基于海綿城市理念的市政道路給排水設(shè)計(jì)研究

袁柳青

(中都工程設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610036)

0 前 言

近些年，在趨于多樣化發(fā)展的需求下，我國(guó)城市建設(shè)逐漸暴露出內(nèi)澇、水污染等問(wèn)題，這也給道路的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了許多不便之處，同時(shí)也造成了生態(tài)上的破壞。針對(duì)這些現(xiàn)象，就要求技術(shù)人員能夠優(yōu)化水資源配置，秉承海綿城市的建設(shè)理念，推動(dòng)市政建設(shè)向著可持續(xù)化的方向改進(jìn)，建立與實(shí)際情況相符的雨污水系統(tǒng)。目前我國(guó)許多城市已經(jīng)將海綿城市理念作為其市政規(guī)劃的重點(diǎn)，并取得了一定的成果，特別是在市政道路的設(shè)計(jì)中，海綿城市理念的應(yīng)用有助于道路建設(shè)與周圍環(huán)境的融合，尤其在雨雪天氣下能夠表現(xiàn)出較好的吸水、蓄水和凈水能力，同時(shí)也能夠有效抵抗自然災(zāi)害、環(huán)境變化等所帶來(lái)的擾動(dòng)，維持城市運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

1 海綿城市理念的概述

海綿城市理念的提出為城市雨污水管理提供了一項(xiàng)全新的思路，通過(guò)該理念可以顯著提升對(duì)雨水疏導(dǎo)、排泄、再利用的水平，同時(shí)也可強(qiáng)化城市抵抗極端天氣的能力，借助吸、蓄、凈等手段來(lái)建立一個(gè)覆蓋各方面、具備足夠彈性的水資源管理體系。相較于傳統(tǒng)市政規(guī)劃理念，海綿城市理念在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)，具有更高的生態(tài)價(jià)值與更好的環(huán)保效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的和諧穩(wěn)定，維護(hù)城市的穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

2 市政道路給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念的意義

不同于其他基礎(chǔ)建設(shè)工程，市政道路工程對(duì)于城市環(huán)境條件的有著顯著影響，海綿城市理念的應(yīng)用同時(shí)還可以為城市交通、水資源循環(huán)起到協(xié)調(diào)作用，使其能夠更好地發(fā)揮作用。其應(yīng)用意義可歸為以下三個(gè)方面。

1)改善城市環(huán)境。城市建設(shè)不斷發(fā)展的同時(shí)，城市污染也逐漸成為了一項(xiàng)焦點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)規(guī)劃發(fā)展、市民生活造成了不可忽視的影響。在這樣的背景下，市政建設(shè)的相關(guān)主管單位就應(yīng)當(dāng)對(duì)環(huán)境保護(hù)予以足夠重視，將其納入市政建設(shè)的主要原則。實(shí)踐表明，海綿城市理念對(duì)于城市環(huán)境的改善具有顯著效果，在合理的道路給排水布置下，建設(shè)過(guò)程對(duì)于生態(tài)的破壞能夠被控制在可接受的范圍內(nèi)。

2)循環(huán)利用水資源，強(qiáng)化蓄水抗洪能力。實(shí)踐表明，海綿城市理念的應(yīng)用能夠改善城市吸收、積蓄水的能力，提升其對(duì)水資源的利用率。在暴雨等極端天氣下，城市內(nèi)往往容易產(chǎn)生大量積水，這對(duì)于交通運(yùn)輸而言是十分不利的，同時(shí)也會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕，加快其老化速度，威脅行車安全。若在市政道路中貫徹海綿城市理念，那么就能夠基于城市實(shí)際情況改進(jìn)排水系統(tǒng)，對(duì)其防澇的關(guān)鍵位置進(jìn)行加強(qiáng)。同時(shí)該系統(tǒng)也可以有效收集、再利用雨水，避免不必要的資源損耗。

3)提供可靠理論支持。海綿城市就是在市政建設(shè)中通過(guò)優(yōu)化給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)使其具有海綿一樣的吸水、蓄水能力，在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中能夠很好地吸收路面積水并將其快速、順利地分流、排泄，促進(jìn)市政水資源的高效循環(huán)、利用，避免水污染的發(fā)生。海綿城市理念的出現(xiàn)與普及，為政府相關(guān)主管部門與建設(shè)企業(yè)之間建立了溝通平臺(tái)，能夠以一個(gè)達(dá)成共識(shí)的原則為基礎(chǔ)開展市政管理與建設(shè)，提升我國(guó)土地資源的利用率。同時(shí)海綿城市的推進(jìn)，也為我國(guó)市政建設(shè)打開了全新的設(shè)計(jì)思路與規(guī)劃理論，為城市未來(lái)的擴(kuò)張發(fā)展提供了有利的基礎(chǔ)。

3 海綿城市理念在市政道路排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 道路橫斷面的設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中，市政道路橫斷面大多采用中間高、兩側(cè)低設(shè)計(jì)，借助于傾斜的斜坡引導(dǎo)雨水排泄至路側(cè)的雨水槽中，并經(jīng)由相應(yīng)的雨水管網(wǎng)匯聚到一起集中處理，該設(shè)計(jì)方法下的綠化帶一般需要高出車道一定高度。而在海綿城市的理念下，綠化帶的高度往往會(huì)略微低于車道，并在綠化帶與車道中間設(shè)置路緣石進(jìn)行分隔，因此道路上的雨水將先被引導(dǎo)排泄至綠化帶中，作為澆灌用水被充分吸收，多余的水再被排入雨水管網(wǎng)中進(jìn)行處理，由此提升雨水的利用率，優(yōu)化其使用效果。此外，為了提升雨水的引導(dǎo)與聚集效果，可以考慮采用滲井的雨水管道設(shè)計(jì)，同時(shí)滲井也能夠?qū)⒂晁疂B導(dǎo)至更深的地層中來(lái)補(bǔ)充地下水。目前我國(guó)在城市地下管網(wǎng)的規(guī)劃中也逐漸出現(xiàn)了兼顧雨污水處理的設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)雨水與污水的處理功能，節(jié)省工程體量、減少工程成本。特別是在郊區(qū)的地下管網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)盡可能采用分離式設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)對(duì)積水的處理效果。

3.2 道路景觀的設(shè)計(jì)

在城市化進(jìn)程快速推進(jìn)的大背景下，道路綠化帶的設(shè)計(jì)也逐漸得到重視，其不僅肩負(fù)著凈化空氣、改善環(huán)境的作用，而且能夠有效緩解行車過(guò)程中司機(jī)的視覺(jué)疲勞。道路景觀在設(shè)計(jì)時(shí)需要密切結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件靈活選用，秉承因地制宜的要求，保障植被的適應(yīng)性、功能性。以綠化帶為例，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)亟邓攸c(diǎn)和土壤性質(zhì)，合理確定綠化帶設(shè)計(jì)的各項(xiàng)基本參數(shù)，優(yōu)化其吸水、蓄水能力。目前在海綿城市理念的推動(dòng)下，我國(guó)許多新建的市政道路都選擇采用中央綠化帶的設(shè)計(jì)，通過(guò)斜坡將雙向車道上的積水匯聚至綠化帶中，綠化帶中設(shè)置的碎石溝也可以有效過(guò)濾、匯聚植被吸收后多余的雨水。研究表明，其對(duì)分隔式綠化帶具有更好的視覺(jué)呈現(xiàn)效果，在提升市政建設(shè)美觀性上具有突出的意義。且通過(guò)對(duì)雨水流向的合理規(guī)劃，雨水的匯聚速度、儲(chǔ)存能力都將得到顯著改善，降低綠化人工澆灌的需求。

在市政道路工程中，道路景觀的設(shè)計(jì)關(guān)系著海綿城市各項(xiàng)功能與視覺(jué)美觀的實(shí)現(xiàn)，不同的道路景觀設(shè)施應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求選用不同的植被，如表1所示。

表1 不同道路景觀設(shè)施所對(duì)應(yīng)的植被

3.3 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

附屬設(shè)施是一類輔助實(shí)現(xiàn)市政道路實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能的建設(shè)內(nèi)容，在海綿城市理念的要求下，附屬設(shè)施設(shè)計(jì)的意義也越來(lái)越重要，路緣石、路肩等都屬于附屬設(shè)施的范疇。其中路緣石是道路排水設(shè)計(jì)內(nèi)的重要組成部分，包括了平緣石、立緣石兩部分，這兩者各自具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)際工程中需要設(shè)計(jì)人員將兩者合理組合。平緣石在設(shè)計(jì)時(shí)能夠做到與地面平齊的效果，并且可以有效引導(dǎo)雨水向雨水槽、綠化帶中匯聚，避免積水問(wèn)題的產(chǎn)生；而立緣石則一般較路面更高，這樣的設(shè)計(jì)能夠?qū)⒂晁樌貙?dǎo)向雨水槽。若在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)已設(shè)置的路緣石對(duì)雨水匯聚的效果較差，可以在其中適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行鉆孔，也可采用間隔鋪設(shè)的方法來(lái)擴(kuò)寬雨水排泄的路徑，使其匯聚更加順利。此外，在路肩的設(shè)計(jì)與施工中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性，使其強(qiáng)度、耐久性等滿足相應(yīng)要求。為了保證雨水能夠順利得到排泄，還應(yīng)對(duì)溝槽的形狀展開精細(xì)化的研究與設(shè)計(jì)，盡可能避免堵塞的發(fā)生，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化外觀設(shè)計(jì)，使其造型與環(huán)境能夠和諧統(tǒng)一。在對(duì)雨水凈化要求較高的部位，還可種植草溝來(lái)強(qiáng)化其對(duì)雨水的濾過(guò)效果。

4 海綿城市理念下市政道路排水設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

4.1 增強(qiáng)設(shè)計(jì)意識(shí)

海綿城市理念的出現(xiàn)，對(duì)市政道路給排水的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了極大的促進(jìn)作用，使其設(shè)計(jì)方法也發(fā)生了較大的改變，這就要求技術(shù)人員能夠不斷增強(qiáng)設(shè)計(jì)意識(shí)，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整設(shè)計(jì)方法，在充分明確海綿城市理念的基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作。此外，相關(guān)主管部門也應(yīng)著重宣傳海綿城市理念，使得該理念能夠在市政規(guī)劃領(lǐng)域擁有廣泛的受眾，讓相關(guān)從業(yè)人員能夠理解這一理念的內(nèi)涵并予以落實(shí)。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)單位也應(yīng)強(qiáng)化設(shè)計(jì)技術(shù)培訓(xùn)，面向設(shè)計(jì)人員講授海綿城市理念所涉及到的法律法規(guī)、技術(shù)手段、設(shè)計(jì)原則等，為市政道路建設(shè)培養(yǎng)一批專業(yè)素質(zhì)過(guò)硬的設(shè)計(jì)人員。對(duì)于相關(guān)從業(yè)人員而言，也應(yīng)在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深入分析設(shè)計(jì)方案存在的不足之處，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。

4.2 完善設(shè)計(jì)體系

海綿城市理念追求不同工程要素的協(xié)調(diào)、平衡，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就需要建立起宏觀的體系，以此細(xì)化各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容。具體來(lái)看，設(shè)計(jì)人員在開始設(shè)計(jì)前就應(yīng)當(dāng)建立完善的管理制度，明確設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)，并以此確定各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，為設(shè)計(jì)工作的開展提供參考。在設(shè)計(jì)工作中也應(yīng)充分利用高新技術(shù)提升工作開展的智能化，減輕人工作業(yè)的負(fù)擔(dān)。譬如，通過(guò)計(jì)算機(jī)終端綜合考慮地質(zhì)、水文條件的影響，并分析各模塊設(shè)計(jì)的可行性，為技術(shù)人員提供指導(dǎo)意見。

4.3 整合數(shù)據(jù)資源

市政道路建設(shè)的內(nèi)容復(fù)雜，需要多個(gè)部門協(xié)同工作才能最大程度地提升其可行性。因此，建立信息化交互平臺(tái)整合數(shù)據(jù)資源就顯得意義深遠(yuǎn)，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)交流與反饋提供更為便捷的渠道，同時(shí)降低信息交互的成本。具體來(lái)看，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)海綿城市的理念展開數(shù)據(jù)的采集、整理、分類和管理，并經(jīng)由平臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理后上傳，為其他各單位工作的開展提供有力的信息支持，推動(dòng)市政規(guī)劃的統(tǒng)籌發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

海綿城市理念的不斷普及，為市政道路建設(shè)提供了更為多樣化的可能性，也促進(jìn)著市政道路給排水向著更具彈性的方向發(fā)展。但同時(shí)也要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員能夠充分建立起海綿城市的設(shè)計(jì)意識(shí)，深入認(rèn)識(shí)其內(nèi)涵，并結(jié)合高新技術(shù)來(lái)予以落實(shí)，促進(jìn)工程建設(shè)與外部環(huán)境之間的和諧統(tǒng)一。

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