基于海綿城市理念層面的市政道路給排水設計

袁 靜

（南充職業(yè)技術學院，四川 南充 637131）

0 引言

城市化建設發(fā)展與城市人口數(shù)量增加進一步加劇了內(nèi)澇、雨水徑流污染問題的出現(xiàn)，并且受到水資源短缺影響，對城市居民生活質(zhì)量影響嚴重[1]。因此，以有效解決上述問題作為重點，促進城市可持續(xù)發(fā)展，要求相關企業(yè)應加強對海綿城市理念的研究，并將其與市政道路給排水設計相結合，以市政道路周邊環(huán)境出發(fā)，提高給排水彈性，確保建立在有效給排水設計基礎上，提高道路雨水處理能力，推動城市長效發(fā)展[2]。

1 工程概況

該文為某市政道路配套一期工程，該區(qū)域存在雨水管道系統(tǒng)敷設，屬于雙側敷設，管徑在400mm～1000mm，整體管道處于非機動車道中，雨水系統(tǒng)呈現(xiàn)南北兩側排放情況。A 區(qū)域市政道路管道敷設方向為從南到北，管徑為400mm～1000mm，排水走向為向西排入，B 區(qū)域市政道路管道敷設方向與A 區(qū)域一致，尚未明確排水走向。由于該工程地處交通要道，交通環(huán)境相對較為復雜，并且該工程具有施工工期長、難度大的特點，因此，要求企業(yè)應積極吸收海綿城市理念，并將其合理應用到工程中，切實優(yōu)化給排水設計工作，確保工程質(zhì)量，使工程得以順利交付。

2 海綿城市LID技術

2.1 透水鋪裝

透水鋪裝要求應具有較高的穩(wěn)定性，因此，應借助有效裝置，合理調(diào)整區(qū)域路面強度，并做好結構調(diào)整工作。該文選擇結構為半透水鋪裝結構。同時，透水鋪裝需要以保持良好土壤滲透能力作為前提，因此，應適當做好排水管、板處理工作，保證區(qū)域滲透性。另外，當在建設區(qū)域發(fā)現(xiàn)地下室時，為避免出現(xiàn)排水滲入情況，應落實排水層管理，確保覆土量。在整個透水鋪裝建設工作中，應以環(huán)境因素作為重點，做好實地調(diào)研，如果區(qū)域易出現(xiàn)自然災害，要另外加強防護裝置設計[3]。圖1 為透水鋪裝結構圖，主要由5 個部分構成，分別為透水面、找平層、基層、底基層、土層。

圖1 透水鋪裝結構圖

2.2 生物滯留技術

雨水匯水區(qū)通常聚集水量較高并存在水質(zhì)污染嚴重的情況，因此，在采取回收工作過程中，應落實初步過濾處理，合理解決有效雜質(zhì)。同時，建立在有效預處理基礎上不僅能夠?qū)崿F(xiàn)雨水徑流速度控制，還能夠進一步提升雨水凈化率。正常而言，需要先借助草溝經(jīng)緩沖以及沉淀處理并配合有效防護措施改善污染情況。另外，將生物滯留技術應用到住宅區(qū)域中，還能夠促進雨水順利排入規(guī)定位置。而如果將生物滯留技術應用到公共區(qū)域，則需要借助路面設計，合理設計出相應的缺口，確保水流經(jīng)過不受其他條件影響[4]。

生物滯留技術除應用到雨水匯水區(qū)還可以應用到道路綠化帶中，具體需要以相關重力學原理作為根據(jù)，在合理設計角度的基礎上做好雨水流速控制，并進一步優(yōu)化滲透時間控制。同時，在該過程中，為避免附近居民受到影響，應落實路基保護工作。溢流設置屬于生物滯留技術關鍵環(huán)節(jié)，溢流位置通常要求位于水流交界處。因為生物滯留技術各類裝置設施位置較為分散，因此，應選擇小型建設模式完成設施、裝置的安裝工作[5]。

2.3 滲透塘

該部分設計以前置滲透塘為主。具體而言，可以從滲透池著手，優(yōu)化附屬設施設計，包括沉砂池等。借助前置附屬設計，在滿足污染物處理的同時可有效促進水體改善，具有良好的抗洪防汛功能[6]。但是如果建設區(qū)域為寒冷環(huán)境則需要配合融雪劑使用。基于滲透塘設計，要求應保持低于1︰3 比例完成邊坡坡度設計。在整個設計過程中，應重點做好溢流問題控制，結合原有排水管系統(tǒng)，落實溢流路徑規(guī)劃工作，另外，在施工過程中應在施工現(xiàn)場醒目位置處擺放標識，提高安保管控水平，要求排空應在24h 內(nèi)完成。

2.4 蓄水池

蓄水池設計基本類似于滲透池，需要落實前期建設投資，并且在后續(xù)需要企業(yè)預留出相應的維護成本。

2.5 植草溝

該部分需要落實溝型設計，常見溝型包括倒拋物線形、倒梯形[7]。應合理控制邊坡坡度，確保其處于1︰3以下，并控制縱坡低于4%。如果發(fā)現(xiàn)縱坡超出規(guī)定要求，應合理設計消能臺坎。優(yōu)化植草溝流速控制，要求其應保持在0.8m 以下。基于傳輸型植草溝，強調(diào)植被范圍為100mm～200mm。

3 給排水設計分析

3.1 總體給排水設計方案

由于該文工程市政道路中部區(qū)域存在過河橋，該道路呈現(xiàn)一分為二的情況。其中，A 段道路處于地勢平坦的狀態(tài)，機動、非機動車道中間有一個排水溝，負責將雨水向附近濕地中排入。圖2 為A 段道路特點圖，由高綠地與長緩坡兩者構成。而B 段道路坡度相對較大，主要由雨水管網(wǎng)負責排水工作。因此，該文給排水設計方案主要圍繞上文兩段道路展開。

圖2 A 段道路特點

3.2 源頭給排水控制方案

3.2.1 A段控制方案

在該路段內(nèi)，機動車道主要呈現(xiàn)豎向排水狀態(tài)，在改造方案中，對該部分予以保留。將現(xiàn)有排水溝進行封閉處理，并另外建設機非隔離帶，長度為1m。以10m 作為間隔，經(jīng)切割處理，完成明溝建設，并保持所有明溝規(guī)格在40cm×15cm。明溝主要作用是傳輸雨水，確保非機動車道能夠順利接收到來自于機動車道的雨水。在人行道高度不斷的情況下加強其改造工作，使雨水能夠進入綠化帶中。完成滯蓄型植草溝建設，并將其分別設置在西側以及東側綠化帶中，前者主要作用為實現(xiàn)雨水滯蓄、傳輸，并由雨水花園加以控制，而后者主要由護坡型雨水花園完成溢流雨水控制工作。改造區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有步道，從路沿石著手，做好高度控制工作，確保無法通過雨水花園以及植草溝控制的雨水能夠經(jīng)溢流形式進入該步道中，并進一步流入濕地附近雨水花園中，落實相應的控制工作。針對調(diào)蓄水，要求將植草溝、雨水花園水深分別控制在10cm 以及15cm，確保雨水能夠盡快排出，以免對周圍植物造成影響[8]。

其中，雨水花園主要包括3 個部分：1）蓄水層。該部分能夠儲存一定程度的雨水積水，并通過提取來自于積水的沉淀物，完成相應的沉淀以及留存處理，最終實現(xiàn)金屬物質(zhì)清除。結合該文工程實際情況，需要將蓄水層控制在150mm。2）種植土層。該部分可提供有效空間，在完成金屬物質(zhì)、分子化合物植物處理的同時，進一步實現(xiàn)污染物清理作用。這一層多為沙質(zhì)土壤，理化性能、吸水力較為優(yōu)良，并且該類土壤具有含砂量高、有機物含量低的特點。針對土層厚度，需要具體參考植物品種，如果該土層主要種植草本植物，則土層厚度需要控制在200mm。3）溢流口。該部分主要位于雨水花園最上邊，確保該部分排水管道能夠連接到整體排水管道中，并進一步與LID 終端處理相連接，在有效利用雨水的基礎上，排出雨水。正常而言，雨水花園建造目的主要為實現(xiàn)雨水處理，促進感染控制。卵石滯蓄植草溝具有輸送、調(diào)節(jié)雨水的功能，可起到調(diào)峰、錯峰的作用。借助植草溝，受到植物、土壤的影響，在整個雨水運輸過程中可有效消除雨水污染物，有利于促進雨水凈化。同時，植草溝還能夠?qū)崿F(xiàn)管道輸送，其不僅建造成本低廉，還能夠起到美化環(huán)境的作用，管理也相對較為簡單，應用優(yōu)勢顯著。

3.2.2 B段控制方案

該路段原有機動車道排水方向與A 段相同，在現(xiàn)有排水溝位置處予以封閉處理，設置機非隔離帶，長度為1m。以10m 為間隔設置明溝，明溝規(guī)格與A 段一致。經(jīng)明溝，能夠使存在機動車道的雨水逐步向非機動車道排出。加強人行道改造工作，確保該區(qū)域人行道能夠與A 段人行道保持高度相同，并以30m 為間隔，將蓋板溝設置在人行道處，為雨水流入綠化帶提供便利。同時，可將傳輸型植草溝分別建設在綠化帶東側以及西側，前者由雨水花園、前置塘完成雨水控制，后者由分散雨水花園完成雨水控制。合理對調(diào)蓄水進行控制，其中，雨水花園、前置塘水深分別為0.15 m 以及1m。

其中，卵石輸送植草溝主要作用為輸送雨水，B 路段具有縱坡度高的特點，以20m 作為間隔，完成亂石堆建設，可有效實現(xiàn)雨水流速控制，進而改善徑流污染情況。其中，借助輸送型植草溝能夠使雨水順利進入雨水花園中，完成相應的集中控制工作。雨水前置塘多位于低地勢處，確保能夠保持水位穩(wěn)定，其主要分為濕塘、干塘，前者處于長期有水狀態(tài)，而后者僅在雨季才存在水。該文工程主要采用干塘。為有效實現(xiàn)雨水徑流控制，工作人員將消能設備安裝在進水口處，經(jīng)過進水預處理可有效實現(xiàn)污染物控制，以免其沉積于雨水塘中。可將溢流口設計在干塘處，明確暴雨徑流標準并合理控制調(diào)蓄水深度，確保暴雨期間雨水能夠順利流出[9]。

3.3 大排水控制方案

由于兩段道路地形差異顯著，因此，需要從實際地形情況出發(fā)，制定針對性的給排水控制方案。具體而言，針對A 段道路需要借助坡度走道完成道路排水工作。而針對B 段道路，則需要明確具體匯水區(qū)分流方式并完成超標雨水排放工作。

3.3.1 A段給排水方案

圖3 為A 段給排水方案流程圖。A 段道路總體地形平緩，因此，在該區(qū)域內(nèi)雨水并不具備良好的流動性，積水多呈現(xiàn)垂直狀態(tài)。因此，為有效促進排水，可以人行道作為改造重點并進一步改造非機動車道，通過優(yōu)化人行道斷面設計，使其保持較低的狀態(tài)下，可確保雨水能夠順利排放到綠化帶中。建立在有效改造基礎上，利用低人行道斷面，針對暴雨季節(jié)雨水將會優(yōu)先排向植草溝、雨水花園，并逐步進入坡地步道入口中，可有效改善以往存在的嚴重綠地沖刷的情況，有利于促進雨水輸送，使其最終到達綠地末端，進入濕地。而針對中小型降雨，如果雨水無法通過植草溝、雨水花園進行控制可引導其排到濕地末端中，利用集中雨水花園，完成相應的處理工作。利用該方案可兼具中小降雨、大暴雨雨水排放工作，并且具備滿足特大暴雨排放處理條件。

圖3 A 段給排水方案流程圖

3.3.2 B段給排水方案

B 段給排水方案需要明確具體匯水區(qū)域以及特點，并采取有效排水方案。結合區(qū)域?qū)嶋H情況，經(jīng)實地調(diào)查，B段匯水區(qū)域共包括5 個區(qū)域需要落實有效分流控制，在最大程度上對末端排口規(guī)模進行控制。

1 區(qū)域位于B 路段的西側，因此，給排水方案需要取西側最低點完成相應的改造工作。通過降低人行道高度，確保雨水能夠順利流入規(guī)定位置，并進一步實現(xiàn)中小降雨雨水控制，使其能夠進入排口中。當出現(xiàn)大暴雨時，經(jīng)改造后雨水可借助卵石排口完成排放，在該過程中需要落實積水水深工作，確保其始終低于10cm。

2 區(qū)域給排水方案要求雨水應經(jīng)天然排洪溝向附近自然濕地排入，進而實現(xiàn)徑流污染控制。同時，針對B 段北部區(qū)域，雨水排放主要借助卵石溝，向前置塘中進行排放。

3 區(qū)域給排水方案主要分為山區(qū)雨水、道路雨水2 個方面，其中，前者要求應借助自然排洪溝向前置塘排放而后者可利用漫流形式經(jīng)植草溝向雨水塘排放。

4 區(qū)域內(nèi)涉及多個濕地，因此，排口具有分散性特點，數(shù)量較多，可有效實現(xiàn)雨水分流處理。同時，工作人員可將水卵石溝安排在人行道附近，確保分流后的雨水能夠順利進入雨水花園中，經(jīng)溢流處理后最終進入水塘中。

5 區(qū)域強調(diào)道路雨水應順利進入末端綠地中，因此，工作人員應做好末端綠地改造工作并完成人行道改造工作?；谥行〗涤?，應確保雨水能夠順利進入雨水花園并完成相應的處理工作。而基于大暴雨，則需要經(jīng)漫流形式通過卵石區(qū)并最終流入附近湖水中。

4 結論

綜上所述，該文圍繞具體工程案例進行分析，經(jīng)實地調(diào)研，結合區(qū)域?qū)嶋H環(huán)境情況，明確海綿城市設計思路，完成了市政道路給排水項目的總體規(guī)劃。在落實市政道路設計工作的同時，進一步提出具體給排水建設方案，在道路設計優(yōu)化中合理應用海綿城市理念，不僅能夠有效減少路面徑流污染，還可以使水資源得到更好的循環(huán)利用。通過充分堅持海綿城市理念，并將其融入工程基礎理論框架中，可為工程最終效果提供保障，促進整個城市長效發(fā)展。