海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用

過其洋

中鐵城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司 安徽 蕪湖 241007

引言

水是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而給水又是城市生命之源，給水與排水管網(wǎng)的設(shè)計與施工，將直接關(guān)系到城市的運營與發(fā)展。我國是一個發(fā)展中國家，在城市的給水與排水方面，由于城市規(guī)模的擴(kuò)大與發(fā)展，出現(xiàn)了許多問題。在我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，“海綿城市”概念的引入，使城市給排水工程的設(shè)計水平得到了顯著提升，為實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！昂＞d城市”概念是指導(dǎo)城市給排水系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)的一個重要概念，它必須符合城市的發(fā)展趨勢和目前的給排水系統(tǒng)的實際情況，才能使它在提升市政給排水設(shè)計品質(zhì)方面起到最大的作用。

1 海綿城市理念概述

海綿城市的概念就是從該多孔材料中得到的，它充分發(fā)揮了海綿的吸放水特性，可以對城市中的雨水進(jìn)行有效的管理。海綿城市建設(shè)將采取綜合性的發(fā)展策略，不斷提高城市對雨水資源的有效利用，并提高城市對洪水的有效預(yù)防能力，以適應(yīng)城市在新發(fā)展階段的建設(shè)需要。通過建造海綿城市，可以使原本的城市建設(shè)水平得到全方位的提升，從而建立起一套健全的水資源最優(yōu)管理制度，提升城市水資源的靈活性，持續(xù)地對給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為城市提供最優(yōu)的水資源儲備和調(diào)控，持續(xù)地推動現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展，提升城市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)水平。

“海綿城市”是適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展思想，以達(dá)到城市的良性運行的一種創(chuàng)新性戰(zhàn)略。在建設(shè)海綿城市的進(jìn)程中，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)在滲、滯、蓄、凈、排各方面的系統(tǒng)性研究，把新的技術(shù)概念整合到城市的供水系統(tǒng)當(dāng)中，以城市的水承載量和供水需要為基礎(chǔ)，實現(xiàn)城市對飲用水的自動儲存與排放。在這一過程中，要通過人行道、車行道、雨林、路邊花園、下沉式綠地、植草溝渠等，來實現(xiàn)對城市水資源的集中采集，并對其進(jìn)行合理的排泄，從而達(dá)到對城市水資源和綠化資源的整體調(diào)控和最優(yōu)設(shè)計，以適應(yīng)新時代城市的可持續(xù)性發(fā)展。

2 海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用價值

2.1 有助于提高現(xiàn)代城市的資源利用效率

在我國，由于各種原因，很多城市都面臨著嚴(yán)重的缺水問題。所以，在目前的城市建設(shè)和發(fā)展過程中，要研究的第一個問題和最基本的問題就是如何加強(qiáng)對水資源的保護(hù)，提高水資源的利用效率。在傳統(tǒng)的城市開發(fā)模式下，雨水資源缺乏有效的調(diào)控與管理，這在某種程度上影響了水資源的利用效率，對城市的長期發(fā)展不利。在海綿城市建設(shè)理念的指導(dǎo)下，使城市改變性質(zhì)，使其具有海綿材料的特征，不斷加強(qiáng)對水資源的儲備和利用，不斷優(yōu)化市政給排水設(shè)計系統(tǒng)，不斷提高城市的蓄水能力。在構(gòu)建海綿城市的過程中，要采用科學(xué)、合理的策略和措施，將城市道路、綠化等資源的優(yōu)勢發(fā)揮出來，從而達(dá)到對水資源的有效利用。

2.2 有利于緩解現(xiàn)代城市的內(nèi)澇內(nèi)旱問題

在進(jìn)行現(xiàn)代城市化建設(shè)的進(jìn)程中，應(yīng)持續(xù)地提高城市居民在面臨內(nèi)旱和內(nèi)澇情況下的反應(yīng)水平，同時把海綿城市建設(shè)的基本思想靈活地運用起來，以便為現(xiàn)代城市化處理好這一難題。中國幅員遼闊，所以一些城市在雨天可能出現(xiàn)極端雨水。尤其是在南方的某些城市中，在雨天的時候，由于雨水非常集中，如果城市的給水和排水系統(tǒng)不能迅速地起到排水作用，就會導(dǎo)致雨水在城市中滯留，從而對城市產(chǎn)生極為嚴(yán)重的不利影響，甚至?xí)饍?nèi)澇，給人民的生產(chǎn)和生活帶來極大的影響[1]。與此同時，也有一些區(qū)域的干旱問題非常嚴(yán)重，如果不能在雨季對降雨進(jìn)行有效的管理，那么在城市發(fā)生旱災(zāi)的時候，就會造成嚴(yán)重的水資源短缺，這也會對人民的生產(chǎn)和生活造成很大的影響。運用“海綿城市”的發(fā)展思想，加強(qiáng)了雨季對雨水的吸收，旱季加強(qiáng)了對雨水的利用，并以“一吸一吐”的方式，不斷提升了城市的水資源調(diào)控能力，從而減輕了城市發(fā)展過程中所面臨的內(nèi)旱、內(nèi)澇等問題，以滿足城市建設(shè)和發(fā)展的需要，為人民群眾的生產(chǎn)、生活提供了有力的保障。

2.3 有利于增強(qiáng)現(xiàn)代城市的環(huán)境適應(yīng)能力

在城市的建設(shè)與開發(fā)過程中，許多因素對城市及其周圍的生態(tài)環(huán)境造成了不同程度的破壞。如對生態(tài)環(huán)境的破壞，對水資源安全和水危機(jī)等。在此基礎(chǔ)上，提出了以“海綿城市”為發(fā)展目標(biāo)，強(qiáng)化水資源管理，持續(xù)改善城市生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造出更加適宜人類生存與發(fā)展的“微氣候”。同時，利用水資源調(diào)控來調(diào)控生態(tài)環(huán)境，降低城市建設(shè)對周圍環(huán)境的沖擊，提升人民生活質(zhì)量。通過對給排水系統(tǒng)的優(yōu)化，以及對污水處理量的迅速提升，可以有效地抑制水污染的發(fā)展與擴(kuò)散，改善城市生態(tài)環(huán)境，從而全面提升城市的生態(tài)適應(yīng)性，推動城市可持續(xù)發(fā)展[2]。比如，利用各種專業(yè)技術(shù)，在較短的時間內(nèi)，及時強(qiáng)化對自然水文特征的評估，并對其進(jìn)行科學(xué)修復(fù)，從而可以快速地恢復(fù)城市的水文環(huán)境，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡與發(fā)展。

3 市政給排水設(shè)計中存在的問題

3.1 排水設(shè)施不完善

一個城市的發(fā)展需要一個科學(xué)、合理的排水設(shè)計，但由于許多城市的排水設(shè)計歷史悠久，加之設(shè)計思想、技術(shù)、規(guī)范和材料等因素的制約，使得原來的排水體系存在缺陷。市政給排水設(shè)計中設(shè)施不完善的問題，主要表現(xiàn)在給排水管道系統(tǒng)的建設(shè)、處理工藝選擇和設(shè)施維護(hù)等方面。例如，某些城市在城市化建設(shè)過程中，由于隨意施工或資金不足等原因，可能會出現(xiàn)給排水管道建設(shè)不完整或存在死角等情況，也有可能選擇不合理的處理工藝或設(shè)施，導(dǎo)致了污染物不能被有效處理。此外，一些市政部門也缺乏設(shè)施維護(hù)的專業(yè)知識和相關(guān)設(shè)備，難以及時發(fā)現(xiàn)和處理管道堵塞、泄漏等問題，可能會造成水質(zhì)和環(huán)境的惡化。例如，原來的排水系統(tǒng)陳舊，面積狹小，很難支持城市的發(fā)展。隨著城市人口的不斷增長、道路的擴(kuò)大、建筑物的增多，城市的生活和工業(yè)廢水的排放量也在不斷增加，原來的排水系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足城市的發(fā)展需要。

3.2 水資源利用率低

水是一種不可再生的資源，但是隨著城市人口的增長和城市的發(fā)展，它的需求量和消耗量也越來越大。當(dāng)前我國的水資源利用率不高，導(dǎo)致了水資源的極大浪費。除此之外，由于城市的土地硬化程度比較高，所以地面的滲水能力會有所降低，因此不能及時地將地面的積水排出，最終導(dǎo)致降水流入排水管，變成了一片死水。同時，市民使用量大，循環(huán)利用水占比低等方面也存在諸多問題。市民對水的使用不夠節(jié)約，存在著洗澡長時間浪費水，開水龍頭長時間不關(guān)閉等浪費行為。另外，市政給排水系統(tǒng)中循環(huán)利用水的占比較低，如沒有凈水設(shè)施的污水回用系統(tǒng)，處理循環(huán)利用等方面也相對滯后，就容易導(dǎo)致水資源浪費。

3.3 缺乏先進(jìn)理念

給水排水設(shè)計對提高城市運營品質(zhì)、提高城市綜合服務(wù)能力具有十分重要的意義，然而，從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，這種給水排水設(shè)計體系不夠科學(xué)合理，不能適應(yīng)時代發(fā)展的需要，不利于“綠色發(fā)展”和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

4 海綿城市理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 與城市的發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)，滿足城市可持續(xù)性發(fā)展需求

要最大限度地提升海綿城市思想在城市給水排水設(shè)計中的運用，必須充分認(rèn)識到其高靈活性的優(yōu)點，對給水排水系統(tǒng)進(jìn)行全面的規(guī)劃設(shè)計。這就需要在進(jìn)行給排水系統(tǒng)的設(shè)計時，要把給排水系統(tǒng)的設(shè)計與城市的發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來，進(jìn)行優(yōu)先設(shè)計，并進(jìn)行規(guī)劃預(yù)留，從而為今后城市的擴(kuò)展和發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。唯有如此，才可以保證城市給排水系統(tǒng)可以持續(xù)、穩(wěn)定地為城市的運營與發(fā)展提供服務(wù)，從而達(dá)到城市的特定規(guī)劃目標(biāo)，利用海綿城市的概念，為實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在解決水資源利用率低的問題時，應(yīng)該采取綜合措施，包括提高水資源利用效率，大力推廣節(jié)水的理念和技術(shù)，加強(qiáng)循環(huán)利用水的凈化和生產(chǎn)線的升級等。在市民使用水的方面，應(yīng)該加大對節(jié)約水的宣傳力度，同時制定出能夠讓市民容易理解并可行的操作方案。例如，設(shè)置水表、水壓力限制器、節(jié)水器等節(jié)水設(shè)備，以及優(yōu)化供水管網(wǎng)的布局，推廣“雨水收集利用再生澆灌”的理念等。在循環(huán)利用水方面，應(yīng)該加強(qiáng)污水處理站和回用系統(tǒng)的改良和升級，提高凈化水質(zhì)量和擴(kuò)大循環(huán)利用領(lǐng)域，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以及促進(jìn)城市節(jié)水智慧減排應(yīng)用等。

4.2 加強(qiáng)專業(yè)性技術(shù)的研究

城市的給排水系統(tǒng)極大地影響著城市的綜合發(fā)展水平，它的建設(shè)周期比較長，投資也比較大，因此，對具體的規(guī)劃方案和建設(shè)措施都有很高的要求。目前，國內(nèi)關(guān)于海綿城市的相關(guān)建設(shè)仍處在初級階段，缺乏具體的施工經(jīng)驗，缺乏對系統(tǒng)設(shè)計的支持，存在很大的不穩(wěn)定性。只有加強(qiáng)對城市給水系統(tǒng)中“海綿城市”概念的研究，才能推動城市給水系統(tǒng)材料技術(shù)的發(fā)展，以技術(shù)開發(fā)與材料創(chuàng)新，為提升城市給水系統(tǒng)的設(shè)計品質(zhì)奠定堅實的基礎(chǔ)。在排水設(shè)施的完善方面，應(yīng)該采取綜合措施，包括進(jìn)行規(guī)范的管道建設(shè)、選擇適宜的處理工藝和設(shè)施、加強(qiáng)設(shè)施維護(hù)等。為了保證管道系統(tǒng)的建設(shè)完整，應(yīng)該加強(qiáng)市政部門的監(jiān)督管理，對管道施工過程進(jìn)行精細(xì)化管理和監(jiān)管，防止出現(xiàn)盲區(qū)和死角。同時，在處理工藝和設(shè)施的選擇上，應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點和污染排放情況，制定適合當(dāng)?shù)氐奶幚矸桨?，保證水質(zhì)的安全性和穩(wěn)定性。最后，為了加強(qiáng)設(shè)施維護(hù)，可以加強(qiáng)市政部門和社會力量的合作，建立完善的設(shè)施維護(hù)體系和隨時處理應(yīng)急事件的機(jī)制，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保設(shè)施的正常運行和環(huán)境的持續(xù)穩(wěn)定。

4.3 落實體系建設(shè)責(zé)任

當(dāng)前，我國正處在城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要階段，在這個階段，我們要把好城鎮(zhèn)化進(jìn)程關(guān)。給排水系統(tǒng)是一個重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，它的建設(shè)與設(shè)計關(guān)系到整個城市的運營與發(fā)展。為推動城市的可持續(xù)發(fā)展，在給排水系統(tǒng)的設(shè)計中，必須從政策上做好統(tǒng)籌、規(guī)劃和分析，以保證基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的安全。在實際操作中，有關(guān)部門要加大監(jiān)督和投入，規(guī)范物資和工程市場，對招標(biāo)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，找到加快海綿城市發(fā)展的方向。此外，也要鼓勵有關(guān)單位、公司，在與“海綿城市”有關(guān)的技術(shù)上投入更多的精力。通過對“海綿城市”概念在城市給排水工程中的運用，可以為“海綿”概念在城市給排水工程中的運用提供一種新的思路[3]。通過加強(qiáng)政府部門的監(jiān)督管理，制定相應(yīng)的政策支持，建立完善的技術(shù)體系，并加強(qiáng)對市民和企業(yè)的宣傳引導(dǎo)，在加大投入和滿足市民需求的前提下，落實體系建設(shè)責(zé)任。

4.4 注重頂層設(shè)計

海綿城市的建設(shè)，投資巨大，工期漫長，目前，我國的海綿城市還處于摸索階段，缺少具體的建設(shè)經(jīng)驗，因此，在城市建設(shè)過程中，要充分借鑒國際上先進(jìn)國家的經(jīng)驗，完善對海綿城市的頂層設(shè)計，從全國的角度，制定出一套海綿城市的建設(shè)方案，這樣才能更好地利用城市的雨洪資源，推動海綿城市的發(fā)展。通過對30個“海綿城市”試點城市在全國范圍內(nèi)的推廣與實踐，總結(jié)出的成功經(jīng)驗與存在的問題，可供我們借鑒。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，經(jīng)驗的不斷積累，再加上國家的有關(guān)政策的支持，在給水排水系統(tǒng)的設(shè)計中，海綿城市的概念將會變得更加的成熟，這不僅可以提高水資源的利用效率，還可以創(chuàng)造出更加美好的居住環(huán)境[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，將“海綿城市”概念運用于給排水系統(tǒng)的設(shè)計，是適應(yīng)城市發(fā)展需要的。而將“海綿城市”概念運用到城市給水系統(tǒng)設(shè)計中的時間還很短，目前還沒有形成一個比較完善的體系。但是，我們相信，在今后的工作中，我們可以不斷地積累相關(guān)的技術(shù)與經(jīng)驗，使給排水領(lǐng)域的應(yīng)用更加成熟，從而更好地服務(wù)于城市的可持續(xù)發(fā)展。