海绵城市理念的机场进场公路及停车场

海绵城市理念的机场进场公路及停车场

摘要:随着社会的发展,人们对交通选择的要求越来越高,对舒适性和速度的追求也越来越高,飞机已逐渐成为每个人出行的首选。机场进场公路及停车场的通畅程度与该地区航班流量的大小密切相关。因此,机场的进场公路及停车场需要尽可能地保证正常运行。在目前,尤其是我国南方,在遇到20年一遇及以上的强降雨情况下,许多地区的机场进场公路及停车场排水不畅,有些地方甚至出现基础设施损坏,道路交通事故以及堵塞的概率大大增加。文章主要针对机场进场公路及停车场排水系统优化问题进行探讨,对已有的优化模型与方法进行综合选择,总结出适合于这些地区机场进场公路及停车场的模型设施与方法,最后提出可以将暴雨洪水管理模型(SWMM)与低影响开发(LID)设施相结合的方式,基本可以解决强降雨地区机场进场公路及停车场积水问题。同时,此方法绿色、环保,顺应时代趋势,满足可持续发展的理念。

关键词:机场进场公路;机场停车场;排水;SWMM;LID措施

基于海绵城市理念的机场进场公路及停车场研究何晓海1,杨紫霞1,马晓思2,李苓通1,提越1在我国,城市排水管网的规划与管理大多基于传统的排水管网设计,主要通过恒定流水力作为计算管道汇合度的理论基础。计算管道水力则是基于经验公式,但是,这个方法在反应管道中水的真正流量时,有一定的局限性,在表达管道网络中的水流量随时间变化的过程时,结果也不够明显。在这种情况下,城市排水管道网络规划设计的合理性难以保证,这样导致某些项目的设计往往会偏离实际的运营结果,致使问题的发生。其中,城市涝灾就是一个典型的问题。近些年,为处理涝灾,国内相关领域的学者们作了许多的研究,也得到了一定的成效。其中包括学习借鉴了多种方法,并且应用于城市排水系统优化改造工程中,如建立暴雨洪水管理模型(SWMM),采用低影响开发(LID)措施等。目前在我国,机场进场公路及停车场的排水设计与普通公路及停车场没有太大差别。机场作为城市间交通运输的重要枢纽,是推动城市发展的重要基础设施。强降雨情况下的路面积水问题的解决是重中之重。本文充分考虑这一点,并将现有模型用于机场进场公路及停车场的排水系统改造,以解决其积水问题。

1排水系统的模拟:暴雨洪水管理模型(SWMM)

1.1暴雨洪水管理模型(SWMM)发展历程

暴雨洪水管理模型(SWMM)最先起步发展于国外,由美国首次提出,其他各国学者逐渐学习并发展。暴雨洪水管理模型(SWMM)即动态降雨-径流模拟模型,可以实现专业的可视化水力计算,有效弥补传统水力计算方法的不足。我国在此方面起步虽然较晚,但由于暴雨洪水管理模型(SWMM)具有实用性强、便于水利计算(计算更加专业、准确)等特点,国内学者在其学习与应用中取得了良好的效果。

1.2暴雨洪水管理模型(SWMM)应用情况

在我国,研究者们普遍将暴雨洪水管理模型(SWMM)应用于验证排水管道网络系统的设计是否使管道网络设计的可靠性得以提高。在不断地试验中,一些研究者在部分城市进行实地调研并成功应用该模型,取得较为可观的成果。例如,余嵘等通过建立暴雨洪水管理模型(SWMM),研究了其对城市涝灾的影响。研究表明,使用可渗透的砖块和下凹式绿地等措施可以有效减少雨水峰值流量。刘俊等利用SWMM相关的软件成功建立起一个相对完整的雨洪模型。研究结果表明,该雨洪仿真模型运行情况与实际情况基本一致。可以较好地模拟排水管道网络内水流动的全部过程。当部分研究者在一些试点城市实地应用暴雨洪水管理模型(SWMM)并取得了一些有效地成果之后,该模型开始在排水系统优化工程中被广泛地应用。应用暴雨洪水管理模型(SWMM)不仅可以为给排水管道网络提供高效且可靠的排水全程模拟,还能够给治理内涝行动提供实时的动态排水模拟,甚至能够支持预报内涝发生的可能性。

2低影响开发(LID)措施

2.1“海绵城市”概念与特性

近年来随着一些城市内涝灾害频发,“海绵城市(低影响开发雨水系统构建/LowImpactDevelopmentofRainwaterSystemConstruction,LIDRSC)”的概念应运而生,并逐渐被应用到给排水系统中。“海绵城市”是新一代城市雨洪管理概念。它要求道路必须要像海绵一样对水具有良好的“柔韧性”,遭遇强降雨时道路可以吸收并储存多余的水,在遇到其他环境变化时,又可以释放一些水资源,以此实现可持续发展。根据赵银兵,蔡婷婷等人的研究可知,现阶段我国的海绵城市建设大体上遵循水循环过程的基本原理。它的特点就是能够“弹性”地应对自然灾害,在一定程度上实现雨水的“收”和“放”。根据该理念,雨水资源可以循环利用,有利于实现可持续发展。

2.2低影响开发(LID)措施的发展现状

低影响开发(LID)技术措施属于国内外四种类型海绵城市建设的技术措施和模型之一。其中主要包括植草沟、路面透水铺装、地下蓄渗等内容。国外的“低影响开发技术”提出早于国内,由于该方法在面对自然灾害时具有出色的弹性效果,并且可以通过较环保的方式改善实践地点或设施的用水,因此,低影响开发(LID)技术措施得到国内外许多学者的青睐。低影响开发(LID)措施可以考虑用来解决积水、雾霾和热岛三个“城市病”,非常适合中国当前的建设需求。近几年,许多学者开始考虑将低影响开发(LID)措施与城市给排水建设中的一些手段结合,以达到更好的排水效果。低影响开发(LID)可以利用植草沟及蓄水装置将雨水有计划地收集或处理,结合“海绵城市”理念在处理城市给排水问题的优势,国内研究者们一般采用海绵城市的概念并结合低影响发展(LID)措施启动对城市供水和排水项目重建与改造。目前,国内已有分两批提出的三十个试点城市。

3基于SWMM与LID措施对机场进场道路及停车场排水系统优化

暴雨洪水管理模型(SWMM)与低影响开发(LID)措施在城市优化建设方面已被学者们广泛接受。考虑到它们都可以应用于城市排水系统,且均取得了较好的结果,有研究者将二者结合一起用于解决城市内涝问题,而且在城市内涝问题上取得相应的积极成果:都能或多或少地解决内涝问题。但是目前此方法所应用的范围,主要涵盖小区、校园、公园绿地、道路交通这几个方面,并没有达到真正意义上的“被广泛应用”。机场进场公路及停车场具有一定的特殊性,机场进场公路作为城市交通运输枢纽,每天有巨大的人流密度,对通畅性的要求往往高于其他道路及停车场。机场进场公路处的停车场作为其配套设施,同样需要有良好的通畅性以供往来车流停放。因此,如何避免或降低由强降雨带来的排洪不畅等造成的交通拥堵及行车安全问题十分关键。本文考虑将暴雨洪水管理模型(SWMM)及低影响开发(LID)两种方法结合引入机场进场道路及停车场的排水系统优化中,可以实现积水有计划并且及时排出,有效避免机场进场公路及停车场的堵塞。该方案有一定的先进性以及可行性。因为暴雨洪水管理模型(SWMM)以及低影响开发(LID)措施作为两种新型技术方法,秉持绿色环保的理念,较符合当代人们可持续发展的思想,具有一定的先进性。国内在使用暴雨洪水管理模型(SWMM)与低影响开发(LID)技术设施改造优化排水系统方面已经取得了明显的成果,为此方案的实施提供了一定的参考,因此,此方案具有操作可行性;暴雨洪水管理模型(SWMM)与低影响开发(LID)措施结合的方法已经在许多试点城市完成了测试并且适当改进,具有技术可行性;运用此方法对机场进场公路及停车场排水系统进行改进所花费的资金大大少于未改进情况下由道路积水所引起的资金的损失,且改进后将大大增加旅客的良好体验感,此方案具有经济可行性;当前我国民航局提出要建设平安、绿色、智慧、人文“四型机场”,所以,对机场进场道路及停车场排水系统优化方面的相关应用研究是必要的,也是大势所趋。

4结论与展望

暴雨洪水管理模型(SWMM)与低影响开发(LID)技术措施起源于国外,但由于这种方法有较强的实用性和适应性,并且切合中国的发展策略,二者由国内学者引入相关领域,并得到较好的效果。目前,我国现有的排水改造优化的应用研究多在校园、公园绿地、城市道路、居民小区,在机场进场道路及停车场方面的相关应用研究几乎没有。这并不意味着此方法不适用于机场进场公路及停车场,二者在该领域依然有一定的先进性及可行性,可供设计者借鉴学习。我国一些地区的机场进场公路及停车场泄洪不畅的问题大大影响了机场道路的流畅度,在一定程度上增加了旅客的出行时间,并降低旅客乘坐飞机的意愿,影响该地的航班量。因此,对机场进场道路与停车场排水系统应用模型进行改进优化是非常必要的。当下社会发展趋势是“绿色”“智慧”,机场进场道路与停车场排水系统采用此模型进行优化能够充分利用降水,节约水资源,实现一定程度上的绿色智慧发展,顺应时代趋势。国内在该方面的研究依然处在初始阶段,具有很大的发展空间。综合来看,基于暴雨洪水管理模型(SWMM)和低影响开发(LID)措施优化机场进场公路及停车场的排水系统发展前景十分广阔。

参考文献:

[1]余嵘,赵丹,刘渊博,严程,逯佩宁,赫雷刚.SWMM模型中不同LID措施在排水系统模拟中的应用[J].中国农村水利水电,2016(01):35-38.

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作者:何晓海 杨紫霞 马晓思 李苓通 提越 单位:中国民航大学 河北工业大学