海綿城市吸水性材料的應(yīng)用與滲水性研究

趙琪 馬琦琳

摘要：海綿城市的提出主要是為了解決降雨形成的洪水問題、城市彈性問題、城市生態(tài)問題、城市低碳問題和城市的可持續(xù)發(fā)展問題。海綿城市是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，具有先進(jìn)性、持續(xù)性和有效性等特點(diǎn)，有利于推動(dòng)我國(guó)城市化的快速發(fā)展，保障城市水平衡。通過對(duì)廈門等海綿城市試點(diǎn)案例的吸水性材料的研究分析，與我國(guó)的城市實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，指出我國(guó)海綿城市規(guī)劃中在吸水材料選擇方面注意的問題，在建設(shè)過程中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，找到適用的吸水性材料以及對(duì)滲水性進(jìn)行研究，對(duì)我國(guó)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)建設(shè)有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：海綿城市；可持續(xù)發(fā)展；城市化進(jìn)程；吸水性材料；滲水性

全球氣候的變化以及生態(tài)環(huán)境污染問題所造成的自然災(zāi)害對(duì)我國(guó)城市造成惡劣的影響。據(jù)資料分析，在2011年我國(guó)城市內(nèi)澇造成了4000億人民幣的損失；白2010年以來，城市內(nèi)澇問題影響著全國(guó)各大城市，每年損失超過千億，年均一億人左右受到災(zāi)害影響。洪水問題是我國(guó)政府重視的問題之一，解決城市排水問題迫在眉睫。為了實(shí)現(xiàn)海綿城市，解決我國(guó)洪澇問題，因此應(yīng)當(dāng)選取優(yōu)良的吸水材料，對(duì)滲水性進(jìn)行系統(tǒng)分析，以進(jìn)一步減輕災(zāi)害對(duì)我國(guó)的影響。

1 吸水性材料的應(yīng)用與滲水性分析

建設(shè)海綿城市需要尊重自然規(guī)律的原則。在發(fā)生重大洪澇災(zāi)害時(shí)能夠有效的將雨水吸人，進(jìn)入排水工程，海綿城市是現(xiàn)代化城市發(fā)展的新理念和目標(biāo)。建設(shè)海綿城市可以改善對(duì)雨水的控制能力，減輕洪澇災(zāi)害的影響，對(duì)城市化建設(shè)有著重大的意義。海綿城市如同海綿一樣需要在水多的時(shí)候?qū)⑺者M(jìn)去，水少的時(shí)候再釋放出來，將儲(chǔ)存的水進(jìn)行有效的利用。所以建造海綿城市對(duì)材料的要求以及存水、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。

1.1 樹脂材料

由于洪澇災(zāi)害發(fā)生的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含水量高的淤泥，這種淤泥沒有任何強(qiáng)度，狀態(tài)呈流動(dòng)性，且污染嚴(yán)重。針對(duì)于淤泥有著流動(dòng)性的特點(diǎn)，業(yè)界人士展開了各類研究，將海綿城市的理念融合進(jìn)去。本次研究找到了一種新的吸水性良好的材料，可以將淤泥當(dāng)中所含的水快速吸收，使淤泥的流動(dòng)性降低，便于淤泥堆放以及運(yùn)輸。這種材料為樹脂材料，特點(diǎn)是：在極短的時(shí)間可以吸收百倍的水分，并且不含任何毒素、味道等特性。

1.2 吸水性混凝土材料

吸水性}昆凝土分為兩種：一種是吸水性混凝土，另一種是吸水性瀝青。吸水性混凝土的原料是水泥、水、膠等材料的結(jié)合體，在里邊加一些骨料配置而成，合成之后具有一定的間隙。吸水性瀝青需要與其他的原料混合在一起制成的鋪裝材料稱之為吸水性瀝青，在強(qiáng)度方面比吸水性}昆凝土要強(qiáng)一些。

1.3 陶瓷吸水磚

現(xiàn)階段，我國(guó)常見的滲水磚從材料和工藝兩方面進(jìn)行區(qū)分可以分為兩大類，即陶瓷吸水磚和非陶瓷吸水磚。陶瓷吸水磚是利用窯燒制而成，非陶瓷吸水磚則是通過一些原料粘制而成。通過將工業(yè)不需要的建筑垃圾、廢玻璃、生活垃圾等材料高溫?zé)菩纬桑沾晌u在特性方面滲水性極高、孔隙較大、抗壓能力較強(qiáng)、裝飾效果美觀。

1.4 自然型吸水原料

傳統(tǒng)園林道路設(shè)計(jì)當(dāng)中所需要的方磚、鵝卵石、木料、鑲草鋪地等吸水性、滲水性鋪裝原料都屬于自然型滲水原料的種類。現(xiàn)階段我國(guó)海綿城市所需要的吸水性和透水性材料當(dāng)中也會(huì)使用自然型滲水材料，再加上進(jìn)行過防腐處理的木料都被應(yīng)用于海綿城市設(shè)計(jì)規(guī)劃當(dāng)中，在美學(xué)方面看來美觀，對(duì)海綿城市的實(shí)施有著重要的意義。

1.5 吸水性新材料

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在海綿城市的材料運(yùn)用方面也出現(xiàn)了新的吸水性材料，其中一種稱之為“生態(tài)砂基滲水磚”?？梢該p壞它表面的張力擴(kuò)大生態(tài)砂滲水磚的滲水性，比一些通過孔隙進(jìn)行滲水的材料效果好，可以規(guī)避沙塵堵塞的問題。這種材料在世博會(huì)等大型建筑或者一些城市當(dāng)中都有廣泛的應(yīng)用。

2 我國(guó)海綿城市實(shí)踐和滲水材料應(yīng)用案例

2.1 廈門海綿城市建設(shè)實(shí)踐

傳統(tǒng)排水模式被海綿城市逐漸淘汰，相對(duì)傳統(tǒng)模式海綿城市的設(shè)計(jì)理念、排水方式更加符合城市化的發(fā)展，廈門是一座海灣型城市，對(duì)于排水工程更需要改革，由于排水系統(tǒng)遭到人為的損壞，河道走廊老化、所以在滲水、凈水、蓄水這幾個(gè)方面都有較大的問題，再加上灣區(qū)在潮水的末尾處，污染物質(zhì)長(zhǎng)期存積當(dāng)中，存水的自行凈化能力比較弱，廈門的雨水以及一些其他方面的污水全部進(jìn)入到灣區(qū)當(dāng)中，水區(qū)每時(shí)每刻都在被污染物所污染。一旦產(chǎn)生暴雨就會(huì)產(chǎn)生洪水災(zāi)害，因此排水問題一直對(duì)廈門這座城市造成了困擾，制約了廈門的發(fā)展。隨著政府文件的下發(fā)，廈門馬鑾灣成為了城市海綿的試點(diǎn)項(xiàng)目地。

主要將馬鑾灣新建或者改造的小區(qū)形成綠色屋頂、可滲透的路面和自然地面，建造向下凹陷的綠地和植物溝渠，在改造城市的同時(shí)也要對(duì)其保護(hù)，建造濕地增加蓄水性。將“滲、滯、蓄、凈、用、排”這個(gè)六大方面作為改造的核心。 “滲”主要是通過樹脂材料或者吸水磚等原料，將水分快速吸收到地面當(dāng)中?！皽笔峭ㄟ^綠色植物、植溝區(qū)將徑流出現(xiàn)的水流速減慢，達(dá)到滯留的效果?！靶睢敝饕诔鞘挟?dāng)中開發(fā)濕地公園或者湖泊等設(shè)施對(duì)水分進(jìn)行收集工作，可以在澇災(zāi)時(shí)有水可用，在洪災(zāi)時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)水。“凈”主要是設(shè)置污水處理廠或者綜合治理河道等設(shè)施，把沿海生態(tài)坡的淤泥進(jìn)行清理，減少環(huán)境污染，使城市當(dāng)中的水可以達(dá)到循環(huán)利用的目的。“用”這項(xiàng)內(nèi)容是將儲(chǔ)存的水進(jìn)行處理利用，可以對(duì)水資源短缺等方面進(jìn)行運(yùn)用?！芭拧表?xiàng)目是將污水分流的管道進(jìn)行清理、改造，使城市當(dāng)中形成天然排水系統(tǒng)，地面水可以滲透到地下排水管道當(dāng)中，使排水功能得到進(jìn)一步的強(qiáng)化。廈門馬鑾灣城市海綿項(xiàng)目不只是為廈門提供了完善經(jīng)驗(yàn)，也為全國(guó)的沿海城市在海綿城市規(guī)劃和材料選取方面做出了貢獻(xiàn)。

2.2 哈爾濱海綿城市建設(shè)實(shí)踐

哈爾濱群力濕地公園、六盤水明湖濕地項(xiàng)目等工程，在海綿城市的理念當(dāng)中得到了有效的利用，城市海綿的核心理念是不用單一化的工程解決旱澇災(zāi)害、排水問題、污水問題，強(qiáng)調(diào)人與自然和諧發(fā)展。在城市建造方面采取吸水性好的材料進(jìn)行路面的鋪設(shè)，在地下設(shè)置相應(yīng)的排水管道、蓄水濕地、凈水網(wǎng)絡(luò)等一系列的循環(huán)設(shè)施，使城市當(dāng)中的水可以循環(huán)使用，深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的觀念，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

3 海綿城市吸水材料應(yīng)用思考

在上述城市海綿案例當(dāng)中，樹脂材料可以應(yīng)用于濕地建設(shè)當(dāng)中，通過樹脂材料強(qiáng)大的吸水性，將雨水進(jìn)行吸收儲(chǔ)存于樹脂層當(dāng)中或者滲透到地下進(jìn)行儲(chǔ)存。吸水性混凝土和吸水性瀝青則是被用于城市道路建設(shè)方面，能夠?qū)⒌孛娴挠晁焖偻ㄟ^間隙滲透到地下排水蓄水池或者排水管道。陶瓷性吸水磚和自然型原料還有新型材料則是被用于小區(qū)的建設(shè)當(dāng)中，小區(qū)的廣場(chǎng)可以選擇陶瓷性吸水磚和新型吸水材料，防止小區(qū)當(dāng)中的砂塵將間隙堵塞，小路可以用自然型材料鋪設(shè)，建造形象美觀。

海綿城市是我國(guó)未來城市改造的趨勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)人與自然和諧相處，減小自然災(zāi)害對(duì)人民的影響，形成生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，滿足現(xiàn)代城市化發(fā)展的要求。但是現(xiàn)階段的吸水性材料價(jià)格較高，支撐的力度不足。所以在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)加大力度研究新型的吸水材料，使海綿城市項(xiàng)目可以在我國(guó)更多的城市展開。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔廣柏，張其成，湛忠宇.陳玥.海綿城市建設(shè)研究進(jìn)展與若干問題探討[J]水資源保護(hù)，2016，32（02）：1-4