城市透水路面的环境效应评价
摘要：海绵城市是应对我国快速城市化过程中产生的水环境问题而提出的新理念，透水路面技术是海绵城市建设的重要手段。它可以调控城市雨水径流、削减面源污染，缓解热岛效应，在城市发展的过程中具有良好的生态效益，对保护城市生态环境有着重要意义。文章从透水路面的定义及分类入手，梳理了透水路面目前在国内外的应用现状，以及其在海绵城市建设中的积极作用。
关键词：海绵城市；透水路面；雨水径流；生态循环
中图分类号：X26 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0229-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.132
Environmental effect evaluation of urban permeable pavement
Liu Shuoyan
（Nankai Middle School， Tianjin 300100，China）
Abstract： The sponge city is a new idea put forward to deal with the water environment problem that arises during the rapid urbanization in our country. Permeable pavement technology is an important means to construct sponge city. It can regulate urban runoff， reduce non-point source pollution and ease the heat island effect. It has good ecological benefits in urban development and is of great significance to the protection of urban ecological environment. Beginning with the definition and classification of pervious pavement， the article combs the current application status of pervious pavement at home and abroad and its active role in sponge city construction.
Key words： Sponge city； Permeable pavement； Rainwater runoff； Ecological cycle
1 透水路面的定義及分类
1.1 透水路面的定义
随着城市化的进程，不透水下垫面在城市面积中所占的比例逐步升高，主要集中于路面和屋面。不透水路面在城市中的铺设，将会带来排水负荷大、浪费雨水资源等问题。而透水路面相对于不透水路面，则是一种分散的排水体制。它采用透水性良好的材料铺设路面，可以使雨水一部分渗入土壤，另一部分保留于路面下方的基层与透水材料中，多余雨水产生的径流则通过城市管网排放。透水路面有助于控制暴雨径流量、改善雨水径流水质，其优势正在逐步显现[1]。
1.2 透水路面的分类
现行透水路面的分类方法有很多。按照雨水的透水形式，可分为缝隙透水路面和自透水路面两种；按照面层材料进行分类的话，在目前的应用中主要可分为透水水泥混凝土路面、透水沥青路面和透水砖路面三种；根据透水路面的用途，可将其分为停车场透水路面、人行系统透水路面、快速系统透水路面、慢行透水路面等若干种。实际应用中，应根据不同的使用场合来选定透水路面的材料，达到施工要求[2]。
2 透水路面在海绵城市建设中的应用
2.1 透水路面的应用现状
发达国家和地区对于透水路面的使用较早，在透水路面的材料发展、规范制定、施工技术等方面积累了丰富的经验。1970年后透水路面在美国逐渐发展起来，开始将透水沥青应用于停车场和便道。在法国，目前有60%的网球场是用透水砖或透水混凝土铺建的。
我国从20世纪90年代开始关注透水路面的应用。2008年北京奥林匹克公园以及2010年上海世博园内的人行广场、道路等也大量采用了透水路面。我国对于透水路面的研究虽然起步较晚，但是发展迅猛。除实践应用外，还进行了对透水路面的结构层的透水性能，以及对透水材料本身的研究，包括对抗压强度、材料配比、透水性、去除有害物质的能力等定性定量研究[3]。
2.2 透水路面在海绵城市建设中的作用
2.2.1 减少地表径流
原生态环境中，由于土壤的渗透作用，地表径流的产生量要远远小于城市。透水路面模拟土壤对水分的渗透、储存的功能，利用它的空隙结构将降雨产生的地表径流渗透到路基或土壤中，进行分散性的收集和处理，避免了雨水在道路上的累积现象的出现。雨水降落在透水路面上即可被收集处理，还未产生径流就被部分或全部地消除。所以，透水路面可以应用于降低地表径流系数，减轻雨季城市道路排水与防洪的压力。
2.2.2 减少径流污染物
已有研究发现，雨水径流中含有各种颗粒物质、营养盐、甚至是有毒有害的重金属等污染物，在冲刷作用下，排入受纳水体，是导致城市河流及湖泊污染的第三大污染源。地表污染源分散且不均匀，污染成分复杂、途径多样。而透水路面系统能滞留和降解路面上的碳氢化合物、颗粒物等污染物，减轻排入自然水体中的营养物和有毒有害物质的累计，或降解这些污染物，从而达到减少地面径流污染物的目的。
2.2.3 提高环境舒适度
透水路面的孔隙或缝隙中储存的水分能加强地上地下的热量和水分交换，使得路面具有呼吸功能，调节城市气候，也能够有效降低路面温度，从而缓解城市热岛效应和干热现象。
透水路面中的水蒸气还可以增加空气湿度，减缓雾霾的发生。透水路面还拥有较好的吸音性，可降低城市噪声污染。此外，雨天透水路面的表面积水少，也可提高人们出行的安全性和舒适性。
2.2.4 改善路面使用性
透水路面可以避免道路积水、结冰给交通带来的不便，也可以降低管网溢流的危害。透水路面很少产生积水区域，可避免行车后的溅洒给行人造成的不便；冬季路面融化的雪水可渗入路面下层而不在表面结冰，降低行人滑倒的可能性。可渗透和储存雨水的透水路面，使雨水分布于城市各个角落，减少管网溢流情况的发生，降低了溢流污染的可能性[4]。
2.2.5 维持良好生态
不透水的城市下墊面破坏了原有场地的生态平衡，直接影响动植物的生存状态。透水路面在满足道路承载功能的前提下，拥有较好的透水、透气性，可保持土壤湿度，利于动植物的生长。它可以从补充地下水、改善土壤的生态环境、减少城市洪涝灾害、减少污染、缓解热岛效应、降低噪音污染等多方面来维持城市良好的生态环境[5]。
3 结束语
建设海绵城市的理念是我国未来城市建设的主流发展趋势，其作为一种绿色、有效地雨洪管理模式，旨在以自然生态的方式恢复城市自然水循环的过程。透水路面作为一种有效地“海绵体”，具有涵养水源、调控雨洪、净化雨污等功能[7]，因此我们应因地制宜地推广应用透水路面，使其在海绵城市的建设中发挥应有的积极作用，为构建城市良性的水文循环打好基础[7]。
参考文献
[1]许道坤，吕伟娅.低冲击开发模式应用——透水路面发展综述[J].新型建筑材料，2012，39（03）：31-34.
[2]应君，张青萍.海绵城市理念下城市透水性铺装的应用研究[J].现代城市研究，2016，（07）：41-46.
[3]李阳，刘颖华，刘滋菁，管运涛.基于LID理念的透水路面生态效益研究进展[J].中国给水排水，2017，33（02）：37-41.
[4]吕鹏.基于海绵城市视角的透水性铺装材料的探究[J].河南建材，2017，（05）：217-218.
[5]吴雪凌，刘骏.浅析透水性铺装在城市中的应用[J].福建建筑，2012，（01）：100-103.
[6]范宗青.浅谈透水性铺装材料在海绵城市建设中的应用[J].智能城市，2017，3（06）：87.
[7]王德蜜，姜迪，狄升贯.透水路面设计与材料应用综述[J].城市道桥与防洪，2013，（09）：35-38.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：刘朔言（2001-），男，研究方向为环境科学、海绵城市、透水路面。
关键词：海绵城市；透水路面；雨水径流；生态循环
中图分类号：X26 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0229-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.132
Environmental effect evaluation of urban permeable pavement
Liu Shuoyan
（Nankai Middle School， Tianjin 300100，China）
Abstract： The sponge city is a new idea put forward to deal with the water environment problem that arises during the rapid urbanization in our country. Permeable pavement technology is an important means to construct sponge city. It can regulate urban runoff， reduce non-point source pollution and ease the heat island effect. It has good ecological benefits in urban development and is of great significance to the protection of urban ecological environment. Beginning with the definition and classification of pervious pavement， the article combs the current application status of pervious pavement at home and abroad and its active role in sponge city construction.
Key words： Sponge city； Permeable pavement； Rainwater runoff； Ecological cycle
1 透水路面的定義及分类
1.1 透水路面的定义
随着城市化的进程，不透水下垫面在城市面积中所占的比例逐步升高，主要集中于路面和屋面。不透水路面在城市中的铺设，将会带来排水负荷大、浪费雨水资源等问题。而透水路面相对于不透水路面，则是一种分散的排水体制。它采用透水性良好的材料铺设路面，可以使雨水一部分渗入土壤，另一部分保留于路面下方的基层与透水材料中，多余雨水产生的径流则通过城市管网排放。透水路面有助于控制暴雨径流量、改善雨水径流水质，其优势正在逐步显现[1]。
1.2 透水路面的分类
现行透水路面的分类方法有很多。按照雨水的透水形式，可分为缝隙透水路面和自透水路面两种；按照面层材料进行分类的话，在目前的应用中主要可分为透水水泥混凝土路面、透水沥青路面和透水砖路面三种；根据透水路面的用途，可将其分为停车场透水路面、人行系统透水路面、快速系统透水路面、慢行透水路面等若干种。实际应用中，应根据不同的使用场合来选定透水路面的材料，达到施工要求[2]。
2 透水路面在海绵城市建设中的应用
2.1 透水路面的应用现状
发达国家和地区对于透水路面的使用较早，在透水路面的材料发展、规范制定、施工技术等方面积累了丰富的经验。1970年后透水路面在美国逐渐发展起来，开始将透水沥青应用于停车场和便道。在法国，目前有60%的网球场是用透水砖或透水混凝土铺建的。
我国从20世纪90年代开始关注透水路面的应用。2008年北京奥林匹克公园以及2010年上海世博园内的人行广场、道路等也大量采用了透水路面。我国对于透水路面的研究虽然起步较晚，但是发展迅猛。除实践应用外，还进行了对透水路面的结构层的透水性能，以及对透水材料本身的研究，包括对抗压强度、材料配比、透水性、去除有害物质的能力等定性定量研究[3]。
2.2 透水路面在海绵城市建设中的作用
2.2.1 减少地表径流
原生态环境中，由于土壤的渗透作用，地表径流的产生量要远远小于城市。透水路面模拟土壤对水分的渗透、储存的功能，利用它的空隙结构将降雨产生的地表径流渗透到路基或土壤中，进行分散性的收集和处理，避免了雨水在道路上的累积现象的出现。雨水降落在透水路面上即可被收集处理，还未产生径流就被部分或全部地消除。所以，透水路面可以应用于降低地表径流系数，减轻雨季城市道路排水与防洪的压力。
2.2.2 减少径流污染物
已有研究发现，雨水径流中含有各种颗粒物质、营养盐、甚至是有毒有害的重金属等污染物，在冲刷作用下，排入受纳水体，是导致城市河流及湖泊污染的第三大污染源。地表污染源分散且不均匀，污染成分复杂、途径多样。而透水路面系统能滞留和降解路面上的碳氢化合物、颗粒物等污染物，减轻排入自然水体中的营养物和有毒有害物质的累计，或降解这些污染物，从而达到减少地面径流污染物的目的。
2.2.3 提高环境舒适度
透水路面的孔隙或缝隙中储存的水分能加强地上地下的热量和水分交换，使得路面具有呼吸功能，调节城市气候，也能够有效降低路面温度，从而缓解城市热岛效应和干热现象。
透水路面中的水蒸气还可以增加空气湿度，减缓雾霾的发生。透水路面还拥有较好的吸音性，可降低城市噪声污染。此外，雨天透水路面的表面积水少，也可提高人们出行的安全性和舒适性。
2.2.4 改善路面使用性
透水路面可以避免道路积水、结冰给交通带来的不便，也可以降低管网溢流的危害。透水路面很少产生积水区域，可避免行车后的溅洒给行人造成的不便；冬季路面融化的雪水可渗入路面下层而不在表面结冰，降低行人滑倒的可能性。可渗透和储存雨水的透水路面，使雨水分布于城市各个角落，减少管网溢流情况的发生，降低了溢流污染的可能性[4]。
2.2.5 维持良好生态
不透水的城市下墊面破坏了原有场地的生态平衡，直接影响动植物的生存状态。透水路面在满足道路承载功能的前提下，拥有较好的透水、透气性，可保持土壤湿度，利于动植物的生长。它可以从补充地下水、改善土壤的生态环境、减少城市洪涝灾害、减少污染、缓解热岛效应、降低噪音污染等多方面来维持城市良好的生态环境[5]。
3 结束语
建设海绵城市的理念是我国未来城市建设的主流发展趋势，其作为一种绿色、有效地雨洪管理模式，旨在以自然生态的方式恢复城市自然水循环的过程。透水路面作为一种有效地“海绵体”，具有涵养水源、调控雨洪、净化雨污等功能[7]，因此我们应因地制宜地推广应用透水路面，使其在海绵城市的建设中发挥应有的积极作用，为构建城市良性的水文循环打好基础[7]。
参考文献
[1]许道坤，吕伟娅.低冲击开发模式应用——透水路面发展综述[J].新型建筑材料，2012，39（03）：31-34.
[2]应君，张青萍.海绵城市理念下城市透水性铺装的应用研究[J].现代城市研究，2016，（07）：41-46.
[3]李阳，刘颖华，刘滋菁，管运涛.基于LID理念的透水路面生态效益研究进展[J].中国给水排水，2017，33（02）：37-41.
[4]吕鹏.基于海绵城市视角的透水性铺装材料的探究[J].河南建材，2017，（05）：217-218.
[5]吴雪凌，刘骏.浅析透水性铺装在城市中的应用[J].福建建筑，2012，（01）：100-103.
[6]范宗青.浅谈透水性铺装材料在海绵城市建设中的应用[J].智能城市，2017，3（06）：87.
[7]王德蜜，姜迪，狄升贯.透水路面设计与材料应用综述[J].城市道桥与防洪，2013，（09）：35-38.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：刘朔言（2001-），男，研究方向为环境科学、海绵城市、透水路面。
