海綿城市建設(shè)與市政給排水策略分析

薛竣

(合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司，合肥 230000)

1 引言

我國大部分城市屬于工業(yè)化城市。近年來，工業(yè)化發(fā)展速度日益增快，隨之而誘發(fā)的問題也日益增多，較為突出的問題之一則為嚴(yán)重缺乏水資源[1]，對人們生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。海綿城市理念的引入，使更多的人認(rèn)識到合理利用和分配水資源的重要性。海綿城市是將城市建造成猶如海綿一樣，降雨時則存蓄雨水、浸透、就地吸收；干旱時則將降雨時存儲的雨水量吐出[2]，達(dá)到循環(huán)利用的目的，如沖洗城市道路、灌溉綠化，達(dá)到降低水資源使用量和城市維護(hù)的開支。相比傳統(tǒng)市政給排水設(shè)計，海綿城市理念占據(jù)更大的優(yōu)勢，可確保城市的可持續(xù)、健康發(fā)展。

2 海綿城市設(shè)計理念的意義

2.1 讓城市水資源得到充分利用

目前，人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中所使用的重要資源之一則為水資源，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市市政建設(shè)的擴(kuò)大，城市水資源已出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象[3]。因此，在城市建設(shè)過程中需加大對水資源的重視力度。以往在設(shè)計城市市政給排水系統(tǒng)時，未充分考慮到利用雨水資源，海綿城市理念問世后，則有望徹底改變不利用雨水的缺陷[4]。此屬于新型雨水處理方式[5]，滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展的新要求。海綿城市主要指合理利用城市市政建設(shè)中給排水設(shè)計，達(dá)到雨水滲透、蓄積、凈化等目的，充分利用雨水資源，不僅可避免在降雨時城市發(fā)生內(nèi)澇，同時，也可避免發(fā)生地下水資源短缺的狀況。在此理念下，在進(jìn)行城市建設(shè)市政給排水設(shè)計方案中要合理設(shè)計給排水系統(tǒng)，提升城市蓄積雨水的能力，高效利用水資源，建設(shè)成新型自然給排水系統(tǒng)，強(qiáng)化城市給排水運行功能。

2.2 降低干旱與城市內(nèi)澇壓力

海綿城市理念的影響和實施，有利于緩解城市中發(fā)生干旱、內(nèi)澇問題。目前，我國部分城市，特別是南方，雨季時發(fā)生內(nèi)澇的概率非常大，發(fā)生雨水集中、強(qiáng)降雨狀況時，城市排水系統(tǒng)則面臨著較大壓力，甚至?xí)斐沙鞘袃?nèi)澇，嚴(yán)重影響城市生活，對人們生活造成危害。此外，針對部分城市發(fā)生干旱的狀況，基于海綿城市理念，可利用雨水再利用的優(yōu)勢，緩解干旱狀況，進(jìn)一步提升城市功能性，滿足社會生產(chǎn)和人民生活等多種需求。

2.3 改善生態(tài)環(huán)境及水污染

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益增快，自然生態(tài)環(huán)境問題也日益突出，已對人們正常生產(chǎn)和生活造成影響，甚至危及其生命健康。其中，水資源浪費、水環(huán)境污染問題非常突出，海綿城市理念的加入，對城市環(huán)境有了優(yōu)化效果，緩解了人們在生產(chǎn)生活中對自然生態(tài)所產(chǎn)生的影響。引入海綿城市理念，能改善水污染狀況，提升城市污水治理能力和水資源凈化能力，提升市政建設(shè)給排水建設(shè)質(zhì)量，確保城市水體環(huán)境良好，達(dá)到城市健康且可持續(xù)發(fā)展的目的。

3 我國市政給排水設(shè)計中存在的主要問題

3.1 現(xiàn)階段我國市政給排水設(shè)計系統(tǒng)較為落后

傳統(tǒng)的給排水系統(tǒng)無法達(dá)到現(xiàn)行排水需求，且無法按照城市發(fā)展?fàn)顩r，及時進(jìn)行更新。較為突出的問題則表現(xiàn)在，排水管道施工質(zhì)量差和容易出現(xiàn)管道坍塌，如出現(xiàn)較大降雨量，城市給排水系統(tǒng)可能會出現(xiàn)超載的狀況，導(dǎo)致城市發(fā)生內(nèi)澇。此外，大部分老城鎮(zhèn)區(qū)域，市政工程所設(shè)計的給排水系統(tǒng)存在參數(shù)不合理、管道老化的問題，無法滿足現(xiàn)代化排水需求，為城市給排水設(shè)計建設(shè)帶來較大隱患性問題。

3.2 氣候因素的影響

城市市政給排水設(shè)計方案易受城市實際環(huán)境的影響，特別是氣候因素。受地理條件的影響，各城市氣候因素均有所不同，其降雨量也存在較大差異，對市政給排水系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量有直接性影響。設(shè)計人員需考慮氣候因素帶來的影響，最大限度地提升雨水資源和水資源的利用率，發(fā)揮城市給排水功能的效果。

4 海綿城市理念在城市給排水系統(tǒng)設(shè)計中的具體應(yīng)用狀況

4.1 將海綿城市理念應(yīng)用到車行道設(shè)計中

將海綿城市理念融入城市市政給排水系統(tǒng)建設(shè)方案設(shè)計中，需結(jié)合城市實際狀況和設(shè)計內(nèi)容，將設(shè)計位置整體質(zhì)量做出進(jìn)一步優(yōu)化，才可將海綿城市理念所具備的優(yōu)勢發(fā)揮至最大。在優(yōu)化設(shè)計車行道時，采用海綿城市理念，有利于將城市建設(shè)中的給排水系統(tǒng)所具備的性能進(jìn)一步提高。我國大部分城市在設(shè)計城市道路工程選擇材料時均存在一定忽略性，而采用透水性較差的材料，則會造成補(bǔ)給地下水的效果不理想。而利用海綿城市理念后，可讓設(shè)計工作者在設(shè)計時認(rèn)識到此點缺陷，進(jìn)而選擇具有較好滲透性的材料，確保在降雨時，可更好地補(bǔ)充地下水。此外，在車行道施工時，需確保所選用的混凝土瀝青具有較好的透水性，其目的在于避免此后降水量較大的狀況下嚴(yán)重?fù)p害路面，對人們出行造成影響。此外，在建設(shè)車行道時，選用透水性較好的材料可提升雨水循環(huán)利用率，讓雨水順著排水系統(tǒng)或綠化帶流入地下，避免直接浪費雨水。因此，融入海綿城市理念后，可在一定程度上提升城市車行道給排水設(shè)計效果。

4.2 將海綿城市理念應(yīng)用到人行道設(shè)計中

在進(jìn)行人行道設(shè)計時，融入海綿城市理念，可提升市政給排水系統(tǒng)功能。同時在施工材料選擇時，需加強(qiáng)監(jiān)控施工質(zhì)量，多次測驗，確保施工材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，滿足規(guī)范要求。傳統(tǒng)人行道路面所采用的材料不具有良好的滲透性，一旦出現(xiàn)暴雨天氣，路面濕滑，安全隱患問題突出。而融入海綿城市理念后，在設(shè)計人行道時，則選擇較好滲透性的材料進(jìn)行施工，在連續(xù)暴雨的狀況下，也不會發(fā)生路面雨水聚集的狀況，避免路面濕滑，雨水滲透至地下，有利于后期調(diào)整人行道的路面濕度和溫度。一般來說，在設(shè)計人行道時，所采用的材料非常復(fù)雜，使用透水性較好的材料可增強(qiáng)給排水功能。此外，也需對水泥混凝土配置加大重視度，需按照實際狀況進(jìn)行配置，合理添加骨料，確保內(nèi)部空隙均勻，提升內(nèi)部混凝土的孔隙率，發(fā)揮人行道排水系統(tǒng)的效果。

現(xiàn)大部分道路均為灰色間色，具有硬化務(wù)實的效果，經(jīng)多次測驗，其基本不具有透水性能，下雨時，地表雨水出現(xiàn)徑流，在最低處進(jìn)行匯集，水流速快且水量大，若最低點部位的聚水能力較低，發(fā)生內(nèi)澇的危險性非常大。大部分硬化路面均無法對多余雨水做出后續(xù)處理，排放雨水的方式仍采用從一個地方流至另一個地方，存在治標(biāo)不治本的問題。有效解決城市給排水問題，從現(xiàn)在實施項目、建設(shè)蓄水設(shè)施、降低地表徑流、加大生態(tài)功能等，屬于有效可行的方式。

4.3 海綿城市理念融入雨水凈化系統(tǒng)中的應(yīng)用

在設(shè)計城市市政給排水系統(tǒng)時，設(shè)計工作人員需提升市政工程建設(shè)質(zhì)量，則需更好地融入海綿城市理念?，F(xiàn)大部分城市市政的給排水系統(tǒng)和凈化雨水的系統(tǒng)，功能較差，若存儲的雨水量不足，會影響城市生產(chǎn)活動和人們?nèi)粘Ｉ睢楸苊獍l(fā)生此狀況，設(shè)計工作人員需采用相應(yīng)方式，提升雨水凈化功能，改善雨水凈化程度，確保可循環(huán)利用雨水資源，緩解城市存在水資源匱乏的狀況，融入海綿城市理念后，在雨水凈化方面可解決缺乏水資源的狀況，為城市健康、可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4.4 生物滯留帶設(shè)計

依據(jù)城市市政建設(shè)各項功能不同，可將生物滯留帶劃分為人行道綠帶、非機(jī)動車及機(jī)動車隔綠帶、立交橋下綠化帶3部分。城市市政道路工程，多涉及人行道綠帶、非機(jī)動車機(jī)動車隔綠帶2 個部門，主要用于處理被路面污染的雨水，順著收水側(cè)進(jìn)入凹結(jié)構(gòu)綠帶。為發(fā)揮凈化雨水的效果，此部位增加了卵石過濾袋。雨水進(jìn)入此部位后，會濾除所攜帶的大量漂浮物和泥沙，凈化后的雨水被植被和土壤吸收，進(jìn)而下滲至積水層。按照目前蓄水池蓄水狀況評估持續(xù)儲水能力，若達(dá)到上限，此部門雨水則從溢流口排放。此設(shè)計方案要求滯留帶高度最低為15 cm，按照道路分布狀況，控制最高滯留帶為20 cm。此外，下凹部分深度控制在相應(yīng)范圍中，讓其與車行道路之間高度差為20～25 cm，進(jìn)而確保雨水可流至滯留帶?？紤]到受環(huán)境影響，滯留帶易破壞，因此，在設(shè)計時可在路基和綠化帶之間鋪設(shè)土工膜，把保護(hù)膜鋪設(shè)在距離地表＜1 m 的部位。

4.5 溢流雨水口設(shè)計

在平坦地勢上，縱坡低于0.003，根據(jù)溢流雨水口間距低于40 m 的標(biāo)準(zhǔn)控制雨水溢流排放。此項功能可在雨水儲備功能不足時，自動啟用。根據(jù)道路排水需求，分別為非機(jī)動車、機(jī)動車分隔帶和人行道滯留帶設(shè)置溢流水口，前者為A 型口，圓形外觀，形狀類似于鐘罩，后者為B 型口，控制雨水溢流，鋪設(shè)溢流井蓋。此水口可節(jié)省雨水口布設(shè)和水連管，降低材料用量。A 型口的抗堵塞能力非常強(qiáng)，相比于傳統(tǒng)溢流設(shè)施，明顯改善了其流通性。

4.6 附屬設(shè)施

城市道路系統(tǒng)中，附屬設(shè)施也發(fā)揮著較大作用，在實際設(shè)計時，需加強(qiáng)城市排水設(shè)計，同時也需做好附近環(huán)境相關(guān)的調(diào)研工作，確保設(shè)計合理性?；诤＞d城市的概念，進(jìn)一步優(yōu)化方案，確保施工材料選擇的合理性，增強(qiáng)附屬功能，滿足城市給排水系統(tǒng)需求。如可采用草植溝方式，讓混凝土材料得到替代，進(jìn)而增強(qiáng)附屬設(shè)施吸水能力。

5 結(jié)語

海綿城市理念在城市建設(shè)市政給排水系統(tǒng)中的作用明顯，可促進(jìn)進(jìn)一步發(fā)展城市給排水系統(tǒng)。此外，各施工人員需準(zhǔn)確理解海綿城市理念和施工方式，以發(fā)揮至關(guān)重要的效果，進(jìn)而促進(jìn)市政工程發(fā)展。