區(qū)外圍道路在城市更新中缺乏對(duì)古城區(qū)道路的整體考慮,使外圍道路逐漸抬高,局部古城區(qū)易成為低洼地,難以依靠道路豎向排水,而且外部雨水極易匯入,再加上局部地區(qū)排水設(shè)施老舊、堵塞,排水防澇問(wèn)題十分嚴(yán)重。如太谷古城局部道路經(jīng)過(guò)數(shù)次改造,使得古城區(qū)房屋內(nèi)的標(biāo)高低于道路標(biāo)高,雨潦之災(zāi)、倒灌入屋的情況時(shí)有發(fā)生。
3.2 道路斷面和豎向設(shè)計(jì)必須適于行泄暴雨徑流
古人將“水往低處流”這一常識(shí)在排水系統(tǒng)構(gòu)建和防范城鎮(zhèn)水澇災(zāi)害方面發(fā)揮得淋漓盡致,即使是地勢(shì)平坦區(qū)域,也可人為造“勢(shì)”,依靠地表溝渠、道路斷面設(shè)計(jì)與豎向關(guān)系,使徑流重力排放。古代城鎮(zhèn)道路路面的行泄通道注重整體的布局關(guān)系和豎向把握,有利于道路與道路間、與受納水體的順利銜接,保證暴雨徑流的順暢排放。
長(zhǎng)期以來(lái),城鎮(zhèn)排水主要依靠地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)斷面和坡度,忽視地表排水。一方面,為保障道路排水要求,《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 37—2012)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》)提出道路“最小縱坡不應(yīng)小于0.3%”。但另一方面,為保證道路交通功能和雨水匯流入雨水口的需要,道路縱斷面通常又被設(shè)計(jì)為“波浪形”,從形式上看,這為地下管道的小排水系統(tǒng)創(chuàng)造了較好的匯流條件,但對(duì)大暴雨所形成的地表徑流的排放卻造成不利因素。對(duì)北京西二環(huán)10個(gè)重要路段的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,路面最小橫坡為0.3%,平均約為0.8%,最小縱坡<0.1%,平均約為0.3%~0.5%,橫坡基本均小于《規(guī)范》的建議值,縱坡基本均為《規(guī)范》中的下限。其中,只有一段(150 m)為單一縱向坡度,其他九段均有起伏。相比于古代及現(xiàn)代發(fā)達(dá)國(guó)家的橫、縱坡設(shè)計(jì),都明顯不足,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中一些規(guī)定的合理性值得商榷,對(duì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力也值得檢討。
當(dāng)然,今天的城市道路系統(tǒng)不論是從承載量還是功能都遠(yuǎn)比古代要復(fù)雜得多,利用道路系統(tǒng)構(gòu)建道路大排水系統(tǒng)也會(huì)存在諸多問(wèn)題,需要有新的思路和對(duì)策。古代城鎮(zhèn)規(guī)模普遍較小,通過(guò)道路比較容易將徑流很快導(dǎo)向城外,而現(xiàn)代城市的大規(guī)模和高密度會(huì)加大道路路面排放與河道連通性的難度。此外,對(duì)于坡度較大的地區(qū)既要考慮利用道路排水,又要防范道路行泄存在一定風(fēng)險(xiǎn),如濟(jì)南7·18大暴雨馬路洪水產(chǎn)生的危害,事實(shí)上,發(fā)達(dá)國(guó)家道路大排水對(duì)斷面和流速都有很具體的規(guī)定。對(duì)一些高密度的已建城區(qū),地面豎向關(guān)系已經(jīng)破壞,空間條件局促,改造和恢復(fù)難度較大,這些都是在實(shí)踐中會(huì)遭遇的具體問(wèn)題和困難。但無(wú)論如何,古人在道路排水、大排水方面的基本思路、方法和智慧是不應(yīng)該被遺棄的,一些發(fā)達(dá)國(guó)家排水手冊(cè)中的相關(guān)技術(shù)要求和實(shí)踐也是很好的旁證。
3.3 多專(zhuān)業(yè)、跨部門(mén)的協(xié)作
古代,城市建設(shè)管理者往往要求有較強(qiáng)的綜合知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。如唐代工部設(shè)置,“工部尚書(shū)一人,侍郎一人,掌邊下百工、屯田、山澤之政令”。下有“工部郎中、員外郎,各一人,掌城池土木之工役程式。”(《唐六典卷七·尚書(shū)工部》)。部門(mén)和人員設(shè)置簡(jiǎn)單,土木工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)管理集中,有利于道路與排水系統(tǒng)的統(tǒng)籌建設(shè)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的縱深發(fā)展既帶來(lái)更細(xì)、更專(zhuān)的專(zhuān)業(yè)劃分,也要求更多的學(xué)科交叉融合。至今各學(xué)科專(zhuān)業(yè)的細(xì)化分割是不爭(zhēng)的事實(shí),加上機(jī)構(gòu)的龐雜,增加了管理的難度,學(xué)科間的交流不緊密,各專(zhuān)業(yè)各自為政,考慮問(wèn)題缺乏系統(tǒng)性、全局性。
具體到城鎮(zhèn)雨洪管理領(lǐng)域,相關(guān)專(zhuān)業(yè)、部門(mén)制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也缺乏有效銜接。如《海綿城市建設(shè)指南》、《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》中都提出,將道路作為應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨的行泄通道;《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》中提出,城市排水應(yīng)結(jié)合道路、豎向的規(guī)劃布局。與之密切相關(guān)道路專(zhuān)業(yè)的規(guī)劃和規(guī)范還缺乏相適應(yīng)的內(nèi)容。如《規(guī)范》指出“道路排水應(yīng)采用管道形式,將道路路面的雨水匯集至路邊雨水口,通過(guò)地下雨水管道排除”,雖然城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)上要求考慮城市排水(雨水),但很大程度上針對(duì)的是常規(guī)降雨事件,即通常說(shuō)的地下管道小排水系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)對(duì)內(nèi)澇的重要設(shè)施大排水就缺乏考慮。
顯然,要構(gòu)建道路大排水系統(tǒng)需要城鎮(zhèn)規(guī)劃、道路交通、土地管理、排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)等相關(guān)部門(mén)和專(zhuān)業(yè)的共同參與和配合,這也是現(xiàn)代社會(huì)和城市建設(shè)與管理的一大特征。
4 結(jié)語(yǔ)
分析研究古代城鎮(zhèn)道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和方法,剖析古人通過(guò)道路及其大小排水系統(tǒng)應(yīng)對(duì)暴雨的理念、經(jīng)驗(yàn)和智慧,對(duì)道路斷面和豎向設(shè)計(jì)的整體把握,對(duì)自然條件的尊重與利用,為更好地落實(shí)道路大排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)提供了自信和有益的借鑒。
古代的經(jīng)驗(yàn)和智慧不應(yīng)被現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)所廢棄,既要重拾古人之智慧,更要突破長(zhǎng)期以來(lái)排水(雨水)工程思路、方法和技術(shù)方面的局限,客觀面對(duì)現(xiàn)代城市更復(fù)雜的局面和更高的要求,更好發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),不能讓這些優(yōu)勢(shì)因我們的“無(wú)知”而變成劣勢(shì)。對(duì)大自然保持必要的敬畏與尊重,因地制宜,順應(yīng)自然,將這些思想、方法和技術(shù)有機(jī)地融入道路及其大小排水系統(tǒng)的綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)中,這也是建設(shè)海綿城市和低影響開(kāi)發(fā)的根本之道。
(本文發(fā)表于《中國(guó)給水排水》雜志2015年第10期“述評(píng)與討論”欄目)
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