淺談海綿城市在市政道路給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉鵬

摘 要：本文將圍繞海綿城市的設(shè)計(jì)理念、遵循原則、主要條件、應(yīng)用難點(diǎn)進(jìn)行分析討論，提出其在市政道路給排水設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而強(qiáng)化道路水資源的管理效率與質(zhì)量，優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)、調(diào)整路拱橫坡，確保道路給排水能力能夠滿足城市發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：海綿城市;給排水設(shè)計(jì);生態(tài)環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992;U417.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

海綿城市是指一種雨水、洪災(zāi)的管理理念，要求城市可以更好的適應(yīng)環(huán)境變化，能夠像海綿一樣完成吸水、滲水、凈水等工作，并將貯存后的水資源進(jìn)行釋放與再利用，在有效防治災(zāi)害的同時(shí)，也緩解了城市的熱島效應(yīng)。為了確保其在市政道路給排水中得到充分運(yùn)用，先要對(duì)海綿城市的基本內(nèi)容進(jìn)行深入了解。

1 海綿城市的內(nèi)容分析

1.1 設(shè)計(jì)理念

以往的城市建設(shè)體系存在大量的硬化路面，當(dāng)出現(xiàn)暴雨天氣時(shí)，需要依靠泵站、管渠等設(shè)施完成排水工作，要求以快排、末端集中等控制方式作為設(shè)計(jì)理念，保證城市的有序建設(shè)，但這種方法往往會(huì)導(dǎo)致旱澇急轉(zhuǎn)的不良現(xiàn)象。為了解決此類(lèi)狀況，海綿城市設(shè)計(jì)理念由此而生，其主要以源頭分散以及慢排緩釋作為規(guī)劃重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)以滲水磚、植草溝作為主要排水工具，這樣不僅可以有效防止洪澇的產(chǎn)生，又能完成雨水的收集，便于水資源的二次利用，實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保的建設(shè)方針。同時(shí)設(shè)計(jì)理念中還包含雨水系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，要求能夠利用滲、凈、蓄、用等技術(shù)實(shí)現(xiàn)水文循環(huán)，加強(qiáng)對(duì)雨水的凈化與利用，確保城市排水能力大幅度提升，保證海綿功能可以持續(xù)使用。

1.2 遵循原則

海綿城市的建設(shè)原則應(yīng)當(dāng)以生態(tài)優(yōu)先為主，通過(guò)將人工措施與自然途徑有機(jī)結(jié)合，保障城市防澇安全，高效完成雨水的積存與滲透，推動(dòng)水資源的利用，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。在建設(shè)過(guò)程中要注意，海綿城市并非將以往的排水系統(tǒng)進(jìn)行推翻與取代，而是在原有系統(tǒng)上進(jìn)行優(yōu)化與升級(jí)，充分發(fā)揮城市本身的能效，有效協(xié)調(diào)給排水環(huán)節(jié)的開(kāi)展，統(tǒng)籌地下水、自然降水的系統(tǒng)性。

1.3 主要條件

海綿城市的建設(shè)重點(diǎn)在于強(qiáng)化海綿體的質(zhì)量與規(guī)模，以往的城市建設(shè)通常以平地修整為主，難以避免的會(huì)進(jìn)行填湖平壑，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響。而海綿城市則不同，依照我國(guó)海綿城市建設(shè)指南，各城市需盡可能保護(hù)濕地、溝渠等海綿體，確保其不會(huì)受開(kāi)發(fā)活動(dòng)干擾。如果出現(xiàn)海綿體破壞的情況，也要第一時(shí)間采取相應(yīng)生物、生態(tài)等手段進(jìn)行修復(fù)，并保證具有一定的生態(tài)空間比例。同時(shí)在建設(shè)過(guò)程中，需要將城市建筑、道路、廣場(chǎng)作為載體，大力開(kāi)展綠色工程，比如綠色屋頂既可實(shí)現(xiàn)雨水的滯留，還能切實(shí)起到節(jié)能減排的效果。而道路、廣場(chǎng)也可利用透水鋪裝，使綠地充分下沉[1]。

1.4 應(yīng)用難點(diǎn)

一方面體現(xiàn)在對(duì)資金的需求量較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)海綿城市的建設(shè)投資大約在1億元/平方公里左右，依照目前的建設(shè)規(guī)劃來(lái)計(jì)算，若全國(guó)658個(gè)建成區(qū)保證20%的面積達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，需要每年投資金額超過(guò)4 000億元。另一方面表現(xiàn)在收益不夠穩(wěn)定，海綿城市所采用的政府、社會(huì)資本合作的經(jīng)營(yíng)模式無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算公共服務(wù)費(fèi)用。

2 市政道路給排水設(shè)計(jì)中海綿城市的具體運(yùn)用

2.1 人行道

人行道的設(shè)計(jì)是市政道路給排水建設(shè)的基礎(chǔ)，也是保障人們安全出行的重要前提。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮應(yīng)用方法能夠滿足人們的實(shí)際需求，還要確保工程的便捷開(kāi)展，因此需要將海綿設(shè)計(jì)融入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。以往的市政工程在建設(shè)時(shí)通常會(huì)使用大量路面材料，但這種材料的透明度較低，容易在陰雨天氣的影響下產(chǎn)生路面濕滑的情況，不利于人們的正常出行，甚至威脅到行人的生命安全。而海綿城市理念則針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題提出了切實(shí)可行的解決措施，并對(duì)防水層提出了更高的要求，在城市建設(shè)時(shí)需要選擇性能更加優(yōu)良的材料，保證在出現(xiàn)暴雨天氣時(shí)，能夠使水流在地下完成聚集，避免雨水的堆積產(chǎn)生內(nèi)澇狀況。同時(shí)，在鋪設(shè)人行道時(shí)，要合理控制道路的濕度與溫度，保證相應(yīng)數(shù)值處在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。此外，在完成水資源的供給過(guò)程中，還要進(jìn)一步明確給排水管道、基層建筑的具體位置，規(guī)劃好地面的寬度與坡度[2]。

2.2 綠化帶

綠化帶的主要作用在于緩解內(nèi)澇現(xiàn)象，提高雨水收集效率，更好的完成雨水資源的循環(huán)利用。在進(jìn)行市政道路建設(shè)時(shí)需要保證綠化帶的高度低于路面10 mm左右，用以實(shí)現(xiàn)雨水均勻分布在道路兩側(cè)，而在路面周邊還要專(zhuān)門(mén)設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，確?；厥绽煤蟮乃Y源不會(huì)存在有害物質(zhì)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要適當(dāng)鋪設(shè)滲透管，確保自然降水能夠滲透到地下，完成地下水的補(bǔ)給，使雨水流入到綠化帶當(dāng)中。此外，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際建設(shè)時(shí)要對(duì)綠化帶的地形信息進(jìn)行全面收集與分析，合理設(shè)計(jì)導(dǎo)流系統(tǒng)，能夠因地制宜的調(diào)整施工計(jì)劃，比如在設(shè)計(jì)明溝時(shí)，要保證雨水能夠起到沉淀作用，能夠在降雨量較高的天氣下，實(shí)現(xiàn)水體直接流入綠化帶。在排放方面，需要預(yù)先完成溢流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使排水管道與雨水相互連接，提高雨水口的承重能力，能夠借助溢流系統(tǒng)將水流引入到市政管網(wǎng)中，從而排除多余的雨水。

當(dāng)前城市建設(shè)使用最為廣泛的綠化帶為下凹式綠化帶（圖1為下凹式綠化帶）能夠借助其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使雨水在下凹處完成聚集，但路基本身容易長(zhǎng)時(shí)間受雨水浸沒(méi)影響，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，破壞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了消除滲透水對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，可通過(guò)在綠化帶底部以及兩側(cè)鋪設(shè)防水材料，完成雨水與路基的隔離。若道路兩側(cè)存在林地、草地，還需對(duì)人行道的橫坡角度進(jìn)行調(diào)整，使其向林地、草地方向傾斜。如果城市的路基橫斷面寬度相對(duì)較低并且交通量不高，還要在道路上設(shè)置雨水井與排水溝渠，用以將地面上的雨水引入路基管道當(dāng)中。

2.3 附屬設(shè)施

首先在市政道路給排水設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要優(yōu)先完成路面肩邊溝的建設(shè)，要求所采用的混凝土材料能夠保證合理的配比，同時(shí)在運(yùn)用時(shí)需要擁有良好的透氣性、透水性以及適用性，還要保證外形的美觀，并切實(shí)起到凈化雨水的作用。其次要在道路兩側(cè)設(shè)置植草溝，用以實(shí)現(xiàn)徑流雨水的輸送與排放，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意：淺溝的斷面需采用三角形或梯形;植草溝邊坡垂直與水平的比例不應(yīng)超過(guò)1/3，縱坡要小于4%，若縱坡過(guò)大需設(shè)置階梯型的植草溝或者設(shè)置消能臺(tái)坎;植草溝的最大流速要控制在0.8 m/s以下，而曼寧系數(shù)應(yīng)為0.3;植草溝內(nèi)的植被高度要保持在100～200 mm之間。最后，要確保排水設(shè)施與透水裝置分別設(shè)立在附屬設(shè)施周邊，可將平原石作為滲透設(shè)施的組成部分，以此滿足雨水的滲透效果，也更好的促進(jìn)雨水向綠化帶方向流入，避免內(nèi)澇現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.4 城市綠地

在城市建設(shè)過(guò)程中，完成道路與綠地之間的銜接必不可少，能夠更好地促進(jìn)城市發(fā)展，借助滲透技術(shù)優(yōu)化雨水的滲透效果，而對(duì)于植被的緩沖帶也要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的綠地形式以及植草溝渠道。同時(shí)在銜接時(shí)要確保根據(jù)不同城市環(huán)境的差異性，對(duì)不同區(qū)域內(nèi)的水資源進(jìn)行回收處理，保證雨水循環(huán)的有序開(kāi)展，并科學(xué)布置排水設(shè)施。當(dāng)?shù)貐^(qū)內(nèi)的水資源相對(duì)豐富時(shí)，可以通過(guò)排水管道將過(guò)量的地表水排入指定地點(diǎn)，之后再借助循環(huán)系統(tǒng)消除雨水對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的污染。此外，也可設(shè)立一些植被緩沖帶，用以起到對(duì)綠化設(shè)施的澆灌作用，達(dá)到降低雨水滲漏的目的。最后，設(shè)計(jì)人員要注意，市政道路給排水工程本身的工作量相對(duì)較高，流程復(fù)雜、工程周期較長(zhǎng)，需要充分結(jié)合海綿城市理念，完成管線、溝渠的合理排列與布置，要求在進(jìn)行內(nèi)部基礎(chǔ)處理時(shí)，結(jié)合雨水沖擊情況，實(shí)現(xiàn)綠化帶、人行道排水功能的整合，設(shè)立健全的市場(chǎng)供給，確保排水系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)施能夠切實(shí)起到排水作用，并要求工作人員及時(shí)掌握先進(jìn)的施工技術(shù)與知識(shí)理論，能夠保證項(xiàng)目的有序進(jìn)行。

2.5 車(chē)行道

當(dāng)前我國(guó)的市政道路建設(shè)通常采用的是非透水性的路面，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)積水災(zāi)害以及局部地區(qū)氣溫過(guò)高的熱島效應(yīng)，不利于地下水的正常供給。因此在海綿城市應(yīng)用的過(guò)程中要充分考慮到路面的滲透水性能設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)車(chē)行道水流量的控制，有效實(shí)現(xiàn)引流工作。若是出現(xiàn)降雨量較高的天氣導(dǎo)致路面積水過(guò)多并難以及時(shí)疏通的情況，便會(huì)造成車(chē)輛無(wú)法有序行駛，出現(xiàn)大面積擁堵，影響城市居民的正常出行。為此在給排水設(shè)計(jì)過(guò)程中可將瀝青混凝土作為施工材料，利用其極強(qiáng)的溫度穩(wěn)定性與粘結(jié)強(qiáng)度，防止地上水的大量淤積，確保地上水能夠補(bǔ)給到地下水當(dāng)中。同時(shí)在城市建設(shè)時(shí)，還要在車(chē)行道上鋪設(shè)專(zhuān)門(mén)的綠化帶，并調(diào)整路面坡度，保證水流能夠順利流入到綠化帶。這樣不僅利用雨水完成綠化帶的灌溉，還能切實(shí)節(jié)約水資源的使用[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)海綿城市的設(shè)計(jì)理念、遵循原則、主要條件、應(yīng)用難點(diǎn)進(jìn)行分析討論，提出其在人行道、綠化帶、附屬設(shè)施、城市綠地、車(chē)行道等市政道路給排水設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而更加合理的分配水資源，確保城市道路能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)性排水，充分發(fā)揮海綿功能，達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳昊.市政道路給排水工程施工中常見(jiàn)問(wèn)題的分析與對(duì)策[J].門(mén)窗，2019（12）：122.

[2]梁雍弘.試析市政道路給水管道的施工技術(shù)[J].四川水泥，2019（6）：61.

[3]姜士營(yíng).淺談市政道路給水系統(tǒng)施工工藝[J].科技傳播，2020（8）：157+166.