海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用

（珠海市規(guī)劃設(shè)計研究院）

熊祖平

1 引言

海綿城市理念是為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化城市建設(shè)而產(chǎn)生的，以城市雨水管理、防范洪水為核心，符合城市新時代發(fā)展需求。海綿城市通過滲、蓄、凈等一系列技術(shù)手段，建立了一套全新的水資源管理體系，形成了靈活的水資源管理、優(yōu)化系統(tǒng)，為海綿城市的發(fā)展提供了良好的資源儲備。采用海綿城市理念，改變了城市給排水的傳統(tǒng)設(shè)計思路，實(shí)現(xiàn)了自動蓄水、排水，靈活運(yùn)用雨水花園、植草溝、下沉綠地等雨水資源的收集和排泄，優(yōu)化城市道路系統(tǒng)和綠化系統(tǒng)，有利于改善城市內(nèi)澇和旱情，減少水資源開發(fā)，降低成本，實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄資源的最優(yōu)配置，滿足可持續(xù)發(fā)展需求。

2 海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的價值體現(xiàn)

2.1 提升水資源的利用效率

現(xiàn)階段，世界各國都出現(xiàn)了嚴(yán)重的水資源短缺，水資源的保護(hù)和開發(fā)已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展城市建設(shè)的主要內(nèi)容。由于傳統(tǒng)的城市開發(fā)設(shè)計對雨水的利用重視程度不夠，導(dǎo)致其利用率極低。在海綿城市理念中，強(qiáng)調(diào)要對雨水資源進(jìn)行充分開發(fā)，合理科學(xué)規(guī)劃排水系統(tǒng)，提高城市自然蓄水的功能，對水資源進(jìn)行合理利用。同時，對城市給排水進(jìn)行多層面更新，不再依賴傳統(tǒng)市政管道排水，而是構(gòu)建一套全新的給排水系統(tǒng)（見圖1），使城市給排水系統(tǒng)完成新時代的升級蛻變[1]。

圖1 排水系統(tǒng)圖

2.2 緩解城市的內(nèi)澇與內(nèi)旱

很多城市的內(nèi)澇和旱澇問題可以通過推進(jìn)海綿城市建設(shè)解決，我國一些城市，往往會在雨季出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)澇，特別是在南方降雨較為集中的地區(qū)，更為嚴(yán)重，若城市市政排水系統(tǒng)排水峰值設(shè)計無法滿足需求，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的城市內(nèi)澇災(zāi)害，極大地影響了社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時，通過海綿城市理念把雨季過剩的雨水合理儲存并在旱季使用，可以解決這一問題，促進(jìn)城市功能提升，更好地滿足時代發(fā)展的需求。

2.3 優(yōu)化城市環(huán)境降低水污染

快速的城市化發(fā)展進(jìn)程，對生態(tài)環(huán)境造成了巨大破壞，水環(huán)境受到嚴(yán)重污染，水資源浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重，影響了人類的生存和發(fā)展。采用海綿城市理念，可以有效優(yōu)化城市環(huán)境，減少人類活動對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響，改善人居環(huán)境。

3 海綿城市理念下的城市排水設(shè)計要點(diǎn)

3.1 城市規(guī)劃的有效結(jié)合

城市排水設(shè)計是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括城市防水，環(huán)境保護(hù)和發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目。因此，在依據(jù)海綿城市概念設(shè)計城市排水系統(tǒng)和設(shè)施建設(shè)時，需要有效地結(jié)合城市發(fā)展計劃和城市用水需求，制定科學(xué)合理的用水模式和節(jié)水計劃[2]。

3.2 提高設(shè)計專業(yè)水平

排水系統(tǒng)是城市建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施。不僅需要滿足當(dāng)前城市建設(shè)和發(fā)展的需求，而且還需要滿足未來城市發(fā)展的需求。在這種情況下，為了在城市排水系統(tǒng)的設(shè)計中順利貫徹海綿城市的理念，需要以專業(yè)的眼光不斷引進(jìn)和應(yīng)用新技術(shù)，并培養(yǎng)施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)技能。

3.3 遵循生態(tài)優(yōu)先原則

“海綿城市”在設(shè)計排水系統(tǒng)時，應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先原則，并將人工措施和自然方法有機(jī)結(jié)合起來，以形成城市排水。必須在確?？刂瓢踩缘幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效的城市雨水儲存和利用。海綿城市的排水設(shè)計不能替代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是在原有排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以優(yōu)化各種資源的分配，并最大程度地提高海綿城市排水的質(zhì)量。

4 海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用策略

海綿城市理念是環(huán)境友好和先進(jìn)性的體現(xiàn)，將其與城市給排水管網(wǎng)設(shè)計相結(jié)合，有利于提高水資源利用率，優(yōu)化城市排水系統(tǒng)，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，適應(yīng)時代發(fā)展。

4.1 城市道路給排水設(shè)計

城市道路是城市防汛、防澇的主要區(qū)域，是內(nèi)澇的主要區(qū)域，對城市居民的日常出行影響極大（見圖2）。在結(jié)合海綿城市理念設(shè)計中應(yīng)把握三個方面。

圖2 城市道路給排水設(shè)計

1）加強(qiáng)路面設(shè)計

在不降低道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的同時，從設(shè)計入手提升路面的滲水性能，降低路面的鋼化率，使雨水不僅僅依賴排水管道，而是及時進(jìn)入水系的生態(tài)循環(huán)。同時，防止雨水的滲入對道路基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，要利用排水系統(tǒng)排出路面，注意路基排水裝置的設(shè)計，在路面加入防水材料層。

2）加強(qiáng)綠化帶設(shè)計

綠化地帶對雨水有收集、凈化、蓄積的作用，設(shè)計時應(yīng)注意控制綠化帶與路面的高度差，確保路面雨水的有效利用。綠化土層鋪設(shè)可仿效天然水凈化的原則，將細(xì)土和砂石分別鋪于上中兩層，底部安裝滲透裝置，使水分能回滲到地下。

3）設(shè)置銜接帶

在地形落差較大的區(qū)域，可以在道路和綠化帶之間建設(shè)銜接帶連接。銜接帶主要有三種形式，第一，排水緩沖連接帶。在地形下沉區(qū)較大的排水薄弱節(jié)點(diǎn)，銜接帶的設(shè)置可以緩沖雨水瞬時徑流過大所導(dǎo)致的短期排水壓力。第二，設(shè)置雨水內(nèi)滲銜接帶。若能將先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于綠化帶、下沉綠地、生活區(qū)和道路交通集聚區(qū)，可提高雨水的滲透性。第三，設(shè)置凈水的蓄水池銜接帶。特別是在水資源短缺或污染嚴(yán)重的地區(qū)，更需要設(shè)置蓄水凈水銜接帶，才能保證給排水平衡和水質(zhì)安全。

4.2 排水設(shè)計應(yīng)注重滲透，蓄水和停滯的設(shè)計管理

在城市道路的滲透設(shè)計中，為了改善道路的滲透特性，有必要從路面設(shè)計工作開始。在城市景觀設(shè)計中，海綿城市概念倡導(dǎo)高滲透性，滲透性路面設(shè)計方法充分利用了水道和溝渠，將城市雨水逐漸轉(zhuǎn)移到城市街道和市區(qū)的停水設(shè)施中，可以從根本上解決雨水滲入的問題。適當(dāng)增加雨水泄洪通道或增加原始雨水管網(wǎng)的直徑，以便將城市的雨水適當(dāng)?shù)嘏湃氤鞘械摹昂＞d”體[3]。

基于海綿城市的理念，有效利用豐富的雨水資源，有必要存儲通過滲透收集的雨水，并且必須在城市水存儲設(shè)計方面表現(xiàn)出色。

①儲水模塊的設(shè)計。作為一種新型的儲水產(chǎn)品，該儲水模塊具有優(yōu)異的耐壓性和儲水性能，并且不占用太多的城市空間。

②地下水庫設(shè)計。

③建立雨水庫。雨水蓄水庫的建設(shè)可實(shí)現(xiàn)雨水收集和滲水蓄水庫的有效結(jié)合。

4.3 全面設(shè)計綠化帶給排水做好綠植養(yǎng)護(hù)

現(xiàn)階段綠化地帶也是市政給排水設(shè)計的重點(diǎn)。工作人員要提高重視程度，分析其作用，在遵循現(xiàn)階段給排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，注重整體控制，改善整體性能，以適應(yīng)現(xiàn)階段發(fā)展的需要[4]。對于海綿城市概念的靈活運(yùn)用，設(shè)計者在設(shè)計時主要從幾個方面進(jìn)行研究。

①海綿城市之雨水花園設(shè)計。如果可以在城市公園中建造一些灌木和其他植物，則可以使用植物的根系來增強(qiáng)雨水的保持能力。

②海綿城市之屋頂綠化設(shè)計。像雨花園一樣，綠色屋頂設(shè)計有效利用了綠色空間的蓄水作用，以減輕徑流壓力，避免洪水，促進(jìn)雨水蒸發(fā)并改善城市空氣質(zhì)量。

③海綿城市之生態(tài)滯留區(qū)設(shè)計。通過利用淺水區(qū)的洼地來儲存水資源并控制雨水的流出，雨水塘，雨水沼澤和種植溝被加速城市雨水向地下的滲透。

4.4 道路材料選擇

要實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)，必須從道路材料入手，嚴(yán)格選材。一般情況下，目前道路建設(shè)的主要材料是混凝土、瀝青等，這類材料在進(jìn)行排水應(yīng)用時，容易產(chǎn)生污染現(xiàn)象，不利于城市環(huán)境的改善，而為了兼顧這一點(diǎn)，就需要從混凝土、瀝青等路面材料的透水性、抗滑性等方面進(jìn)行分析，根據(jù)合理的道路建設(shè)工藝規(guī)范進(jìn)行改造。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的時代背景下，海綿城市理念成為未來城市發(fā)展的主要方向，靈活利用理念的優(yōu)勢促使城市市政給排水系統(tǒng)的功能性提升。海綿城市概念的產(chǎn)生和應(yīng)用為當(dāng)前和未來的城市排水系統(tǒng)設(shè)計提供了一個全新概念。為確保海綿城市排水系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)先原則，科學(xué)設(shè)計滲入，蓄水和積水的排水系統(tǒng)，有效預(yù)防城市洪災(zāi)。