基于海綿城市理念的城市排水設(shè)計探討

劉金翠

摘 要：對于城市排水，尤其是雨水，海綿城市可以具有比較好的蓄水、吸水、凈水能力，遇到特殊情況時釋放、利用的效率更高。提出海綿城市這個理念，對城市排水的設(shè)計和建設(shè)具有非常高的理論和現(xiàn)實指導(dǎo)意義，不僅有助于更合理的分配水資源的利用方式，還有利于有效保護(hù)我們的生態(tài)平衡和生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)與自然環(huán)境的有機(jī)結(jié)合。文章簡要闡述了海綿城市的應(yīng)用現(xiàn)狀和城市排水建設(shè)存在的問題，并簡要分析了基于海綿城市理念的城市排水的建設(shè)和應(yīng)用，為工作人員的相關(guān)工作提供有力的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海綿城市理念；市政排水設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0111-02

1 海綿城市的概念

近年來，干旱和內(nèi)澇等災(zāi)害的頻發(fā)，其中重要的原因是雨水資源沒有得到合理的利用。海綿城市是最近幾年提出的一個新概念，像海綿一樣彈性非常好是海綿城市最大的特點，對各種環(huán)境和氣候的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，特別是遇到某些自然災(zāi)害的時候，海綿城市表現(xiàn)出更好的適應(yīng)能力。如果城市的降水量較大，海綿城市此刻可以吸收或者存儲多余的降水，對水資源進(jìn)行儲存，同時滲透、吸收、凈化地表水。如果城市在面臨水資源短缺的狀況，海綿城市可以將儲存起來的水釋放、利用。建設(shè)和發(fā)展海綿城市在很大程度上可以實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，有機(jī)結(jié)合自然力量和人工建設(shè)，實現(xiàn)雨水的最大化利用和保護(hù)我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。建設(shè)海綿城市時[1]，更要充分的統(tǒng)籌結(jié)合地下水體系、地表水體系、給水、排水和自然降水等。

2 城市排水系統(tǒng)存在的問題

2.1 不完善的排水基礎(chǔ)設(shè)施

伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的社會也發(fā)展的越來越迅速，而現(xiàn)階段的排水管道并沒有進(jìn)行更新?lián)Q代，老化嚴(yán)重，不能滿足社會發(fā)展的要求。眾所周知，排水系統(tǒng)的更新?lián)Q代對專業(yè)能力的要求非常高，所以，進(jìn)行操作時必須要由專業(yè)人員來完成，但是，目前階段我國的專業(yè)人員非常缺乏，從而無形中增大了工作難度和工作量。而且，現(xiàn)有的排水管道弊端非常明顯，例如：構(gòu)造不合理、尺寸達(dá)不到要求等是常見的問題?，F(xiàn)代社會城市發(fā)展越來越迅速，就必然會導(dǎo)致高層的建筑物逐漸增多，大量開發(fā)利用地下空間，大幅度增大城市的面積。另一方面，城市化進(jìn)程加快，工業(yè)發(fā)展逐步加快，也就會產(chǎn)生越來越多的工業(yè)污染，導(dǎo)致水資源的急劇短缺，同時人類浪費現(xiàn)象非常明顯，使得這一問題更加突出嚴(yán)峻[2]。為了改善這種狀況，相關(guān)部門要樹立責(zé)任意識，提出具體的解決措施，完善排水的基礎(chǔ)設(shè)施，使排水方案最優(yōu)化最合理，使水資源短缺的問題可以得到有效地緩解。

2.2 氣候因素影響較大

不合理開發(fā)、利用自然資源，破壞生態(tài)平衡，使得氣候逐漸變暖，而目前階段世界各國面臨的首要氣候問題就是怎樣控制全球氣候變暖。眾所周知，城市熱島效應(yīng)和溫室效應(yīng)嚴(yán)重影響了我們?nèi)粘５纳a(chǎn)和生活，近幾年，氣候出現(xiàn)異常變化、極端天氣增加等屢見不鮮，同時極端天氣產(chǎn)生后果非常嚴(yán)重，我們并沒有發(fā)現(xiàn)很好的解決方法，嚴(yán)重影響了我們賴以生存的居住環(huán)境。如果遇到強(qiáng)降雨天氣，城市的排水系統(tǒng)極易癱瘓，使得城市積水過多，建筑物老化的速度加快，人類生存受到嚴(yán)重威脅。一般情況，城市的排水管道所能承受的水量能力是有限的，如果某一區(qū)域的管道出現(xiàn)問題，將會嚴(yán)重威脅整個城市的排水管網(wǎng)體系，嚴(yán)重的話還會造成交通擁堵、市民恐慌等惡劣影響。

2.3 雨水資源利用不合理

根據(jù)調(diào)查表明，一般情況下，在降水過程中絕大部分的雨水會滲透到地下，少部分的雨水會流失掉，這是不可違逆的自然規(guī)律，也是這樣的循環(huán)可以有效地對城市地下水進(jìn)行補充，排水體系運轉(zhuǎn)的更加有效平穩(wěn)，有助于建設(shè)、發(fā)展城市。然而隨我國社會的進(jìn)步、城市的發(fā)展，為了更加方便人民的生活，許多地面從傳統(tǒng)的自然道路修建逐步向硬化路面方向發(fā)展。大量建設(shè)硬化地面雖然有助于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建設(shè)，但會使得大量的雨水資源流失，雨水資源的80%不能得到利用，從而使得城市的排水工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。有限的水資源使得地下水資源的補充不夠及時有效，然而交通運輸業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步對于城市的發(fā)展至關(guān)重要，二者相輔相成，所以這些矛盾的地方使得城市的排水體系與城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展出現(xiàn)不匹配的問題[3]。目前階段，我國排水系統(tǒng)的設(shè)備、管道都比較老舊，老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，城市的快速發(fā)展要求排水系統(tǒng)也要進(jìn)行更新?lián)Q代，否則，就不能滿足社會進(jìn)步的要求。

3 基于海綿城市理念的排水設(shè)計應(yīng)用

3.1 海綿城市滲水設(shè)計

3.1.1 透水景觀鋪裝設(shè)計

傳統(tǒng)城市在建設(shè)過程中，主要是對市政公共區(qū)域景觀、居住區(qū)景觀進(jìn)行鋪裝，且鋪裝時，大多采用透水性比較差的材料，進(jìn)一步使得雨水滲透能力變差，如果想要改善這一問題，既可以采用過透水鋪裝設(shè)計，也可以最大限度的利用溝渠、水渠，將雨水引流到周邊街道的滯水設(shè)備中，有效解決雨水滲透問題。

3.1.2 透水道路鋪裝設(shè)計

建設(shè)城市時，道路占用的面積在傳統(tǒng)城市面積中有很大比重，能夠達(dá)到10%-25%，修建傳統(tǒng)道路時所使用的鋪裝材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，是造成雨水滲透能力弱的主要因素。鋪裝景觀過程中，可以采用透水鋪裝，一方面有效提高雨水的滲透能力，另一方面用透水混凝土逐步代替居住區(qū)、園區(qū)的道路、停車場的鋪裝材料，使得雨水的滲透量逐漸增大，地表徑流逐漸減少，同一時間，雨水滲透到地下流進(jìn)地下儲蓄池，完成存儲步驟，然后對流入河道和補充地下水的水資源進(jìn)行凈化，使得對水資源的污染程度大大降低[4]。

3.2 海綿城市蓄水設(shè)計

3.2.1 蓄水模塊

雨水的蓄水模塊是一種新型產(chǎn)品，具有的承壓力非常好，不僅可以對水資源進(jìn)行存儲，占據(jù)的空間也不會很多，為了使得蓄水能力更好，蓄水模塊的設(shè)計增加了許多鏤空空間，這些鏤空空間大約占95%。另外，為了配合更好蓄水和排水，要與防水布、土工布充分的結(jié)合，與此同時，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，要充分設(shè)置好出水管、進(jìn)水管、檢查井、水泵的位置。將這些雨水資源充分儲存起來，經(jīng)過處理，不僅僅可以用來清潔路面、水景補水、沖刷廁所、澆灌花草，還可以用作消防用水或循環(huán)冷卻水。endprint

3.2.2 地下蓄水池

收集雨水資源的過程中，主要包含8個組成部分：池體、出水井、沉沙井、高位通氣帽、低位通氣帽、進(jìn)水水管、出水水管、溢流管、曝氣系統(tǒng)等。依據(jù)選用植物的不同，蓄水層的處理也相應(yīng)的存在差別。當(dāng)選擇的綠色植物為灌木、喬木等類大型植物時，選擇的蓄積材料多為輕質(zhì)多孔的粗骨料，且粗骨料的粒徑要大于或等于25mm，蓄水層（包括水、骨料）的深度要大于或等于60mm。當(dāng)選擇的綠色植物為綠籬、藤本植物等類的小型植物時，選擇的蓄積材料可以為80mm厚15-20陶粒，內(nèi)鋪穿孔PVC管，可以盡量保持土壤層的相對水分量。

3.3 海綿城市滯水設(shè)計

3.3.1 雨水花園

如果一些園林區(qū)可以種植樹木、灌木，對雨水的滯留作用會更好。雨水花園的設(shè)計，不僅使得地表的徑流量降低[5]，還能對地下水源起到涵養(yǎng)作用，利用吸附、降解的功能，減少水循環(huán)過程中產(chǎn)生的污染。土壤更好的促進(jìn)雨水滲入地下，如果城市出現(xiàn)暴雨積水現(xiàn)象，可以起到很好的緩解作用。

3.3.2 生態(tài)滯留區(qū)設(shè)計

所謂的生態(tài)滯留區(qū)，是指通過淺水的洼地進(jìn)行水資源的儲存或者對雨水徑流的方式進(jìn)行控制。生態(tài)滯留區(qū)設(shè)計，就是利用植草溝、雨水濕地、雨水塘等方式，促進(jìn)雨水滲入地下。生態(tài)滯留區(qū)的設(shè)計，最大化的利用土壤和植被，改善徑流，治理徑流，同時實現(xiàn)方式多種多樣。

4 結(jié)束語

規(guī)劃基于海綿城市理念的排水建設(shè)，城市的發(fā)展水平和發(fā)展基礎(chǔ)是其設(shè)計建設(shè)的依據(jù)，要統(tǒng)籌兼顧各種影響因素，進(jìn)一步有效地確定系統(tǒng)建設(shè)的可操作性，進(jìn)而相應(yīng)的確定排水工程的建設(shè)要點，問題分析更加具有針對性，對于雨水的利用率更高，為減少我國出現(xiàn)的洪澇問題貢獻(xiàn)最大的力量。基于海綿城市理念，城市要建設(shè)科學(xué)合理的排水系統(tǒng)，建設(shè)者要充分考慮各個階段所要面臨的各種影響因素，有效完善城市排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，大力促進(jìn)我國城市更好更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳偉濤，劉明輝.對市政工程給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計論述[J].中國科技縱橫，2010（13）：99.

[4]李新貴，劉岳威，施鳳英，等.我國城鄉(xiāng)嚴(yán)重的水生態(tài)危機(jī)與水資源環(huán)境的綜合管治-基于海綿城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展理念[J].上海城市管理，2016（01）：20-23.

[5]劉先覺.現(xiàn)代建筑理論-建筑結(jié)合人文科學(xué)自然科學(xué)與技術(shù)科學(xué)的新成就[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：204-207.endprint