生態(tài)城市理念下給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

楊帆

唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院 河北 唐山 063000

1 市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)概述

在城市市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保能夠滿足城市居民的用水需求，應(yīng)對(duì)居民生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉水以及工業(yè)用水進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，提升城市水資源利用率，推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。在對(duì)城市給排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃的過(guò)程中，需要以城市的具體情況以及未來(lái)的規(guī)劃策略為基礎(chǔ)，保證市政給排水系統(tǒng)與城市發(fā)展規(guī)劃間的協(xié)調(diào)性與統(tǒng)一性，建設(shè)綠色環(huán)保城市。城市市政給排水系統(tǒng)可以維護(hù)城市水資源供需平衡，有利于提升城市的生態(tài)文明建設(shè)水平?？茖W(xué)合理的市政給排水設(shè)計(jì)方案，可以有效減少城市污染問題，提高城市居民的用水質(zhì)量，推動(dòng)城市的發(fā)展進(jìn)程[1]。

2 生態(tài)城市理念應(yīng)用于市政給排水的產(chǎn)生背景

2.1 水資源相對(duì)短缺

盡管在地球上有超過(guò)70%的水資源覆蓋著地球表面，但其中僅有3%的水資源是淡水，并且這些淡水資源中難以利用的冰川淡水超過(guò)了78%，這種情況的出現(xiàn)使人們能夠利用的淡水資源極為有限。同時(shí)，我國(guó)的水資源總量?jī)H為2.8×108m3，位居世界第六，但人均淡水資源占有量為2240m3，僅為世界人均淡水資源占有量的1/4。而且在我國(guó)，降水存在時(shí)空分布不均、降水季節(jié)過(guò)于集中，極易出現(xiàn)春旱夏澇的問題，使提升水資源的利用率成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作的重要內(nèi)容之一。生態(tài)城市理念下通過(guò)合理設(shè)計(jì)、規(guī)劃排水工程的方式，形成類似于海綿結(jié)構(gòu)的可以對(duì)水資源進(jìn)行吸收再利用的城市排水設(shè)施，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，生態(tài)城市能夠在降雨、降雪過(guò)多的情況下，對(duì)水資源進(jìn)行吸收與儲(chǔ)存，并且在城市水資源短缺的情況下，將收集到的水資源應(yīng)用于城市植被澆灌、道路凈化等工作當(dāng)中，切實(shí)解決城市水資源匱乏的問題。

2.2 水污染問題嚴(yán)重

對(duì)我國(guó)水資源實(shí)際利用情況進(jìn)行調(diào)查分析后可以發(fā)現(xiàn)，一方面我國(guó)水資源相對(duì)短缺；另一方面受污染問題的影響，我國(guó)的淡水生態(tài)體系出現(xiàn)了嚴(yán)重的退化，水體自凈能力下降，這種情況的出現(xiàn)不僅對(duì)人們的正常用水安全造成了威脅，還對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水安全造成了極為不利的影響。具體來(lái)說(shuō)，歐美國(guó)家農(nóng)業(yè)灌溉用水指數(shù)為0.7，我國(guó)的農(nóng)業(yè)灌溉用水利用平均系數(shù)僅為0.45；美國(guó)工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)量用水量為8m3，我國(guó)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量為103m3，嚴(yán)重限制了我國(guó)工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。此外，在工業(yè)用水的重復(fù)利用率方面，我國(guó)的重復(fù)利用率為55%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的75%～85%，這種情況的出現(xiàn)不僅加劇了水資源的浪費(fèi)，還對(duì)我國(guó)用水安全造成了極為不利的影響?，F(xiàn)階段，為解決這一問題，相關(guān)工作人員可以在明確生態(tài)城市理念的基礎(chǔ)上，利用低影響開發(fā)技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)雨水流徑控制的同時(shí)，通過(guò)雨水在生態(tài)自然環(huán)境中的滲透、植被吸收等作用，減緩城市污染問題的影響[2]。

3 生態(tài)城市理念下給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)探討

3.1 路基排水設(shè)計(jì)

城市道路是重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，而在設(shè)計(jì)市政道路部分時(shí)，必須重視對(duì)道路路基部分的合理設(shè)計(jì)。結(jié)合不同區(qū)域路段對(duì)交通條件的實(shí)際需求，對(duì)施工方案加以優(yōu)化調(diào)整。為了解決路面硬化、路基透水性不強(qiáng)的問題，可對(duì)路基部分的區(qū)域進(jìn)行換填，通過(guò)換填的方式提升路基部分的滲透性能。但是在設(shè)計(jì)中，不能僅考慮提升路基的排水能力，而忽視路基的穩(wěn)定性。所以在完成路基換填處理后，還要通過(guò)夯實(shí)、碾壓層施工工藝強(qiáng)化路基。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該保證路基土壤滲透系數(shù)與飽和重度達(dá)到海綿城市施工標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 人行道設(shè)計(jì)

人行道會(huì)給市政給排水設(shè)計(jì)帶來(lái)重大影響，尤其是會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，所以應(yīng)該將人行道的合理設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)重要工作來(lái)抓，結(jié)合工程施工建設(shè)的要求，改善和提高市政給排水系統(tǒng)功能，徹底變革以往落后的人行道設(shè)計(jì)思想，用海綿城市理念推動(dòng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。設(shè)計(jì)者應(yīng)該對(duì)城市地形情況進(jìn)行綜合考量，恰當(dāng)選取科學(xué)材料，設(shè)計(jì)人行道給排水系統(tǒng)，著重促進(jìn)雨水資源的利用。例如，新型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要隨地形變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，做好科學(xué)化的密度分布。西高東低的城市需要確保設(shè)計(jì)的給排水系統(tǒng)順應(yīng)這樣的地形趨勢(shì)，呈現(xiàn)樣態(tài)分布特征。東高西低的城市，當(dāng)然也遵循著這樣的規(guī)律和地形趨勢(shì)保持一致。在人行道給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要注意對(duì)新材料的使用，選擇性能好、經(jīng)濟(jì)安全以及可再生的材料，確保雨水滲透有效性，提高雨水資源的收集效果，并為后續(xù)利用打基礎(chǔ)。

3.3 車行道設(shè)計(jì)

車行道的設(shè)計(jì)也是不容小覷的，想要綜合提高市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果，也要特別關(guān)注車行道設(shè)計(jì)和海綿城市理念的結(jié)合。事實(shí)上人行道和車行道在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中是比較相似的，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工現(xiàn)狀，做好科學(xué)把控，提高整體給排水能力。全面研究車行道使用的特殊性，明確在道路當(dāng)中車輛行駛速度相對(duì)較快，所以設(shè)計(jì)者需要結(jié)合施工現(xiàn)狀確定出相應(yīng)的密度，維護(hù)路面平穩(wěn)，減少行車中的風(fēng)險(xiǎn)。海綿城市理念要求在車行道給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該運(yùn)用優(yōu)質(zhì)材料，完善排水功能，改進(jìn)以往設(shè)計(jì)當(dāng)中排水構(gòu)筑物密度不足的問題[3]。

3.4 城市綠化設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代城市的規(guī)劃建設(shè)中，為了改善人們的生活環(huán)境，通常會(huì)設(shè)置專門的綠化區(qū)域。在實(shí)際開展城市綠化工作時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水資源的涵養(yǎng)，確保城市水系統(tǒng)的平衡發(fā)展，同時(shí)還要配合市政給排水系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用。通過(guò)將海綿城市理念與市政給排水設(shè)計(jì)相結(jié)合，加強(qiáng)對(duì)城市綠化帶的設(shè)計(jì)及建設(shè)，可進(jìn)一步完善城市綠化建設(shè)效果。

3.4.1 充分發(fā)揮出雨水的過(guò)濾效果。城市地區(qū)在降雨量較多的時(shí)節(jié)通常會(huì)出現(xiàn)地面積水的現(xiàn)象，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的有效利用，需要采取過(guò)濾手段，提高雨水的清潔度。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，可采用鋪筑礫石層等方式達(dá)到上述目的，將滲透管安裝在適當(dāng)?shù)奈恢茫员阌晁诮?jīng)過(guò)過(guò)濾凈化處理后能及時(shí)滲透到地下。

3.4.2 注重控制排水量，提高蓄水性能。設(shè)計(jì)者在開展綠化帶規(guī)劃設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要考慮當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)，以此為基本參照進(jìn)行導(dǎo)流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保市政工程在遇到暴雨天氣時(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水的分流。

3.4.3 為了提高對(duì)雨水的收集能力，在設(shè)計(jì)綠化帶時(shí)，可以選擇透水性較好的路面材料鋪設(shè)道路，保證雨水可以滲透地表層，進(jìn)入下層為其預(yù)留的綠化帶雨水收集口內(nèi)。為了滿足這一功能要求，必須注意控制綠化帶高度，綠化帶設(shè)計(jì)過(guò)高，不利于對(duì)雨水進(jìn)行導(dǎo)流收集。因此，在設(shè)計(jì)綠化帶時(shí)，綠化帶高度應(yīng)低于道路的表層高度，控制在路面下方15～20cm范圍內(nèi)，而綠化帶外沿高度不能低于綠化帶中的土壤高度。讓雨水進(jìn)入地下土壤之中，可以通過(guò)土壤對(duì)雨水加以過(guò)濾，這樣能顯著提升地下水的清潔度，防止地下水受到有害物質(zhì)污染；同時(shí)，大量雨水滲入地下，也能補(bǔ)充地下水資源，再通過(guò)地下水系供應(yīng)至更多的區(qū)域。在設(shè)計(jì)時(shí)，為了增強(qiáng)雨水的過(guò)濾效果，可以在綠化帶內(nèi)先鋪設(shè)1層種植土，在種植土層上鋪設(shè)1層砂石層，之后埋設(shè)滲透管，通過(guò)這種設(shè)計(jì)增加對(duì)雨水的過(guò)濾能力。另外，還要注意加入對(duì)雨水的導(dǎo)流設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置滯蓄緩排結(jié)構(gòu)，提高雨水導(dǎo)流能力，進(jìn)而保證更多的雨水能夠滲入地下，提高回收效率。例如在綠化帶區(qū)域設(shè)計(jì)明溝，通過(guò)明溝來(lái)沉淀雨水，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的初步過(guò)濾，之后再通過(guò)明溝將雨水導(dǎo)流至兩端的出水溝渠。

3.5 污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

污水處理在城市的可持續(xù)發(fā)展中占據(jù)重要的地位，城市污水處理主要涉及對(duì)工業(yè)污水、生活污水等的處理工作，通過(guò)對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，有助于改善城市生活環(huán)境，優(yōu)化城市整體面貌。雨污分流是現(xiàn)代城市最重要的排水體制，目前廣泛應(yīng)用于新建和改建市政工程中?！叭f”改造、河涌整治、內(nèi)澇治理等工作中，海綿城市理念都起到了十分重要的作用。雨污分流能夠降低水量對(duì)污水處理廠的沖擊，也可以降低對(duì)污水處理廠設(shè)計(jì)水質(zhì)的影響，提高污水處理廠的污水處理效益，避免對(duì)河道及地下水造成不必要的污染。

3.6 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

市政道路附屬設(shè)施主要包括路緣石和路肩邊，路緣石是道路排水系統(tǒng)中的重要組成部分，通常分為立緣石和平緣石兩種類型，采用平緣石能夠使其同地面的高度形成一致，有效規(guī)避路面潛在的積水問題，使雨水能夠順利流進(jìn)雨水口或綠化帶中，立緣石比路面高，能夠方便雨水向雨水口直接流入。如果路緣石本身無(wú)法達(dá)到高效匯集雨水的效果，應(yīng)當(dāng)科學(xué)對(duì)路緣石的位置進(jìn)行選擇，展開相應(yīng)的打孔工作，可以適當(dāng)選擇使用間隔鋪設(shè)的方法，切實(shí)保障雨水向綠化帶中的順利流入。工作人員還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于雨水凈化問題的重視，比如可以采取種植草溝的方式，提升雨水凈化率，使雨水能夠第一時(shí)間進(jìn)行輸送和排放。

3.7 城市綠地銜接設(shè)計(jì)

如果市政道路的附近區(qū)域中涉及城市綠地的部分，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行市政道路給排水設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)妥善完成城市綠地銜接設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)于路面徑流的科學(xué)分流，真正展現(xiàn)其良好的分流作用。在海綿城市理念的應(yīng)用下，一般會(huì)采用結(jié)合地域的實(shí)際情況，選擇不同的綠地銜接形式。針對(duì)水資源比較匱乏的地區(qū)，由于有著較高的收集、存儲(chǔ)和利用雨水的需求，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于排水管的應(yīng)用，將路面中的雨水向濕地中進(jìn)行引流，并采取相應(yīng)的凈化處理措施，進(jìn)行存儲(chǔ)，達(dá)到對(duì)于水資源的補(bǔ)充效果[4]。

3.8 排澇功能設(shè)計(jì)

在洪澇災(zāi)害較多發(fā)的城市區(qū)域，對(duì)市政給排水系統(tǒng)進(jìn)行有效的洪澇設(shè)計(jì)，可以保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮洪澇排水措施的有效應(yīng)用，對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高排水系統(tǒng)的合理性以及科學(xué)性。在具體設(shè)計(jì)工作中需要以城市的洪澇情況作為主要依據(jù)，分析城市內(nèi)部的積水問題以及洪澇問題，利用有效的排洪方式對(duì)城市內(nèi)澇進(jìn)行有效處理，建立完善的城市雨水處理系統(tǒng)。對(duì)城市外洪進(jìn)行處理時(shí)，需要重視洪水發(fā)生后的治理措施，在洪水未發(fā)生前做好有效的預(yù)防措施，如修建水庫(kù)、洪堤等。

4 生態(tài)城市理念在給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

4.1 因地制宜

在實(shí)際設(shè)計(jì)前需要對(duì)城市的具體地形條件和地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)考察，根據(jù)考察結(jié)果制定科學(xué)可靠的改造方案與建設(shè)計(jì)劃，確保城市人口與自然環(huán)境間的協(xié)調(diào)性，使給排水系統(tǒng)與城市發(fā)展過(guò)程中的需水量更適應(yīng)。優(yōu)化與完善相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，盡可能提高水資源的綜合利用率。

4.2 整合數(shù)據(jù)資源

相關(guān)部門要結(jié)合設(shè)計(jì)要求對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行全面整合，確保市政給排水體系的功能和結(jié)構(gòu)更滿足城市的建設(shè)需求。在實(shí)際工作中，相關(guān)人員要收集各城市在生態(tài)城市理念支撐下的設(shè)計(jì)方案，建立資源共享平臺(tái)，從而有效分享設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。另外，要結(jié)合給排水系統(tǒng)功能合理開展數(shù)據(jù)搜集、分析和存儲(chǔ)檔案工作。此外，要對(duì)系統(tǒng)功能概況進(jìn)行智能分析判斷，根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠晁闆r，不斷優(yōu)化系統(tǒng)布局和功能，全面落實(shí)各項(xiàng)戰(zhàn)略方案，建立優(yōu)質(zhì)的城市生態(tài)環(huán)境[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，生態(tài)城市理念是一種現(xiàn)代化的城市管理理念，可以推動(dòng)城市化建設(shè)，平衡城市的生態(tài)系統(tǒng)，可以讓社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境和諧發(fā)展。生態(tài)城市理念構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)對(duì)給排水工程進(jìn)行有效規(guī)劃，不僅達(dá)到疏通給排水工程的目的，且達(dá)到綠化城市、優(yōu)化環(huán)境的作用。