海綿城市理念下市政給排水設(shè)計(jì)之思考

吳海燕

濟(jì)南市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 山東 濟(jì)南 250101

引言

當(dāng)前城市市政工程建設(shè)從質(zhì)量上以及數(shù)量上都有很大的發(fā)展與提升，但是城市的洪澇災(zāi)害依然是考驗(yàn)城市發(fā)展的重要難題，采用傳統(tǒng)的市政給排水設(shè)計(jì)方式顯然不利于滿足當(dāng)前實(shí)際的給排水的需求。針對(duì)市政給排水的設(shè)計(jì)不足問(wèn)題，在市政給排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，能最大限度上提升給排水的實(shí)際效果，有效解決城市洪澇災(zāi)害問(wèn)題。

1 當(dāng)前市政給排水設(shè)計(jì)的問(wèn)題體現(xiàn)

目前，市政給排水設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題是多樣的，主要體現(xiàn)在以下方面。

1.1 建設(shè)維護(hù)管理未能統(tǒng)一

建設(shè)管理養(yǎng)護(hù)未能達(dá)到統(tǒng)一是市政給排水系統(tǒng)中比較突出的問(wèn)題，城市建筑數(shù)量在不斷增多的狀況下，高層建筑都已經(jīng)建設(shè)了地下城，這就會(huì)增加市政給排水系統(tǒng)建設(shè)難度，市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的排水設(shè)施材料已經(jīng)和具體應(yīng)用要求不相符，排水能力低下、配套設(shè)施建設(shè)滯后，相應(yīng)部門(mén)對(duì)于城市給排水設(shè)施后續(xù)的維護(hù)沒(méi)有加強(qiáng)重視，這些對(duì)市政給排水系統(tǒng)發(fā)揮積極作用造成了不利影響，也比較容易縮短給排水設(shè)施使用年限，使城市現(xiàn)代化以及創(chuàng)新性發(fā)展受到很大程度影響。

1.2 自然條件因素復(fù)雜化

市政給排水設(shè)計(jì)中，由于自然條件因素比較復(fù)雜，往往會(huì)影響具體工作的順利開(kāi)展。城市自然環(huán)境條件相對(duì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)如果沒(méi)有全面考慮，往往會(huì)影響最后的效果與功能，造成負(fù)面影響。而自然環(huán)境的變化比較大，所以市政給排水設(shè)計(jì)所面臨的復(fù)雜程度也比較大，容易增加城市給排水系統(tǒng)建設(shè)難度，城市在面臨惡劣暴雨天氣時(shí)，給排水系統(tǒng)無(wú)法馬上排水，系統(tǒng)無(wú)法擔(dān)負(fù)增多的降水量，而易造成洪澇災(zāi)害。另外，給排水設(shè)計(jì)時(shí)人員缺乏前期準(zhǔn)備工作，沒(méi)有充分掌握區(qū)域中自然環(huán)境條件就開(kāi)始了設(shè)計(jì)，造成設(shè)計(jì)無(wú)法滿足使用規(guī)范要求的現(xiàn)象[1]。

1.3 水資源利用效率有待提升

市政給排水設(shè)計(jì)不合理，也容易造成水資源的利用比較低。城市正常運(yùn)行和水資源利用是分不開(kāi)的。城市化建設(shè)發(fā)展中，土地硬化程度在擴(kuò)大，雖然人居環(huán)境和出行更為方便，但是造成城市土地滲透能力減弱，地面降水和排水不能及時(shí)滲透形成地下水，水資源沒(méi)有進(jìn)一步得以利用，這主要是由于給排水設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)沒(méi)有達(dá)到優(yōu)化，造成了資源浪費(fèi)的問(wèn)題。同時(shí)城市的人口密度比較大，水資源比較有限，無(wú)法滿足城市建設(shè)發(fā)展需要。

2 海綿城市理念內(nèi)涵及在市政給排水設(shè)計(jì)中作用

2.1 海綿城市理念內(nèi)涵

為適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展的需要，城市市政建設(shè)中給排水設(shè)計(jì)引入海綿城市理念，優(yōu)化給排水設(shè)計(jì)比較關(guān)鍵。海綿城市建設(shè)是結(jié)合城市雨水管理提出的，能彈性應(yīng)對(duì)環(huán)境變化，以及雨水造成的自然災(zāi)害，該理念提出從傳統(tǒng)的建設(shè)模式向著現(xiàn)代化的科學(xué)的模式轉(zhuǎn)變，海綿城市建設(shè)采用滲水磚，下沉式綠地等相應(yīng)環(huán)保的舉措排出積水，能從源頭把雨水分散，緩慢釋放，達(dá)到收集雨水以及避免洪澇災(zāi)害的效果。海綿體就是海綿城市建設(shè)的必要條件，指的是江河湖等自然水系，以及建設(shè)花園和綠地等能滲透路面的配套設(shè)施，將雨水循環(huán)利用，增強(qiáng)城市雨水利用的能力。目前海綿城市建設(shè)有著明確的目標(biāo)與時(shí)間計(jì)劃，2015年時(shí)啟動(dòng)海綿城市的試點(diǎn)，2020年20%以上建成區(qū)能自然儲(chǔ)存70%雨水，2030年80%以上建成區(qū)能自然儲(chǔ)存70%雨水。

海綿城市合理利用“滲、蓄、滯、凈、用、排”，有效控制徑流，達(dá)到防止城市內(nèi)澇以及利用雨水作為資源的作用，能為市政給排水設(shè)計(jì)提供良好啟發(fā)。海綿城市作為全新建設(shè)理念，是結(jié)合雨洪管理目標(biāo)提出的，起到雨水資源循環(huán)管理，洪災(zāi)防控等作用，有效地助力城市發(fā)展。海綿城市能從一定程度上實(shí)現(xiàn)雨水資源循環(huán)應(yīng)用，為排水系統(tǒng)功能優(yōu)化提供良好資源儲(chǔ)備，這和傳統(tǒng)城市建設(shè)理念有比較大的不同之處。海綿城市有著環(huán)保性以及生態(tài)性的特征，是促進(jìn)城市生態(tài)化發(fā)展的重要體現(xiàn)。

2.2 海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中作用

市政給排水設(shè)計(jì)工作中，為有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，就需要采取優(yōu)化創(chuàng)新的手段，將海綿城市理念融入市政給排水設(shè)計(jì)中，并發(fā)揮如下積極的作用。

2.2.1 有效減少排水污染。市政給排水設(shè)計(jì)要能和未來(lái)城市生態(tài)化發(fā)展的要求相適應(yīng)，所以相應(yīng)設(shè)計(jì)人員就要及時(shí)更新設(shè)計(jì)理念，將海綿城市理念融入市政給排水設(shè)計(jì)中，最大程度降低市政排水污染。前期排水設(shè)計(jì)存在著不合理之處，城市人口數(shù)量增加迅速，在有降雨天氣的時(shí)候，排水系統(tǒng)不能把生活污水迅速排除，雨水匯入造成生活污水溢出，散發(fā)異味，增加大量有害病菌。如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的給排水設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)的效果很難得到優(yōu)化。而通過(guò)將海綿城市理念融入市政給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中去，能最大限度降低排水污染，構(gòu)建不同的水資源處理管網(wǎng)，把多余雨水作為生活用水收集起來(lái)，有助于緩解排水管道壓力，也能有助于降低排水污染率[2]。

2.2.2 有助于調(diào)整區(qū)域給排水。海綿城市理念和市政給排水相結(jié)合，有助于調(diào)整區(qū)域給排水現(xiàn)狀。城市居住人口數(shù)量在穩(wěn)定增長(zhǎng)，給排水管網(wǎng)的服務(wù)壓力也在進(jìn)一步增加，這就使得構(gòu)建優(yōu)質(zhì)給排水管網(wǎng)顯得尤為重要。海綿城市理念是應(yīng)對(duì)城市水資源調(diào)節(jié)，以及洪澇災(zāi)害所提出的理念，將該理念和市政給排水設(shè)計(jì)相結(jié)合，能最大限度減輕排水系統(tǒng)服務(wù)壓力，把降水天氣所帶來(lái)的多余水資源集中在水井當(dāng)中，采取靜置以及明礬沉淀等方法對(duì)水資源簡(jiǎn)單化處理，就能將該水資源作為綠化用水而加以應(yīng)用。

2.2.3 有效緩解城市澇旱問(wèn)題。通過(guò)將海綿城市理念融入市政給排水設(shè)計(jì)活動(dòng)中去，有效緩解城市內(nèi)澇以及內(nèi)旱問(wèn)題，有效促進(jìn)海綿城市建設(shè)發(fā)展。城市在雨季的時(shí)候常常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇，尤其南方雨水比較集中，內(nèi)澇問(wèn)題比較嚴(yán)重。城市市政排水系統(tǒng)排水峰值設(shè)計(jì)和需求不能滿足，造成內(nèi)澇災(zāi)害，這對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生命財(cái)產(chǎn)安全也會(huì)產(chǎn)生很大的威脅。市政給排水設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員結(jié)合海綿城市理念進(jìn)行有效優(yōu)化，把雨水能合理的存儲(chǔ)，在旱季使用，有助于解決該問(wèn)題，促進(jìn)城市功能有效提高，有效滿足時(shí)代發(fā)展需要。

3 海綿城市理念下市政給排水設(shè)計(jì)要求及實(shí)踐措施

3.1 海綿城市理念下市政給排水設(shè)計(jì)要求

市政給排水設(shè)計(jì)中將海綿城市理念與之相結(jié)合，按照相應(yīng)要求設(shè)計(jì)，能有助于最大程度提高市政給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量效果。海綿城市理念下市政給排水設(shè)計(jì)要求建議從以下方面加強(qiáng)重視。

3.1.1 尊重自然。給排水設(shè)計(jì)融入海綿城市理念，能最大程度提升給排水設(shè)計(jì)的質(zhì)量效果，但這就需要按照尊重自然的原則展開(kāi)設(shè)計(jì)。城市化發(fā)展進(jìn)程中，關(guān)鍵是環(huán)境建設(shè)，需要從順應(yīng)自然的發(fā)展規(guī)律出發(fā)，加強(qiáng)生態(tài)資源有效保護(hù)。因此城市給排水系統(tǒng)在具體設(shè)計(jì)中，按照尊重自然的方式展開(kāi)設(shè)計(jì)，達(dá)到人和自然和諧相處的目的，避免違背自然發(fā)展規(guī)律。給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中要及時(shí)改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念，不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都需要從自然發(fā)展角度出發(fā)，保障城市和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.1.2 節(jié)約要求。海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中科學(xué)應(yīng)用，要注重節(jié)約要求。節(jié)約也是中國(guó)傳統(tǒng)文化當(dāng)中重要內(nèi)容，將節(jié)約要求和市政給排水設(shè)計(jì)相結(jié)合有著其實(shí)用性。設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)工作開(kāi)展中，要能按照節(jié)約要求積極優(yōu)化系統(tǒng)，避免對(duì)原有管路修改，在原有基礎(chǔ)上合理設(shè)計(jì)市政給排水，提升水資源整體利用效率，保障水資源能回收再利用，能保障海綿城市理念深入融入給排水設(shè)計(jì)中去[3]。

3.1.3 經(jīng)濟(jì)適用。市政給排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，也需要遵循經(jīng)濟(jì)適用的原則，而非單純的尋求個(gè)性化發(fā)展。市政給排水工程量大，消耗的經(jīng)濟(jì)資源也比較大，為鼓勵(lì)社會(huì)資本能積極參與到海綿城市給排水系統(tǒng)建設(shè)改造中，將相應(yīng)調(diào)研工作順利落實(shí)，按照最佳經(jīng)濟(jì)效益要求，科學(xué)謀劃最佳設(shè)計(jì)方案。給排水設(shè)計(jì)中要對(duì)城市現(xiàn)狀以及未來(lái)城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，考慮到自然環(huán)境以及水系生態(tài)狀況相應(yīng)個(gè)性化因素，因地制宜設(shè)計(jì)。

3.2 海綿城市理念下市政給排水設(shè)計(jì)實(shí)踐措施

海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的諸多環(huán)節(jié)都能得到應(yīng)用，但應(yīng)用中要注要把控以下幾個(gè)要點(diǎn)。

3.2.1 道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)。市政給排水設(shè)計(jì)中，道路給排水設(shè)計(jì)是較關(guān)鍵的組成部分。設(shè)計(jì)人員在道路給排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，有助于防澇防汛，方便民眾出行。道路給排水設(shè)計(jì)中要能把握相應(yīng)要點(diǎn)，如路面設(shè)計(jì)中需要和道路自身標(biāo)準(zhǔn)相符合，兼顧路面滲水能力，降低路面硬化程度，方便雨水高效滲入到地下，進(jìn)入水系生態(tài)循環(huán)中。要避免雨水滲入路基造成破壞，利用路面進(jìn)行排水，結(jié)合路面高低差，路基排水裝置設(shè)置方面進(jìn)行優(yōu)化，在路面路基層面鋪設(shè)相應(yīng)防水材料等，這些都能有助于道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)。道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員將海綿城市理念融入其中，設(shè)置銜接帶也非常重要。地勢(shì)落差大和路面以及綠化帶間設(shè)置銜接帶，依照功能類(lèi)型進(jìn)行劃分，設(shè)置排水緩沖銜接帶，地勢(shì)落差大區(qū)域是排水的薄弱點(diǎn)，科學(xué)設(shè)置銜接帶有助于緩沖雨水瞬時(shí)徑流量大造成的排水系統(tǒng)壓力?；蚴峭ㄟ^(guò)設(shè)置雨水內(nèi)滲銜接帶，在綠化帶以及下沉式綠地等處采用科學(xué)技術(shù)提升雨水的內(nèi)滲效率。

3.2.2 海綿城市理念下路基排水設(shè)計(jì)。充分發(fā)揮海綿城市理念，能有效提升路基排水設(shè)計(jì)質(zhì)量。市政道路體系建設(shè)中，路基是比較關(guān)鍵的構(gòu)成，是影響道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素，路基排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，優(yōu)化排水設(shè)計(jì)有助于保障道路使用壽命，最大限度避免雨水積壓而形成坍塌的相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，需要從現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件全面調(diào)研，對(duì)當(dāng)?shù)亟涤炅亢蜌夂驐l件變化規(guī)律要明確，并能就路基土質(zhì)狀況檢測(cè)分析，增強(qiáng)路基排水性以及透水功能，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。特別是路基填補(bǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及填補(bǔ)材料選擇上，需要加強(qiáng)控制，選擇透水性能比較高的材料，最大限度保障路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.2.3 給排水管道優(yōu)化設(shè)計(jì)。為提升設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，需要在給排水管道設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制。給排水管道設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行區(qū)分處理，結(jié)合城市舊有的給排水管道位置和埋深勘察，分析結(jié)果并擬定設(shè)計(jì)方案，通過(guò)綜合物探方式以及BIM技術(shù)碰撞檢測(cè)，最大限度減少新管道與已經(jīng)存在的管道間沖突問(wèn)題，保障布局的科學(xué)合理。

3.2.4 下凹綠化帶優(yōu)化設(shè)計(jì)。海綿城市理念融入給排水的實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)重視下凹式的綠化帶的設(shè)計(jì)。市政道路兩邊綠化帶和中央分離帶比道路斷面要高，該形式有助于避免車(chē)輛意外駛離道路，但是此種形式的綠化帶不能對(duì)道路雨水進(jìn)行匯聚，雨水只能在雨水口直接匯入雨水管，這就會(huì)造成雨水管排水負(fù)擔(dān)的增大。將海綿城市理念融入綠化帶設(shè)計(jì)中，通過(guò)下凹的綠化帶方式將橫斷面方向綠化帶設(shè)置成儲(chǔ)存積水的下凹式斷面，這樣就能有助于雨水通過(guò)綠化帶過(guò)濾后，通過(guò)溢流方式進(jìn)入到雨水利用系統(tǒng)。下凹的綠化帶設(shè)置雨水口比綠化帶地面高出3～5cm，相比綠化帶兩邊的路面，高程低5～10cm，并且每隔相應(yīng)距離就要設(shè)置雨水流入口，有助于雨水向著綠化帶內(nèi)流入。通過(guò)下凹綠化帶設(shè)計(jì)并進(jìn)行優(yōu)化，雨水的利用效率大大提升[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

保障市政給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量，要針對(duì)不同給排水設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，避免傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并在排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，最大限度提升給排水設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及給排水的效果，以期實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。