海綿城市技術(shù)在市政排水中的應用探討

吳明松

摘要：為解決城市道路系統(tǒng)硬化率提升、水資源利用效率低下、給排水管道設施布局不合理等問題，優(yōu)化城市給排水系統(tǒng)設計，分析了海綿城市規(guī)劃建設優(yōu)勢，提出了給排水系統(tǒng)設計原則及優(yōu)化策略，即人行道、車行道、綠化帶的規(guī)劃設計方法。

關(guān)鍵詞：海綿城市;市政給排水;規(guī)劃設計;人行道;車行道;綠化帶

引言

給排水是城市建設中的重要組成部分，如果給排水設計工作未能保證設計的合理性，會在給排水系統(tǒng)建設時發(fā)生問題，導致系統(tǒng)不能正常工作，對城市居民的正常生活產(chǎn)生嚴重影響。設計人員在設計市政給排水系統(tǒng)時應運用海綿城市理念，達到有效提升給排水系統(tǒng)綜合性能的目的。

1海綿城市理念

海綿城市理念將城市比作一塊海綿，能夠在自然環(huán)境變化期間，快速適應環(huán)境，合理設置排水系統(tǒng)，下雨期間滲水、蓄水，干旱時節(jié)，調(diào)用此部分水資源，解決城市水資源短缺問題。在保證城市防澇前提下，盡可能地蓄水，提高雨水資源利用率，為人們生活提供保障的同時，提高給排水協(xié)調(diào)管理能力。我國人口較多，對水資源的需求量較大，而我國水資源分布不均勻，部分地區(qū)水資源嚴重短缺，依靠南水北調(diào)滿足基本生活需求。海綿城市建設理念的提出，打破了傳統(tǒng)水資源管理模式，以雨水資源作為管理對象，打造新的水資源管理體系。本文以市政給排水設計為例，提出海綿城市理念在設計方案中的應用研究。

2現(xiàn)階段大多數(shù)城市道路普遍存在的問題

2.1車行道

車行道是整個市政道路工程的最主要部分，且市政排水管道通常也都設置在車道下面。大多數(shù)排水方式都是依靠重力排水，而現(xiàn)有用的最多的方式是根據(jù)路面的坡度采用分離溢流和集中截流兩種方式，當坡度大于等于3‰時采用的是集中集水的方法，當坡度小于3‰時采用的是分離溢流。路面材料基本采用的是混凝土和瀝青路面，但這兩種材料的透水性很差，滲透系數(shù)很小，雨水很容易造成路邊積水，同時也會造成城市熱島效應。道路兩旁每間距25～50m都會設置一個雨水口，但事實上雨水口很少有人進行清理，很容易堵塞。排水系統(tǒng)也不完善，大多數(shù)城市沒有實施雨污分流，下暴雨的雨水水量的突增，水管很容易堵塞的問題，從而出現(xiàn)雨水很難及時排走的情況。

2.2人行道

人行道的規(guī)劃設計也是市政道路上非常重要的一步，我國大多數(shù)城市把瀝青或者混凝土作為原材料，但這種材料的滲透系數(shù)幾乎為零，一旦遇到下雨天，路面就會形成積水，對行人的安全來說，無疑是一個極大的隱患。

2.3市政道路綠化設施

大多數(shù)的城市道路綠化也存在一些問題，如綠化形式簡單，樹種類單一，填充樹的材料也是硬質(zhì)材料，既沒有達到美觀的效果，也沒有達到過濾，沒有吸收水的作用，更沒達到水的循環(huán)利用，甚至還要人工進行再次澆灌。綠化設施占了很大一部分道路設計寬度，但它起的作用非常小。

3海綿城市理念在市政給排水設計中的應用

3.1生物滯留帶設計

按照功能不同，可以將生物滯帶拆分為三部分，除了立交橋下的綠帶以外，還包括機動車非機動車分隔綠帶、人行道綠帶。本市政道路工程主要涉及機動車非機動車分隔綠帶、人行道綠帶兩部分生物滯留帶，主要用于處理遭受路面污染后的雨水，沿著收水側(cè)流入到凹結(jié)構(gòu)的綠帶。為了起到雨水凈化作用，此處添加了卵石過濾帶。當雨水流入此處，攜帶的泥沙和大量的漂浮物都會被濾除，干凈的雨水將被土壤和植被吸收，下滲至積水層。根據(jù)當前蓄水池儲水情況，判斷是否可以繼續(xù)儲水，如果達到上限，那么這部分雨水就會通過溢流口排放出去。本設計方案滯留帶的最低高度為15cm，根據(jù)道路布設情況，控制滯留帶最高為20cm。另外，控制下凹部分的深度保持在一定范圍之內(nèi)，使其與車行道路形成一定高度差，范圍20-25cm，從而保證雨水得以流入滯留帶。考慮到環(huán)境因素容易對滯留帶造成破壞，本設計方案在綠化帶和路基之間鋪設土工膜，在距離地表不足1.0m處均鋪貼保護膜。

3.2溢流雨水口設計

本工程地勢平坦，測得縱坡不高于0.003，所以按照溢流雨水口間距40m以下標準進行雨水溢流排放控制。該項功能是在雨水收納能力不足時，自動開啟。按照道路排水功能需求，分別為人行道滯留帶和機動車非機動車分隔帶布設溢流水口，前者為B型水口，即通過鋪設溢流井蓋，控制雨水溢流，后者為A型水口，外觀呈現(xiàn)圓形，與鐘罩相似。其中，A型水口支持50L/s雨水溢流處理，具有較強的抗堵塞能力，較傳統(tǒng)溢流設施流通性有所改善。B型水口成本控制較低，省去了水連管、雨水口的布設，使得工程材料的用量得以降低。

3.3擋水坎設計

本設計方案在生物滯留帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)中布設了擋水坎，按照施工工藝部分，劃分為土坎和硬質(zhì)擋水坎兩種。其中，土坎結(jié)構(gòu)為梯形斷面，頂部寬度為10cm，邊坡設置為1：1，其高度超出綠植土面12cm。由于此類型擋水坎容易環(huán)境影響，導致結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，需要定期維護。硬質(zhì)擋水坎的布設位置設置在溢流雨水口下游，與之距離保持在1m左右。此部分結(jié)構(gòu)具有較強的蓄水功能，每兩個擋水坎之間均布設蓄水單元，該單元與兩側(cè)的擋水坎距離保持在16m左右。

3.4車行道規(guī)劃設計

海綿城市規(guī)劃建設過程中，車行道設計主要體現(xiàn)在建設材料的選擇上，為降低道路大范圍硬化的影響，應盡量選擇透水性強的材料。含水量是對路基質(zhì)量影響較大的因素之一，含水量過高的路基會出現(xiàn)裂縫、斷板、沉降等問題，而路基含水量不達標則會出現(xiàn)承載力降低、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，引發(fā)路面病害等問題。城市道路建設中，應選擇滲水性較強的瀝青材料作路面，中下層則多使用不透水材料，當路面積水滲透到道路中層時被阻擋，積水被橫坡導向盲溝，然后流入綠化帶、下水道，避免路基因滲水不強而出現(xiàn)不均勻沉降、裂縫等問題。

3.5人行道設計

人行道作為城市中較為重要的基礎(chǔ)設施，方便居民的日常出行，也體現(xiàn)了城市功能。在設計人行道時，應結(jié)合海綿城市的理念，在提升城市建設質(zhì)量的同時，促進城市基礎(chǔ)設施的建設。以往的人行道建設多使用不透水材料，造成雨天會出現(xiàn)人行道出現(xiàn)積水、路面濕滑的現(xiàn)象，影響城市居民的出行安全。根據(jù)海綿城市的概念，要求建造道路使用具有透水性能的材料，以確保雨水可滲入地下，可防止產(chǎn)生積水影響居民出行。設計階段受土壤滲水性因素的影響，施工單位應在地底加裝一部分排水管道，并設計安裝角度，以確保排水的順利進行。

結(jié)語

在市政給排水設計工作中，應充分利用海綿城市理念，將此理念貫穿給排水系統(tǒng)的每個設計環(huán)節(jié)中，充分利用此理念，可顯著提升城市水資源循環(huán)利用率，滿足城市居民用水排水需求，提升城市給排水系統(tǒng)設計質(zhì)量與效率。綜上所述，合理的運用海綿城市的原理，并將其運用到市政道路排水中，可以有效減少道路積水和城市內(nèi)澇的發(fā)生，使城市獲得可持續(xù)發(fā)展。合理的選用植草溝，下沉式綠地，生物滯留帶等技術(shù)，使城市環(huán)境也會得到改善。

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