基于海綿城市理念的市政道路給排水設計芻議

謝雙雯

武漢恒誠市政工程有限公司 湖北 武漢 430000

正文：

引言：在越來越多的人口聚集在城市團體的當今來說，衣食住行等等各方面均對現(xiàn)代城市的職能負荷提出了更大的挑戰(zhàn)。而作為人們?nèi)粘＝?jīng)常使用的水資源，如同空氣一樣已經(jīng)不可或缺，隨之而來的城市居住人口劇增與給排水問題之間的矛盾越來越明顯，加之近幾年來每逢暴雨時節(jié)城市內(nèi)澇嚴重，無一不對傳統(tǒng)城市基礎給排水設施的有效功用性提出了挑戰(zhàn)，但事實證明目前多數(shù)城市市政建設當中的給排水設計大大滿足不了日益增加的給排水負荷。因此國內(nèi)許多學者提出引進國外先進的“海綿城市”的市政道路給排水設計理念，通過對國外已經(jīng)十分成熟“海綿城市”的市政道路給排水設計可以看出，這樣更加先進的設計不僅僅能有效地調(diào)節(jié)城市給排水系統(tǒng)的問題，更保護了人民的財產(chǎn)安全，同時還能夠?qū)Τ鞘姓w的生態(tài)環(huán)境起到一定的改善作用，進一步促進現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展。

一、海綿城市的概念

“海綿城市”的設計理念顧名思義就是將城市給排水基礎設施的調(diào)控能力做到能夠像海綿一樣“有收有張”，即在滿足自身的給排水功能的前提下，面對較為惡劣的自然環(huán)境能夠具備很好地“抗壓”能力，例如：在雨水較多季節(jié)，城市能夠像海綿一樣具備“儲水”的能力，在太陽輻射較大的時候又能夠“智能”的將之前儲存的水資源重新釋放出來。

目前現(xiàn)代化城市市政道路的給排水設計，多要以保持生態(tài)環(huán)境優(yōu)先，注重人為因素與自然調(diào)節(jié)更加自然地結(jié)合，這不僅對給排水建設技術(shù)有著較高的要求，還要保證城市在汛期抗洪能力的同時，實現(xiàn)城市內(nèi)部對自然水資源的有效儲存、凈化和再利用，能夠達到水資源的高利用率的理想射擊目標。屆時還需要與原有的基礎給排水設施進行“無縫接軌”，將地下水資源、地表水等多種可利用水資源考慮進去，形成協(xié)調(diào)有效、反應及時地水循環(huán)系統(tǒng)，進一步拓展“海綿城市”的調(diào)節(jié)作用。

二、海綿城市道路給排水設計理念的意義

結(jié)合我國道路運輸發(fā)展的現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，在對海綿城市的市政道路給排水建設過程中，為了能夠保證以運輸車輛為道路承載建設標準的設計原則，擁有海綿城市功能的道路給排水設施不僅要在道路的使用壽命上下功夫，還需要確保運輸過程中道路基礎設施安全穩(wěn)定，能夠以最低的運輸成本實現(xiàn)最大化的道路運輸效能。對此，在市政道路的建設過程中，既要考慮到給排水設施的嵌入，又要保證路基結(jié)構(gòu)的堅固穩(wěn)定、路面的平整、對大型運輸車輛的運輸承載能力、使用壽命的長短等等各種綜合道路建設因素的完善。對于在市政道路建設過程中出現(xiàn)的各種問題，積水問題的嚴重性也越來越明顯，例如：在一段路面平整、路基堅固的運輸路段，因為降水出現(xiàn)長時間的路面積水，則會造成車輛在經(jīng)過時輪胎與路面的摩擦力下降，影響車輛的運輸能力，并且在重載車輛經(jīng)過這段積水路面時，剎車不及時會產(chǎn)生車輛輪胎打滑，甚至液面位移的嚴重情況，這就對道路的交通安全埋下了隱患。如果在這一段路面長時間的出現(xiàn)路面積水現(xiàn)象，則會導致該段路段的路基被漸漸侵蝕和軟化，當達到一定的滲透程度時就會造成路基土本身的強度下降，甚至對整體路基段的堅固性造成影響和損壞，形成塌陷或坑洼區(qū)域，大大影響了道路運輸效率和安全性。

除此之外，城市道路給排水系統(tǒng)當中包括排水系統(tǒng)的設計，因此在道路建設的同時要將排水系統(tǒng)的主要管路一同鋪設在道路下，以此形成立體的城市給排水系統(tǒng)，既能夠及時地排送城市居民的生產(chǎn)生活污水和廢水，又保障了城市正常的生產(chǎn)生活運作。因此，無論是從排除積水降低交通運輸安全隱患的角度，還是從保證城市生產(chǎn)生活的正常運轉(zhuǎn)來說，市政道路給排水的建設都需要經(jīng)過認真地研究和規(guī)劃，同時結(jié)合海綿城市道路給排水的特性來進一步推進現(xiàn)代化城市的建設，這也是當前相關(guān)建設部門需要積極面對的問題。

三、傳統(tǒng)市政道路給排水設計的缺陷

隨著我國現(xiàn)代化城市的不斷發(fā)展和建設，新型海綿城市的建設理念也在國內(nèi)掀起了一股建設熱潮，國家也積極出臺了許多相關(guān)政策，地方政府也在大力支持相關(guān)建設方案的實施。隨著海綿城市建設的興起，市場和政策的有力結(jié)合，造成了海綿城市建設招標當中的魚龍混雜，一些問題也漸漸明朗化，許多不達標的建設和具有缺陷的設計方案也被采用，導致了建設過程的不同意，建設質(zhì)量的不過關(guān)。由于海綿城市的建設需要相關(guān)領域的專業(yè)技術(shù)和知識的支撐才能走的長遠，因此對于目前我國國內(nèi)出現(xiàn)的各類市政道路問題進行了簡單的分析：

1.零散拼湊起來的城市規(guī)劃方案

目前我國出臺的相關(guān)政策還尚未完善，針對城市的基礎設施建設，各個方面的改進和聯(lián)合尚未達成較為統(tǒng)一的管理水平，尤其是作為整個城市規(guī)劃方案的市政建設，根據(jù)以往的建設經(jīng)驗，范圍較廣、建設周期較長的大規(guī)模市政工程建設需要聯(lián)合各個方面的情況進行詳細的城市規(guī)劃部署，通過認真的研討來敲定初步的規(guī)劃方案。但目前的形勢來看，多數(shù)城市的市政建設隨著建設周期的延長，導致了規(guī)劃方案零散，總體規(guī)劃水平較低，沒有達到各方面相互協(xié)調(diào)的統(tǒng)一的專業(yè)水平。

2.相關(guān)參考規(guī)范不完善

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國目前針對城市給排水系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范出臺相對緩慢，翻閱最新的規(guī)范標準，可以發(fā)現(xiàn)許多的設計參數(shù)和參考數(shù)據(jù)仍舊停留在最基礎的道路鋪設層面，而沒有去進一步的深挖相關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)和材料，這也是我國頻線城市內(nèi)澇的主要原因之一，例如：在2016年修訂的《室外排水設計規(guī)范》當中，針對汛期暴雨的計算僅僅停留在對暴雨強度的計算公式和一些簡單的洪澇災害水深標準，并沒有針對給排水系統(tǒng)中的排水系統(tǒng)的鋪設作出詳細的分析。因此在城市市政建設中相關(guān)規(guī)范的實時性和指導性至關(guān)重要。

3.實施人員專業(yè)單一

由于市政建設工程需要聯(lián)合各個方面進行共同建設，因此市政道路給排水的設計和建設并不能僅由施工建設方來承擔，這樣的建設往往也意味著需要更加嚴謹、科學的指導團隊。同時海綿城市概念的引進，也代表著相關(guān)專業(yè)的人才需求，在建設過程中不能只以以往的建設經(jīng)驗來施工，需要去聽取專業(yè)人員的建議，在實際的操作中改進建設方案。但由于目前我國在這一方面的建設經(jīng)驗不足，導致了建設過程仍舊按照原有的標準進行，出現(xiàn)了一種空有理論而缺少實際的操作人員的尷尬局面。

4.舊城區(qū)改造困難

我國多數(shù)已經(jīng)形成規(guī)模的城市一般自身的基礎設施趨于飽和，在原有建設規(guī)劃的基礎上經(jīng)過數(shù)十年的維護和改進，持續(xù)改進的空間基本為零，并且許許多多的老城區(qū)由于年久，建筑的承壓能力比較弱，無法承受類似于市政建設的大型改造。因此對于舊城區(qū)的新興概念的引進，首先需要對其改造承壓的能力進行全面的評估，針對以往規(guī)劃的給排水設計方案進行充分了解，避免造成不必要的改造資源浪費。

四、海綿城市設計理念取得的進步

1.城市綠地設計

針對水資源的利用方面，城市綠地是最主要的改造區(qū)域之一，也是構(gòu)成城市市政道路給排水系統(tǒng)的重要組成部分，因此對于這一部分在改造的過程中需要給予重視。根據(jù)“海綿城市”的設計理念，城市綠地的設計需要按部就班地進行，從收集降水、降低排放速度、及時儲水到經(jīng)過城市綠地的天然過濾再到二次利用。需要具備科學、完善的設計構(gòu)建。

2.車輛、人的通行道路

車輛行駛和步行的道路是市政道路系統(tǒng)的主要組成部分，這些通過或?qū)捇蛘耐ㄐ械缆窐?gòu)成了整個城市體系當中的交通道路網(wǎng)，同時該道路在建設時路面多采用柏油、瀝青或者石板轉(zhuǎn)一類的滲透性差的鋪設材料，這就十分容易導致在降水時期出現(xiàn)積水或者路面濕滑的現(xiàn)象。這樣的鋪設方式不僅會對車輛的通行造成阻礙，同時也是交通安全的隱患，由于無法及時、有效地滲透到地下，極易形成城市熱島效應。而經(jīng)過海綿城市設計理念的改進，將道路表面的滲透性提高，在降低徑流量的同時還可以杜絕道路表面出現(xiàn)積水的現(xiàn)象。在鋪設材料上，道路的表層選擇透水性強的瀝青混凝土，而中下層則選擇隔水材料，確保積水不會侵蝕路基，有效地提高了道路的通行安全性和使用壽命。

3.道路沿側(cè)的設計

以往路緣石的鋪設方案多采用立緣石和平緣石的鋪設，但由于在雨季平緣石的設計還好些，立緣石就易產(chǎn)生路邊積水的狀況，由于雨水無法及時的匯集到雨水口，加以路面的凹陷問題，很容易縮短道路的使用壽命。而海綿城市的路緣石設計則用了在立緣石上打孔、間隔或者開豁口的方式，來更加有效地匯集雨水，這就解決了雨水無法順利流向道路以外的綠化帶的問題。

4.放眼整體，合理規(guī)劃

在城市的市政道路給排水建設中，最主要的工作是導流雨季時期的降水，防止城市內(nèi)澇的出現(xiàn)。但根據(jù)地形的不同應該靈活的采用不同的設計方式，通常在一些降水較為豐富的地區(qū)，可以采用截污凈化的技術(shù)，通過引導降水流向城市綠地，達到利用城市綠地的植被緩沖、凈化的目的，從而在汛期增大了與降水徑流量峰值的距離。而在一些水資源較為匱乏的地區(qū)，要適當?shù)牟捎脙Υ嬗晁慕亓鞣绞?，以便與達到回收再利用的目的。而對于污染較為嚴重的地區(qū)，降水的水質(zhì)標準不達標，因此需要選擇一定的緩沖地帶作為凈水處理場所，在過濾凈化之后進行城市綠地的排放。

五、海綿城市設計階段應注意的問題

1.根據(jù)相關(guān)規(guī)劃條例和建設要求，對給排水的進水口認真科學地考慮其實際效用、運用合理性，要保證其處在水流的低洼處，有效提高了進水口的進水效率?？紤]到復雜的路況，針對建設在縱向坡面的進水口進行科學地設計，如進水口開口的大小、單位之間的開口間距、導流防沖刷設計等等。

2.根據(jù)城市道路建設的規(guī)劃要求，在保證建設過程低影響的前提下，打通自流排水系統(tǒng)與主排水系統(tǒng)之間的功能，進一步提高城市排水系統(tǒng)的完善程度。

3.針對地勢本就低洼的路段，要及時地設置警示標識，提醒民眾該路段的通過條件和有效通過時間，例如：在一些橋下或者架橋鐵路下的低洼地勢，在降水量達到一定的水平之后會造成城市內(nèi)澇災害的出現(xiàn)，因此針對此區(qū)域，要在低洼地勢的兩端設置限高桿和汛期預警標識，在橋洞的橋基上刻畫出水深線，以防止在內(nèi)澇時期因判斷失誤而出現(xiàn)的車輛被淹事件，針對內(nèi)澇時期的積水現(xiàn)象及時地進行動員和調(diào)用抽水機排水。以此來保證民眾的生命和財產(chǎn)安全。

4.新型的“海綿城市”設計理念在國內(nèi)尚處于探索階段，因此在建設過程中要增加建設投入，加大各個環(huán)節(jié)建設的監(jiān)管力度，通過實時監(jiān)測建設質(zhì)量和現(xiàn)場實時技術(shù)指導，來確保市政道路給排水系統(tǒng)建設的完善。在竣工驗收階段進行多路段不定點驗收采樣調(diào)查，確保海綿城市市政道路給排水建設的完善性。同時后期的維護保養(yǎng)工作要及時跟上，針對容易出現(xiàn)的道路常見狀況進行詳細分析，找出問題的原因，及時地通過有利的設施建設進行重建，確保“海綿城市”建設工程的順利進行，提高現(xiàn)代化城市建設質(zhì)量和效率。

六、結(jié)束語

綜上所述，海綿城市的設計理念通過先進的技術(shù)研究和應用，有效地解決了一直以來困擾市政道路給排水的問題，既充分地利用了降水等多種水資源，又對城市內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境起到了很好地調(diào)節(jié)和改善作用。這一設計大大增加了城市給排水設備在防洪抗洪方面的能力，保護了人民財產(chǎn)在城市洪澇災害下帶來的損失，大大推進了我國現(xiàn)代化城市建設的步伐，通過構(gòu)建有效地排水能力，實現(xiàn)了我國現(xiàn)代化城市建設的可持續(xù)化發(fā)展。