市政排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念

余 汐，張 磊

（成都城格城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，四川成都 610000）

0 引言

在當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展加快了城市化進(jìn)程，逐漸提高了路面硬底化程度，增大了暴雨期間徑流量，加劇了城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。因降雨無法及時(shí)下滲和排出，給城市居民生活帶來了不利影響，甚至造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，阻礙了城市的發(fā)展?；诖耍訌?qiáng)海綿城市理念研究，充分發(fā)揮城市土壤滲、滯、蓄功能，優(yōu)化市政排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建可以“呼吸”的生態(tài)化城市，具有非常重要的意義。

1 海綿城市理念概述

海綿城市是城市化建設(shè)過程中為優(yōu)化城市環(huán)境，提升城市化建設(shè)科學(xué)水平而產(chǎn)生的新型設(shè)計(jì)理念，對(duì)于城市雨水的處理可以猶如海綿一般進(jìn)行吸水、蓄水、滲水、凈水，從而優(yōu)化排水、用水，實(shí)現(xiàn)水資源的合理調(diào)度與利用，具有極強(qiáng)的彈性。具體而言，海綿城市具有在降雨時(shí)收集雨水的功能，使城市具有吸收、存蓄、保存雨水的能力，城市需要用水時(shí)則可及時(shí)排出，供人們使用。因此，海綿城市理念下，市政排水設(shè)計(jì)不僅是對(duì)雨水的吸收存儲(chǔ)，更是對(duì)雨水的凈化、處理與利用，具有極強(qiáng)的生態(tài)性、環(huán)保性特征，提高水資源利用率的同時(shí)優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境。

2 海綿城市理念對(duì)于市政排水設(shè)計(jì)的重要意義

2.1 防洪防澇

所謂海綿城市就是要將城市排水系統(tǒng)打造為一塊巨大海綿，可以吸存雨水，也可以滲透過濾雨水，更可以在城市建設(shè)需要時(shí)及時(shí)排出雨水，滿足城市用水需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的有效利用。更可以在雨水季節(jié)，雨量較大時(shí)，緩解城市排水系統(tǒng)壓力，緩解道路積水內(nèi)澇等問題?！昂＞d城市”理念指導(dǎo)下的市政排水設(shè)計(jì)，要基于城市地勢(shì)特點(diǎn)，結(jié)合城市建設(shè)要求及城市本身的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，優(yōu)化排水設(shè)施設(shè)計(jì)，打造具有高效運(yùn)行性能的排水系統(tǒng)[1]。

2.2 有效利用水資源

有效且充分利用水資源，減少對(duì)水資源的浪費(fèi)是新時(shí)代城市化建設(shè)的又一重點(diǎn)?！昂＞d城市”的引入恰好可以實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用，通過科學(xué)化的設(shè)計(jì)，可增強(qiáng)城市對(duì)雨水的“滲、滯、蓄、凈、用、排”功能，通過對(duì)雨水的收集、存儲(chǔ)、凈化，使雨水達(dá)到可利用程度，可以在應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇的基礎(chǔ)上充分利用水資源，改善城市水資源短缺情況。在城市排水設(shè)計(jì)上，既要保證水資源的有效存蓄，還要確保高效利用，建構(gòu)自然排水系統(tǒng)，提升城市水系統(tǒng)運(yùn)行能力。

2.3 優(yōu)化生態(tài)環(huán)境

海綿城市建設(shè)不僅可以協(xié)調(diào)排水系統(tǒng)，還可以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。隨著城市化的深入推進(jìn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水環(huán)境污染與水資源浪費(fèi)問題仍然較為嚴(yán)重，而海綿城市的引入，則可通過可實(shí)現(xiàn)雨水滯留、儲(chǔ)蓄、凈化，有較強(qiáng)的污水處理能力，最大程度降低對(duì)水體的污染破壞，改善城市生態(tài)環(huán)境。為改善城市生態(tài)環(huán)境做出了突出貢獻(xiàn)。在城市排水設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分發(fā)揮“海綿城市”建設(shè)要求，充分利用自然資源，合理布設(shè)給排水管網(wǎng)，協(xié)調(diào)整合資源，減少對(duì)環(huán)境的不良影響，提升生態(tài)環(huán)境優(yōu)化恢復(fù)能力。

3 市政排水現(xiàn)狀

3.1 排水設(shè)施不夠完善

隨著城市的不斷擴(kuò)建，在市政排水設(shè)計(jì)中，一些城市的排水設(shè)施還不夠完善。原有的排水管道因使用年限過長(zhǎng)，出現(xiàn)了破損、老化的現(xiàn)象，且管網(wǎng)覆蓋率較低，難以滿足暴雨期間排水負(fù)荷的要求，因此需要引進(jìn)海綿設(shè)施。城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑類型增加，初期雨水難以得到有效收集和處理，這對(duì)城市的市政管理人員提出了相應(yīng)要求，需不斷提高城市排水設(shè)施的完善程度，適應(yīng)城市發(fā)展要求，加大資金投入力度，引進(jìn)先進(jìn)的市政排水設(shè)施。

3.2 城市土壤的滲透能力降低，雨水徑量流增大

隨著城市人口的不斷增加，用水需求增大，水資源緊缺成為限制城市發(fā)展的重要因素，故而要促使城市快速發(fā)展和平穩(wěn)運(yùn)行，就必須合理利用水資源。當(dāng)前大部分城市土地硬化程度提高，雖然給人們的出行帶來了便捷，但是也降低了城市土壤的滲透能力，加大了降雨期間的徑流量。雨水水質(zhì)較好，經(jīng)相關(guān)處理即可作為優(yōu)質(zhì)回用水源，而大量雨水未經(jīng)調(diào)蓄和利用便徑流排放至周邊水體，一方面對(duì)雨水資源造成了浪費(fèi)，另一方面也加劇了城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷。因此，推廣海綿設(shè)施的運(yùn)用，合理調(diào)蓄利用雨水，可充分提高水資源的利用率。

3.3 污染物削減率低

在傳統(tǒng)的排水工程設(shè)計(jì)中，地面雨水徑流通過雨水篦子進(jìn)入城市排水系統(tǒng)，因初期雨水含有一些污染物，大部分未經(jīng)截流處理便排入下游河道，對(duì)城市水體造成污染。在進(jìn)行城市開發(fā)建設(shè)的過程中，水土發(fā)生流失，因大量淤泥長(zhǎng)期淤積于排水管道，給排水系統(tǒng)帶來了不利的影響[2]。通過海綿設(shè)施的滲、滯、蓄功能，對(duì)初期雨水的污染物進(jìn)行截流和消納，削減進(jìn)入城市水體的污染物，可在很大程度上提高城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行能力，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境。

3.4 雨水資源化利用措施少

大部分城市缺少有針對(duì)性的雨水資源化利用規(guī)劃，可持續(xù)排水系統(tǒng)理念未融入城市建設(shè)中，雨水蓄滯、下滲等措施缺乏，雨洪調(diào)蓄能力較差。

4 海綿城市理念在市政排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

4.1 加強(qiáng)市政道路排水設(shè)計(jì)

（1）人行道設(shè)計(jì)。人行道作為市政道路中的重要組成，在為人們出行帶來便利的同時(shí)，也是發(fā)揮城市功能的表現(xiàn)。以往市政工程設(shè)計(jì)的人行道以不透水路面為主，受降雨等惡劣天氣的影響，常常導(dǎo)致路面發(fā)生積水的現(xiàn)象，這直接關(guān)系行人的出行安全。通過海綿城市理念的運(yùn)用，實(shí)際鋪裝時(shí)以透水性材料為主，在不影響道路使用功能的前提下，可加強(qiáng)土壤的滲水性。在遭受暴雨期間，雨水通過透水鋪裝及時(shí)滲入地下，減少雨水地表徑流量，防止路面積水，同時(shí)促使人行道路面保持良好的溫度和濕度，這對(duì)地下水資源能起到良好的補(bǔ)充作用[3]。在對(duì)城市的市政工程進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受到各個(gè)方面條件限制難以保障當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的透水性時(shí)，可從基層位置著手加強(qiáng)排水管設(shè)置，進(jìn)而強(qiáng)化排水系統(tǒng)的排水功能。

（2）車行道設(shè)計(jì)。在市政道路排水設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)加強(qiáng)車行道的設(shè)計(jì)。通過對(duì)當(dāng)前城市的車行道進(jìn)行分析可知，基本上以非透水性路面為主，但這種路面在降雨的影響下很容易產(chǎn)生積水的問題。因此，從設(shè)計(jì)人員的角度看，在進(jìn)行車行道設(shè)計(jì)時(shí)要加強(qiáng)海綿城市理念的運(yùn)用，以透水性路面為主，進(jìn)而降低徑流量。不管是設(shè)計(jì)工作還是施工工作，都需要加強(qiáng)瀝青混凝土的應(yīng)用，并運(yùn)用合理的鋪設(shè)方法將其鋪設(shè)在車行道的上層，中間層和下層則以非透水性材料為主，防止降雨入侵路基給市政工程帶來不利影響。在車行道中運(yùn)用透水性路面，如果遭到強(qiáng)降雨，在雨水和路面實(shí)際接觸的過程中不僅能實(shí)現(xiàn)雨水排放，還能將其排放到道路旁盲溝，防止路面車行道雨水積蓄。

4.2 科學(xué)選擇排水管道材料

材料直接影響排水系統(tǒng)的工作效果，因此應(yīng)加強(qiáng)材料選用設(shè)計(jì)，使之滿足排水系統(tǒng)的相關(guān)要求，避免盲目選擇。以管道類材料為例，在實(shí)際選擇的過程中需充分考慮管道的抗壓性，同時(shí)其內(nèi)摩擦系數(shù)要低，以提高管道通暢程度。此外，在選擇排水管道的過程中應(yīng)將排水能力作為關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，充分體現(xiàn)管道在排水系統(tǒng)中的價(jià)值。

4.3 綠化帶設(shè)計(jì)

城市綠化帶是海綿城市排水設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)施之一，可以對(duì)雨水實(shí)現(xiàn)分引流。在給排水設(shè)計(jì)上可通過以下4 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)綠化帶與雨水的有效銜接。

（1）過濾雨水。海綿城市的重要作用之一就是對(duì)雨水的過濾，保證雨水清潔度。對(duì)此，可鋪設(shè)植土、增設(shè)礫石層，并在其下安裝滲透管，可將雨水進(jìn)行初步過濾后向地下滲透，補(bǔ)給地下自然水體。

（2）收集雨水。為保證雨水降落后可隨地表徑流至綠化帶，在綠化帶設(shè)計(jì)可結(jié)合雨水口的分布，保證雨水順流到綠化帶植土道路地面間。

（3）存蓄雨水。綠化帶設(shè)計(jì)上，結(jié)合地形結(jié)構(gòu)，設(shè)置導(dǎo)流系統(tǒng)，強(qiáng)降雨時(shí)雨水可以分流，增大雨水流速，避免水流不及時(shí)導(dǎo)致城市積水嚴(yán)重，還可通過設(shè)置明溝，實(shí)現(xiàn)沉淀雨水作用，兩邊設(shè)置排水溝渠，實(shí)現(xiàn)配水，雨水可以更好地排入綠化帶。

（4）排放雨水。對(duì)于雨水排放可設(shè)置溢流系統(tǒng)，地勢(shì)低的綠地暫時(shí)存儲(chǔ)雨水，再通過溢流系統(tǒng)將多余降水排出。

4.4 綠化銜接設(shè)計(jì)綠地銜接的設(shè)置

可將市政道路與綠化項(xiàng)目相銜接，在設(shè)計(jì)上引入海綿城市理念可以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行雨水分流或下沉式綠地設(shè)計(jì)，還可以應(yīng)用LID 源頭滲透技術(shù)，使綠地銜接更為合理。例如，下沉式綠地就是利用綠地下沉提升雨水調(diào)蓄容積，綠地下沉100~200mm，當(dāng)蓄滿雨水后，會(huì)逐漸流入植水溝，從而實(shí)現(xiàn)雨水的存蓄、凈水作用，常見的有濕塘、濕地等。在雨水花園的設(shè)計(jì)上，還可通過綠地銜接，更為充分地利用水資源，打造水資源循環(huán)利用體系，優(yōu)化城市生態(tài)系統(tǒng)。

4.5 海綿設(shè)施維護(hù)

海綿城市理念不僅僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)上，實(shí)施完后的海綿設(shè)施維護(hù)也非常重要。首先，應(yīng)建立健全低影響開發(fā)管理人員和操作人員加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)；其次低影響開發(fā)設(shè)施的維護(hù)管理部門應(yīng)做好雨季來臨前和雨季期間發(fā)設(shè)施的維護(hù)管理制度和操作規(guī)程，配備專職管理人員和相應(yīng)監(jiān)測(cè)手段，并對(duì)管設(shè)施的檢修和維護(hù)管理，保障設(shè)施正常、安全運(yùn)行。應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育和引導(dǎo)，提高公眾對(duì)海綿城市建設(shè)、低影響開發(fā)、綠色建筑、城市節(jié)水、水生態(tài)修復(fù)、內(nèi)澇防治等工作中雨水控制與利用重要性的認(rèn)識(shí)，鼓勵(lì)公眾積極參與低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行與維護(hù)。海綿設(shè)施的維護(hù)措施如下：①注意觀察植被，如果植物生長(zhǎng)情況不好就需要移除。有時(shí)還可能需要修剪，疏伐或更換設(shè)施上種植的植物。②根據(jù)不同的設(shè)施要求，按需要定期剪草。③每年定期添加天然硬木材作為土壤覆蓋層抑制雜草和保持水分。④每過幾年檢查土壤覆蓋層的厚度，如過厚則需移除多余覆蓋材料。⑤防止細(xì)微沉淀物積聚，如沉積物形成硬土層，那么就需要移除這層物質(zhì)并重鋪表層土。⑥強(qiáng)徑流可能造成設(shè)施土層的侵蝕，這需要及時(shí)對(duì)侵蝕的部位進(jìn)行修理或補(bǔ)救措施，以防止類似情況的再次發(fā)生。⑦進(jìn)水口不能有效收集匯水面徑流雨水時(shí)，應(yīng)加大進(jìn)水口規(guī)模或進(jìn)行局部下凹等。⑧進(jìn)水口、溢流口因沖刷造成水土流失時(shí)，應(yīng)設(shè)置碎石緩沖或采取其他防沖刷措施。⑨進(jìn)水口、溢流口堵塞或淤積導(dǎo)致過水不暢時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理垃圾與沉積物。⑩調(diào)蓄空間因沉積物淤積導(dǎo)致調(diào)蓄能力不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理沉積物。11○當(dāng)調(diào)蓄空間雨水的排空時(shí)間超過36h 時(shí)，應(yīng)及時(shí)置換樹皮覆蓋層或表層種植土。12○維護(hù)頻次為檢修、植物養(yǎng)護(hù)2 次/年（雨季之前、期中）。植物栽種初期適當(dāng)增加澆灌次數(shù)；不定期的清理植物殘?bào)w和其他垃圾。

4.6 發(fā)展科學(xué)合理的排水系統(tǒng)

在城市給排水工程中，有效地設(shè)計(jì)排水管網(wǎng)對(duì)節(jié)約和排放污水非常重要。對(duì)排水管網(wǎng)走向的正確選擇，可以有效減少污染面積。為了取得更好的節(jié)能效果，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮建筑地形和外部條件等因素，使其最大限度地滿足我國(guó)的節(jié)能環(huán)保要求。并充分把握施工地形，合理安排后續(xù)施工，在一定程度上可以縮短工期。合理確定城市污水、工業(yè)廢水和雨水的排放標(biāo)準(zhǔn)，是城市給排水工程達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求的關(guān)鍵。雨水少的地區(qū)，可采用分流排水方式。科學(xué)合理地改造輸水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)污水凈化。在降雨量少的地區(qū)，可采用雨水截排回用等措施，對(duì)市政給排水工程實(shí)施節(jié)能環(huán)保方案。在處理污水時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?duì)水質(zhì)的要求，合理選擇處理工藝，特別是在水質(zhì)要求較高的地區(qū)，應(yīng)采用新的處理工藝，以有效提高污水處理質(zhì)量。

4.7 重視附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

（1）路緣石。路緣石是常見的排水設(shè)施，設(shè)計(jì)人員要清楚路緣石的主要類型并加以全面分析。以平緣石為例，其高度與地表一致，能使雨水流入設(shè)置的雨水溝渠中，防止道路雨水蓄積。

（2）路肩邊溝。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)植草溝的應(yīng)用，這就需要將大量的植被種植在地表溝相應(yīng)的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雨水收集，更好地排放雨水。

除此之外，設(shè)計(jì)人員還要加強(qiáng)市政工程和排水設(shè)計(jì)的融合，使其實(shí)現(xiàn)路面徑流分流，引入先進(jìn)的技術(shù)，不斷提高排水效率。

5 結(jié)語

現(xiàn)代城市化建設(shè)不僅講究規(guī)范化發(fā)展與美觀性能，更要保證其環(huán)保性與實(shí)用性，面對(duì)近年來頻繁發(fā)生的城市內(nèi)澇問題，運(yùn)用海綿城市理念科學(xué)地進(jìn)行市政排水設(shè)計(jì)，增強(qiáng)市政排水的收集、滲透、存蓄、凈化功能，實(shí)現(xiàn)城市水資源的平衡運(yùn)行，同時(shí)基于海綿城市理念的市政排水設(shè)計(jì)擁有較強(qiáng)的凈化功能，可對(duì)水資源進(jìn)行再利用。市政排水系統(tǒng)與自然環(huán)境的有效銜接，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市生活環(huán)境的改善，協(xié)同城市排水與給水，推動(dòng)城市建設(shè)的健康持續(xù)發(fā)展，為人們營(yíng)造更為健康安全舒適環(huán)保的生活環(huán)境。