基于海綿城市理念的市政道路給排水設(shè)計(jì)探討

楊宗璞

（北京良鄉(xiāng)藍(lán)鑫水利工程設(shè)計(jì)有限公司，北京 102400）

給排水工程是市政道路設(shè)計(jì)與建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)道路的運(yùn)行質(zhì)量和效率有種重要影響。一直以來，暴雨積澇災(zāi)害是我國城市道路建設(shè)中面臨的一大難題，其主要原因在于，一是道路綠化面積不足導(dǎo)致城市土地固水能力差；二是給排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)致道路排水能力不足，因此，引發(fā)了大面積的道路積水、路面硬化等，制約了市政工程建設(shè)質(zhì)量的整體提升。

“海綿城市”是從國外引進(jìn)的理念，將該理念應(yīng)用于市政道路給排水設(shè)計(jì)工作，主要目的是提升城市給排水系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境變化的適應(yīng)性。近幾年，各地方政府不斷加大對(duì)海綿城市理念應(yīng)用的推廣和建設(shè)，在政策上給予一定的傾向，加快了該理念在城市給排水建設(shè)中的深度融合。工程實(shí)踐表明，基于海綿城市理念建設(shè)的城市給排水系統(tǒng)，有利于提升水源涵養(yǎng)能力，有效緩解城市洪水內(nèi)澇的壓力，還可促進(jìn)水資源循環(huán)利用。因此，加強(qiáng)開展基于海綿城市理念的市政道路給排水設(shè)計(jì)研究工作具有重要意義。

1 海綿城市概述

（1）海綿城市的概念及應(yīng)用現(xiàn)狀。海綿城市是指將城市建設(shè)的像海綿一樣，該理念成功打破了傳統(tǒng)市政道路設(shè)計(jì)規(guī)劃的固有思維模式，不再只是單單將雨水排入下水道中，而是采取一種全新的理念和思維，實(shí)現(xiàn)給排水工程的吸水、儲(chǔ)水等功能。例如，當(dāng)在雨水量較大時(shí)，可通過吸水功能來降低雨水徑流量，防止城市內(nèi)澇；當(dāng)雨水量較小時(shí)，可將水再釋放出來，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，達(dá)到調(diào)節(jié)水循環(huán)的目的，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境和建設(shè)現(xiàn)代化城市具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

海綿城市理念在國外起步較早，發(fā)展較為成熟，而我國近幾年也才將海綿城市理念引入到市政道路給排水設(shè)計(jì)中來，還處于發(fā)展和探索階段，特別是對(duì)于海綿城市實(shí)際建設(shè)過程中使用的綠色植被的種類以及種類如何應(yīng)用蓄水和凈水效果的方面還處于空白，與此同時(shí)，在雨水徑流污染控制要求缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因此，針對(duì)該系列問題還需要進(jìn)一步深化探索研究。

（2）海綿城市建設(shè)的要素。海綿城市建設(shè)共有六大要素，即“滲、蓄、滯、凈、用、排”。海綿城市中“滲”的理念就是通過采用透水景觀鋪裝、透水道路鋪裝等方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)城市道路以硬面鋪裝為主的方式，進(jìn)而提升雨水的滲透率；“蓄”的含義是指做好雨水的蓄積，可通過安裝蓄水模塊、地下蓄水池等方式來提升蓄水能力；“滯”的理念就是通過植草溝、水塘等方式，來改變地形地貌條件，進(jìn)而減少雨水徑流量；“凈”的理念就是對(duì)儲(chǔ)存的雨水進(jìn)行凈化再利用，凈化的方式主要有土壤凈化、人工濕地及生物凈化等；“用”的理念是要強(qiáng)化雨水的收集和再利用；“排”的理念是做好排水規(guī)劃，主要結(jié)合城市的豎向規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)，充分結(jié)合城市的天然濕地來綜合考慮排水規(guī)劃與海綿城市設(shè)計(jì)，減少內(nèi)澇的發(fā)生。

2 現(xiàn)階段市政道路給排水設(shè)計(jì)中面臨的問題

（1）排水設(shè)施不完善。在城市建設(shè)過程中，給排水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工程，但通常在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段，由于調(diào)研不充分，規(guī)劃不合理等導(dǎo)致給排水工程在實(shí)際運(yùn)行中暴露出了許多問題，究其原因在于，一方面是在調(diào)研階段對(duì)地形、地貌、車流量密度以及環(huán)境因素等考慮不周，另一方面，引入技術(shù)不當(dāng)，規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用出入較大，因此，今后需要加強(qiáng)對(duì)排水設(shè)施的完善，保證市政給排水系統(tǒng)作用得到高效的發(fā)揮。

（2）水資源未充分利用。近些年，一些城市大力加強(qiáng)人才引進(jìn)，導(dǎo)致城市人口量持續(xù)上漲，人口密度不斷加大，因此，對(duì)水資源的需求量也日益增高。但通常，城市的水資源是有限的，因此，隨著人口和工業(yè)的日益增多，水資源緊張問題逐漸凸顯出來，有的地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了水資源嚴(yán)重緊張的情況。此外，目前多數(shù)城市還出現(xiàn)了土地資源硬化的問題，導(dǎo)致路面滲透能力變差，使得水難以滲透到地表下，大面積積水現(xiàn)象頻頻發(fā)生，積水通常會(huì)流入排水管道內(nèi)形成死水，或者在大氣環(huán)境中被蒸發(fā)掉，導(dǎo)致水源未得到高效利用。

3 市政道路給排水設(shè)計(jì)應(yīng)用海綿城市理念的重要作用

（1）有利于改善城市環(huán)境。近些年，在城市快速發(fā)展的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境問題也日益凸顯。當(dāng)下，建設(shè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的生存環(huán)境是國家發(fā)展的首要目標(biāo)。一般而言，城市環(huán)境與人們的日常生活和社會(huì)生產(chǎn)緊密關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)城市給排水設(shè)計(jì)，有利于促進(jìn)排水系統(tǒng)與交通系統(tǒng)之間的協(xié)同發(fā)展，還能夠促進(jìn)城市建設(shè)的綠色、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。目前，種種事件表明海綿城市建設(shè)是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然選擇，國家也出臺(tái)了一系列利好政策，加快促進(jìn)海綿城市理念與城市給排水設(shè)計(jì)工程的深度融合，改善城市生態(tài)環(huán)境，為城市居民提供健康的生活環(huán)境。

（2）有利于提升城市防洪防澇能力。通常，當(dāng)城市遇到雨水連綿的季節(jié)時(shí)，由于雨水急，排水量大，倘若市政道路排水能力不強(qiáng)，極易在路面產(chǎn)生大量積水，不利于行人和車輛的正常通行，嚴(yán)重影響了交通質(zhì)量。同時(shí)，長期大面積的積水也會(huì)對(duì)路面的質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致路面發(fā)生裂縫、沉降甚至坍塌，引發(fā)交通事故。通過將海綿城市理念融入市政道路給排水設(shè)計(jì)中，通過對(duì)雨水進(jìn)行合理的收集，可有效提升城市防洪、抗洪的能力。

（3）有利于提升雨水利用率。雨水是一種自然的水源系統(tǒng)，傳統(tǒng)的市政道路給排水設(shè)計(jì)工程缺乏對(duì)雨水資源的再利用設(shè)計(jì)，導(dǎo)致雨水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。海綿城市理念充分考慮了對(duì)雨水資源的回收，進(jìn)行再利用，通過將雨水資源存儲(chǔ)起來，再進(jìn)行凈化，可為城市居民以及工業(yè)生產(chǎn)提供一定的水資源，一方面實(shí)現(xiàn)了雨水資源的高效利用，避免了自然資源的浪費(fèi)；另一方面，能夠在一定程度上補(bǔ)充城市水資源，緩解城市水資源壓力，為城市發(fā)展建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

4 市政道路給排水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

在市政道路給排水的設(shè)計(jì)工作中，保證高效排水是關(guān)鍵，因此，要充分考慮對(duì)進(jìn)水口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，當(dāng)水流量較大時(shí)，進(jìn)水速率加快，就需要優(yōu)化進(jìn)水口設(shè)計(jì)來加快水流的輸送速度，提升排水效率。目前，通過將進(jìn)水口的形狀設(shè)計(jì)成凹狀，可顯著提升集水的效果，此外，道路坡度的大小也要重點(diǎn)考慮，在設(shè)計(jì)坡度時(shí)，要結(jié)合進(jìn)水口來進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，確保排水系統(tǒng)的合理性。

將海綿城市理念應(yīng)用于市政道路給排水工程中，主要思路就是將人工系統(tǒng)與大自然的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，通過將流通設(shè)計(jì)與給排水設(shè)計(jì)充分銜接，確保排水通暢，同時(shí)，還促進(jìn)了自然雨水資源的利用率。目前，由于我國各個(gè)城市地區(qū)降水量存在一定的差異，特別是南方地區(qū)雨水天氣多，降水量大，洪澇災(zāi)害頻發(fā)，尤其是在每年的7、8月份多雨季節(jié)，要高度重視洪澇災(zāi)害，加強(qiáng)各方面的保護(hù)措施，特別是要加強(qiáng)給排水工程的監(jiān)督管理，確保給排水系統(tǒng)工作的順利進(jìn)行。

5 基于海綿城市理念的市政道路給排水設(shè)計(jì)探討分析

（1）路基給排水設(shè)計(jì)。市政單位在對(duì)道路進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)部門首先需要對(duì)道路的路基狀況進(jìn)行深入調(diào)研，系統(tǒng)掌握道路路基的整體情況，并進(jìn)行深入的分析。在結(jié)合道路路基的基礎(chǔ)條件下，進(jìn)行討論，制定一套完善、科學(xué)、合理的給排水設(shè)計(jì)方案和施工方案。此外，在設(shè)計(jì)時(shí)還要結(jié)合各段路面的具體情況進(jìn)行具體分析，例如，對(duì)于透水性比較差的路基，可先通過晾曬或是碾壓進(jìn)行預(yù)處理，如果透水性仍未提升，可通過換填技術(shù)來提升路基透水性；如果路面為軟土層，可通過堆載預(yù)壓措施對(duì)土質(zhì)進(jìn)行處理，進(jìn)而保證路基施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，確保給排水工程達(dá)到預(yù)期的效果。

（2）綠化帶給排水設(shè)計(jì)分析。通常，在對(duì)綠化帶進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)，主要從雨水收集、水質(zhì)過濾、滯蓄緩排以及雨水排放這四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體如下所述：①雨水收集設(shè)計(jì)。對(duì)于綠化帶的雨水收集設(shè)計(jì)方面，首先選擇高透水性的路面材料尤為重要，材料的透水性越高，越有利于將更多的雨水滲透到地表層中去；其次還需要合理設(shè)置綠化帶的高度，通常將綠化帶高度設(shè)置在15~20 cm較為適宜，通過透水路面以及地表徑流的作用，將雨水在綠化帶雨水口處進(jìn)行匯集。②水質(zhì)過濾設(shè)計(jì)。對(duì)雨水進(jìn)行過濾設(shè)計(jì)是給排水設(shè)計(jì)的重要部分，一方面有助于避免地下水被污染，另一方面還能夠提高雨水資源的高效利用。在基于海綿城市理念對(duì)水質(zhì)進(jìn)行過濾設(shè)計(jì)時(shí)，可通過鋪設(shè)種植土層和砂石層，并將砂石層設(shè)置在種植土層的上方，而后再埋設(shè)排水管，進(jìn)而達(dá)到雨水過濾的效果。③滯蓄緩排設(shè)計(jì)。滯蓄緩排設(shè)計(jì)的主要目的是加強(qiáng)雨水的滲透，通過綜合分析綠化帶的結(jié)構(gòu)，科學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)流系統(tǒng)，將雨水引入地下層。通常，可通過在雨水的進(jìn)水口處設(shè)計(jì)明溝，并且在明溝的側(cè)面位置設(shè)置出水溝渠，保證雨水大量流入到明溝內(nèi)，從而在一定程度上緩解市政道路的排水壓力。④雨水排放設(shè)計(jì)。在基于海綿城市理念下，可通過建立溢流系統(tǒng)，將雨水和排水管道互通，來實(shí)現(xiàn)雨水的高效排放。通常，在多雨季節(jié)，雨水口面臨較大的壓力，導(dǎo)致作用難以得到發(fā)揮，因此，可利用地勢洼的綠化區(qū)域?qū)⒂晁M(jìn)行存儲(chǔ)，再通過溢流系統(tǒng)排放到市政排水網(wǎng)內(nèi)，通過滲透、存儲(chǔ)等方式盡最大可能將雨水排出。

（3）人行道給排水設(shè)計(jì)。人行道的設(shè)計(jì)是市政道路給排水設(shè)計(jì)中的重要部分，通常，人行道人流量較大，其道路安全性直接影響行人的出行安全。以往的人行道給排水設(shè)中，更注重人行道的承載能力，而對(duì)雨季道路使用中潛在的安全問題在設(shè)計(jì)中未引起高度重視，導(dǎo)致人行道路面滲水性差、積水現(xiàn)象頻頻發(fā)生，不利于行人的安全通行，還阻礙城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。將海綿城市理念融入人行道給排水設(shè)計(jì)中，充分將道路承載力、路面穩(wěn)定性與安全性綜合考慮進(jìn)去，在設(shè)計(jì)時(shí)，合理選擇滲透技術(shù)，可選擇透水磚、碎石、鵝卵石以及各種磚石及混凝土鑄成人行道，并結(jié)合實(shí)際路況，結(jié)合環(huán)境因素，例如路面的溫濕度情況，進(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃，保證給排水系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行。

（4）車行道給排水設(shè)計(jì)。車行道在城市道路中的重要性不言而喻，以往，在車行道設(shè)計(jì)方面存在諸多問題，最為代表性的問題是路面透水性設(shè)計(jì)方面不合理，導(dǎo)致車行道積水現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了車行道路的質(zhì)量和使用壽命，同時(shí)，還降低了行車安全性，也加大了市政道路維護(hù)成本，因此，設(shè)計(jì)人員將海綿城市理念融合到車行道給排水設(shè)計(jì)工作中迫在眉睫。首先，在材料選擇方面，加強(qiáng)新型透水材料的應(yīng)用，對(duì)于路面面層，選擇透水瀝青材料，路面基層與路面底層，要選擇高阻水材料，通過對(duì)各層之間進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，不僅加強(qiáng)了路面吸水性，同時(shí)增強(qiáng)了路基的穩(wěn)定性。

（5）附屬設(shè)施給排水設(shè)計(jì)。路緣石和路肩邊是市政道路附屬設(shè)施的重要代表。路緣石主要有2種類型，即立緣石和平緣石，其中，平緣石設(shè)置的高度基本與路面高度相一致，主要功能是讓雨水可以最大限度地流入雨水口或綠化帶中；立緣石的高度要高于路面，主要作用是便于雨水直接流入雨水口，一旦路緣石本身沒有達(dá)到高效匯集雨水的效果時(shí)，可通過打孔或者間隔鋪設(shè)的方法保證雨水順利流向綠化帶中，除此之外，設(shè)計(jì)人員還可通過種植草溝等方式來提升雨水凈化率，保證對(duì)雨水進(jìn)行高效輸送和排放。

（6）城市綠地銜接給排水設(shè)計(jì)。通常，市政道路的附近區(qū)域都會(huì)包含綠地，因此，在對(duì)市政道路進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)工作時(shí)，要處理好城市綠地銜接設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)良好的分流效果。將海綿城市理念應(yīng)用到城市綠地銜接給排水設(shè)計(jì)工作中，通常根據(jù)道路的實(shí)際情況，在不同的區(qū)域，選擇與之相適應(yīng)的綠地銜接方式。例如，對(duì)于水資源比較缺少的區(qū)域，通常對(duì)雨水的需求較大，因此，要加強(qiáng)對(duì)于排水管的應(yīng)用，增強(qiáng)匯集、存蓄、凈化和再利用雨水的能力。對(duì)于水資源較充足的區(qū)域，可采用凈化處理技術(shù)先進(jìn)行凈化處理，再排放入到綠地中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)徑流洪峰的調(diào)節(jié)。對(duì)于市政道路附近徑流污染問題，可通過采取植草溝、雨水塘以及雨水花園等措施實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的凈化處理，再排入綠道，達(dá)到高效控制污染的效果。

6 結(jié)論

綜上所述，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，行人和車輛通行密度的日益加大，城市道路給排水設(shè)計(jì)工作的重要性日益突出。海綿城市設(shè)計(jì)理念符合我國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，為城市的發(fā)展和建設(shè)帶來了諸多便利，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也起著重要的推動(dòng)作用。在市政道路給排水設(shè)計(jì)工作中，融入海綿城市理念，有利于顯著提升城市排水系統(tǒng)的排放能力，為城市的發(fā)展提供有有力支撐。當(dāng)下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極將海綿城市元素落實(shí)在設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，將該理念深度融合到市政道路給排水設(shè)計(jì)中去，加強(qiáng)開展深層次的研究工作，保證市政道路排水系統(tǒng)的高效運(yùn)行。