基于城市設(shè)計(jì)理念的海綿城市市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)分析

房 艷

甘肅和誠工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州 730000

雨水是導(dǎo)致城市積水的主要原因，為了能夠解決積水問題，傳統(tǒng)的解決策略過于依賴市政排水管道，對(duì)于西北地區(qū)而言，雖然在全年降水量相對(duì)較小，但是受到當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊?，夏天短時(shí)間內(nèi)的降水量將會(huì)很大，在這種情況下，城市排水管網(wǎng)將會(huì)面臨極大的壓力，城市內(nèi)澇現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。海綿城市是一種新型的城市建設(shè)理念，其核心可以用“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個(gè)字進(jìn)行概括，不僅可以避免城市內(nèi)澇，而且還可以有效的利用雨水，屬于一種持續(xù)發(fā)展的雨水管理理念[1]。

一、海綿城市與城市管網(wǎng)概述

（一）海綿城市

海綿城市是當(dāng)前城市建設(shè)的一種新型理念，是指在城市開發(fā)建設(shè)的過程中，以順應(yīng)自然和尊重城市場(chǎng)地自然空間特性為設(shè)計(jì)理念，確保城市能夠在面臨暴雨時(shí)，可以在一定空間場(chǎng)地中得到積存、凈化以及下滲，在避免造成城市內(nèi)澇的同時(shí)，最大程度回收和利用雨水。該理念是在2013年被提出，隨后得到了國(guó)家政府部門的關(guān)注，并且隨后對(duì)海綿城市建設(shè)出臺(tái)了指導(dǎo)性文件。目前為止，海綿城市建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)前城市建設(shè)的重要模式。

（二）排水管網(wǎng)

在城市建設(shè)中，排水管網(wǎng)是非常重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)性建設(shè)，在城市化建設(shè)不斷發(fā)展的背景下，排水管網(wǎng)的建設(shè)里程也在不斷提高，覆蓋面逐漸增多。隨著城市化速度的加快，當(dāng)前很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前需求，在遭遇暴雨之后，很容易造成積水，城市內(nèi)澇問題日益嚴(yán)重[2]。

二、西北城市排水管網(wǎng)存在的問題

在城市建設(shè)的各項(xiàng)要素中，排水管網(wǎng)屬于極為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，就當(dāng)前情況而言，由于西北地區(qū)地理位置偏遠(yuǎn)，城市建設(shè)理念落后，很多排水管網(wǎng)存在很多問題，存在的具體問題如下：

（一）自行運(yùn)行能力較低

對(duì)西北地區(qū)城市建設(shè)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大多數(shù)的排水管網(wǎng)都位于城市的建成區(qū)內(nèi)，在設(shè)計(jì)理念方面，與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相比，不夠先進(jìn)，很多排水管網(wǎng)存在雨污合流的現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致排水管網(wǎng)自行運(yùn)行能力較低的主要原因。

（二）設(shè)施老舊現(xiàn)象嚴(yán)重

對(duì)當(dāng)前實(shí)際情況分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的排水管網(wǎng)，大多都是城市發(fā)展初期建造而成，在使用期間的維護(hù)也不夠及時(shí)，導(dǎo)致設(shè)施老舊現(xiàn)象極為嚴(yán)重，在排水管網(wǎng)自身設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，也相對(duì)較低，在一定程度上降低了排水管網(wǎng)的排水效率。

（三）經(jīng)濟(jì)落后，排水管網(wǎng)翻修難度大

由于西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)較落后，絕大部分基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金主要依靠中央預(yù)算內(nèi)資金，當(dāng)?shù)卣狈Y金對(duì)老舊排水設(shè)施進(jìn)行改造，從而導(dǎo)致排水問題一直無法解決[3]。

三、基于城市設(shè)計(jì)理念的海綿城市市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)理念

（一）海綿城市的價(jià)值

海綿城市是一種新型的城市建設(shè)理念，主要通過人工濕地、植物洼地、綠色屋頂?shù)确绞?，?shí)現(xiàn)削減徑流、凈化雨水等作用，確保建設(shè)場(chǎng)地在被開發(fā)為城市建設(shè)地之后，其自身的生態(tài)作用依然保持原有水平，如地下水補(bǔ)給、滲透等。從這個(gè)角度分析，海綿城市的建設(shè)，可以在一定程度上減少城市排水管網(wǎng)的壓力，彌補(bǔ)城市排水管網(wǎng)存在的不足。

（二）設(shè)計(jì)理念、原則標(biāo)準(zhǔn)

1.設(shè)計(jì)理念。在排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，以城市設(shè)計(jì)理念的海綿城市為設(shè)計(jì)理念，將自然排水系統(tǒng)與低影響開發(fā)設(shè)施進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而確保雨水的自然寄存、滲透、凈化，最終實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用的預(yù)期目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水生物系統(tǒng)自然修復(fù)能力的提高，對(duì)更好的維持當(dāng)?shù)丨h(huán)境的生態(tài)功能具有重要作用。

2.設(shè)計(jì)原則。從海綿城市的概念可以得到，在排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，必須要堅(jiān)持因地制宜的原則，根據(jù)西北地區(qū)自然地理?xiàng)l件、降水規(guī)律以及水資源保護(hù)的相關(guān)需求，結(jié)合城市實(shí)際情況，最終對(duì)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，

3.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)西北地區(qū)的氣候特點(diǎn)以及地理特征，對(duì)城市主干路、高架橋、立交橋及地下隧道選擇較高標(biāo)準(zhǔn)的降雨重現(xiàn)期。以西北城市規(guī)劃為依據(jù)，城市道路的年雨水徑流總量控制在80%，所以此次設(shè)計(jì)的排水管網(wǎng)需要滿足25mm降水量的情況下，雨水不外排的建設(shè)要求。

（三）設(shè)計(jì)方案

城市內(nèi)澇是影響城市正常運(yùn)營(yíng)的重要因素，在本文研究過程中，以西北城市為研究對(duì)象，對(duì)基于城市設(shè)計(jì)理念的海綿城市市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。通過利用“海綿城市”建設(shè)理念優(yōu)化排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，可以有效提高城市排水功能。在上述設(shè)計(jì)中，各個(gè)要素的設(shè)計(jì)理念都是以“海綿城市”建設(shè)理念為依據(jù)。綠化帶是非常重要的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為了能夠充分發(fā)揮綠化帶的作用，在收水口設(shè)置卵石區(qū)，對(duì)雨水進(jìn)行過濾，進(jìn)而去掉大量的泥沙以及漂浮物，綠化帶的溢流高度需要保持在15～20cm之間，下凹深度需要比車行道低20～25cm。為了能夠保證路面雨水能夠快速的流到綠化帶中，道路側(cè)石選擇了花崗巖墩柱以及鐵藝組成，既滿足了疏水效果，又達(dá)到了景觀良好的效果[4]。

1.城市干路排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)。西北城市建設(shè)中，城市干路排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)雨水管道，優(yōu)先對(duì)綠化帶的雨水管道進(jìn)行鋪設(shè)，然后分段排入現(xiàn)有的城市排水管道中。通過這樣的設(shè)計(jì)，車行道的路面雨水會(huì)首先流入到綠化帶中，綠化帶中的植物會(huì)對(duì)雨水起到滯蓄、凈化的作用，最終經(jīng)過下滲，達(dá)到年徑流總量控制率的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水，可以直接經(jīng)溢流口排放到城市雨水管道中。城市人行橫道在設(shè)計(jì)時(shí)，選擇全透水的方式，雨水可以直接滲透到地下，對(duì)于超過滲透標(biāo)準(zhǔn)的雨水，則會(huì)經(jīng)溢流口排放到城市雨水管道中。

2.高架橋路段排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)。在對(duì)高架橋排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)理念可以與干路輔路設(shè)計(jì)理念相同。橋面的雨水會(huì)經(jīng)橋兩側(cè)的排水管，分別流到高架橋下面的綠化帶，通過綠化帶內(nèi)的植物，對(duì)雨水起到滯蓄、凈化等作用，最終經(jīng)過下滲，達(dá)到年徑流總量控制率的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部分雨水，則會(huì)經(jīng)溢流口直接排放到城市雨水管道中。

3.地下隧道路段排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)。地下隧道是城市建設(shè)中最容易積水的建筑，如果遭遇大雨，在雨水來不及排出的情況，很容易出現(xiàn)隧道被水淹沒的情況，對(duì)行人、行車的安全造成極大的威脅，而且會(huì)導(dǎo)致城市交通嚴(yán)重堵塞，甚至癱瘓。在這種情況下，做好地下隧道的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)極為重要。在設(shè)計(jì)過程中，在進(jìn)入下穿路段之前的地平臺(tái)，需要首先設(shè)置大陸反向縱坡，然后設(shè)置橫截溝，通過雙重保險(xiǎn)的方式，盡可能避免地坪路段的雨水流入地下隧道。在地下隧道縱斷面的變坡點(diǎn)以及最低點(diǎn)，都需要設(shè)計(jì)橫截溝。在這種設(shè)計(jì)下，橫截溝會(huì)將雨水直接傳送到蓄水池，通過水泵，將雨水轉(zhuǎn)移并開發(fā)利用[5]。

綜上所述，海綿城市是一種先進(jìn)的城市建設(shè)理念，通過海綿城市的建設(shè)技術(shù)，可以有效改善城市水文循環(huán)，進(jìn)而起到防洪抗?jié)车男ЧＮ鞅钡貐^(qū)氣候干燥，全面平均降水量較少，但是在夏季卻常常遭遇暴雨而導(dǎo)致城市出現(xiàn)內(nèi)澇，不僅給居民生活帶來了影響，而且也是一種資源浪費(fèi)。為了能夠解決這個(gè)問題，在優(yōu)化城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，引入海綿城市建設(shè)理念，可以有效緩解排水管網(wǎng)的壓力，同時(shí)還能夠收集雨水，緩解當(dāng)?shù)厮Y源匱乏的問題，對(duì)促進(jìn)西北地區(qū)城市發(fā)展中具有重要作用。