海綿城市理念在城市道路排水施工中的應(yīng)用

姜玉展

（中鐵建生態(tài)環(huán)境有限公司，重慶 400711）

1 引言

隨著城市化的快速發(fā)展， 城市水環(huán)境問(wèn)題和城市內(nèi)澇等災(zāi)害日益突出。 在這樣的背景下，海綿城市理念應(yīng)運(yùn)而生，倡導(dǎo)通過(guò)吸水、存水、過(guò)濾、凈化，以及釋放和利用等手段，優(yōu)化城市雨水管理，保護(hù)和改善水環(huán)境，減輕水災(zāi)害，提高城市的水資源利用效率，以實(shí)現(xiàn)城市與自然的和諧共生。

2 海綿城市理念的核心要素

2.1 雨水的吸收

海綿城市的核心理念源于自然生態(tài)系統(tǒng)的原理， 創(chuàng)建靈活、適應(yīng)性強(qiáng)且可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)氣候變化和城市化帶來(lái)的各種挑戰(zhàn)。 在設(shè)計(jì)和構(gòu)建海綿城市時(shí)，一種關(guān)鍵的思維方式是模擬自然界的水循環(huán)過(guò)程。 在自然環(huán)境中，雨水會(huì)被植被和土壤吸收， 然后緩慢滲到地下， 最終匯入河流和湖泊。 海綿城市通過(guò)采用綠色基礎(chǔ)設(shè)施，如綠色屋頂、雨水花園和透水鋪裝，盡可能地保留雨水，延長(zhǎng)雨水在城市范圍內(nèi)的滯留時(shí)間，使雨水可以在城市中自然滲透，減少?gòu)搅骱头e水，從而有效應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇問(wèn)題[1]。

2.2 雨水的存儲(chǔ)

存水是對(duì)城市水環(huán)境全方位的管理和優(yōu)化。 在理解存水這一概念時(shí)，首先要認(rèn)識(shí)到，自然生態(tài)系統(tǒng)中的水分循環(huán)在很大程度上是依賴(lài)于地表和土壤的 “存儲(chǔ)庫(kù)” 來(lái)完成的。 雨水落下后，有一部分會(huì)被植被吸收，并通過(guò)蒸騰作用返回大氣中，是自然的存儲(chǔ)和釋放過(guò)程， 可以保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和水分的循環(huán)。 而在城市環(huán)境中，由于大面積的硬化地表和高強(qiáng)度的人類(lèi)活動(dòng)，自然的存儲(chǔ)和釋放機(jī)制被打破，雨水不能被有效吸收，而是迅速流入排水系統(tǒng)，導(dǎo)致城市內(nèi)澇和城市河流的水質(zhì)下降。 因此，海綿城市理念強(qiáng)調(diào)使雨水能夠在地表和地下形成“存儲(chǔ)庫(kù)”，同時(shí)，通過(guò)科學(xué)的管理策略，使這些 “存儲(chǔ)庫(kù)” 能夠發(fā)揮最大的效用。

在海綿城市的理念中， 存水并不只是物理意義上的儲(chǔ)存雨水， 而是在更廣闊的層面上實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的保護(hù)和合理利用，即在城市設(shè)計(jì)和管理中，需要充分考慮水的價(jià)值，讓水成為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而不是僅僅被視為需要處理和排放的廢物。 這是對(duì)傳統(tǒng)城市管理方式的一種挑戰(zhàn)和革新，也是向可持續(xù)和生態(tài)友好的城市發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。

2.3 雨水的過(guò)濾

在城市環(huán)境下，過(guò)濾是對(duì)水資源的持續(xù)性管理和維護(hù)的重要部分，應(yīng)倡導(dǎo)城市采取生態(tài)友好的方式進(jìn)行自然凈化和過(guò)濾處理，以改善水質(zhì)并實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的持久健康。 自然界的水在循環(huán)過(guò)程中，地表和土壤的過(guò)濾作用起著至關(guān)重要的作用，有機(jī)物和礦物質(zhì)被土壤吸收和滯留，從而確保了地下水和河流水質(zhì)的清潔。 然而，在現(xiàn)代城市環(huán)境下，大規(guī)模土地硬化和排水系統(tǒng)的不完善使得懸浮物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物直接進(jìn)入城市河流，破壞了水質(zhì)，威脅城市居民的健康和生活質(zhì)量。 因此，海綿城市理念提倡在城市設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)中融入自然過(guò)濾的機(jī)制，使雨水能夠在流向排水系統(tǒng)或直接排入自然水體前，經(jīng)過(guò)植被和土壤的過(guò)濾和凈化，使植被吸收雨其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使土壤吸附懸浮物和有害物質(zhì)，達(dá)到改善水質(zhì)的效果[2]。

2.4 雨水的凈化

海綿城市理念中的凈化元素著眼于城市雨水管理的一種生態(tài)和可持續(xù)的方法， 強(qiáng)調(diào)在雨水收集和處理的過(guò)程中利用自然和半自然系統(tǒng)，以達(dá)到凈化水體、改善水質(zhì)、減少污染物排放的目的，進(jìn)一步保護(hù)和恢復(fù)自然水循環(huán)。 傳統(tǒng)的城市雨水管理方式往往偏重于快速排放， 而海綿城市理念則倡導(dǎo)“滯留、滲透、凈化” 方式，強(qiáng)調(diào)讓雨水就地滯留、就地滲透、就地凈化，讓自然生態(tài)系統(tǒng)起到其固有的凈化作用，減輕城市排水系統(tǒng)的壓力，提升雨水的水質(zhì)，使之能夠回歸到自然環(huán)境或用于城市的再生水。

生物凈化也是海綿城市的核心要素， 植物在吸收雨水中養(yǎng)分的同時(shí)，還能通過(guò)根系的吸附和微生物的生物化學(xué)作用，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低毒的物質(zhì)， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的凈化。 在這個(gè)過(guò)程中，雨水經(jīng)過(guò)初級(jí)處理后流入濕地或水體，在通過(guò)微生物、水生植物等生物的生態(tài)作用下，有機(jī)物被分解，礦物質(zhì)被吸收，從而形成了清潔的水源。

2.5 釋放和利用

海綿城市理念的核心要素中， 釋放和利用是在吸水、存水、過(guò)濾和凈化之后的重要環(huán)節(jié)。 這兩個(gè)部分主要側(cè)重于雨水的高效使用以及合理的放回自然水體，從而完成水循環(huán)，并保護(hù)和改善城市水環(huán)境。

釋放的難點(diǎn)是如何在合適的時(shí)間、合適的地點(diǎn)、合適的方式，安全地將水量控制在合適的范圍內(nèi)，最終達(dá)到減少洪水峰值、減緩城市洪澇災(zāi)害、保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)。 這涉及雨水排放設(shè)施的設(shè)計(jì)、雨水的徑流路徑的規(guī)劃，以及雨水排放方式的選擇，例如，逐步排放到河流、湖泊或其他自然水體中，同時(shí)控制排放水量和排放速度， 以保護(hù)受水體的水質(zhì)和生態(tài)平衡。

利用則主要關(guān)注如何在合理有效的前提下， 將收集和凈化的雨水用于城市的各種用途， 從而提高城市的水資源利用效率，減少對(duì)淡水資源的壓力[3]。 例如，雨水可以用于公園綠地的灌溉、城市景觀(guān)水體的補(bǔ)給，以及住宅區(qū)的非飲用用水等。通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃， 可以最大限度地利用和節(jié)約水資源，同時(shí)也能通過(guò)增加城市的綠色元素，提高城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和城市生活的舒適度。

釋放和利用都是海綿城市理念中的重要組成部分， 旨在實(shí)現(xiàn)城市與自然的和諧共生，保護(hù)和改善水環(huán)境，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。 在城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)中， 應(yīng)該充分考慮這兩個(gè)環(huán)節(jié)，合理配置城市的水資源，以達(dá)到城市和自然的和諧共生，提高城市的適應(yīng)性和韌性，保障城市的生態(tài)安全。

3 基于海綿城市理念的萊西市道路排水施工工程分析

3.1 城市道路排水施工工程背景

萊西市坐落在山東半島城市群中部區(qū)域，憑借其 “幾何中心” 的優(yōu)越區(qū)位，正逐漸發(fā)展成為加速大青島北部崛起的主體力量。 隨著青榮城際鐵路萊西段的開(kāi)通和濰萊高鐵的前期工作的順利推進(jìn)，以及龍青高速的建成通車(chē)，萊西市正式融入全國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了 “三高、五縱、七橫” 的公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，逐漸成為重要的交通樞紐。

然而，盡管萊西市在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但仍面臨著一些挑戰(zhàn)。 由于部分設(shè)施建設(shè)年代久，且未能融入海綿城市理念， 這些設(shè)施亟須進(jìn)行修繕和提檔升級(jí)。 新建城區(qū)的道路、人行道、綠化等配套設(shè)施仍不夠完善，需要加快建設(shè)進(jìn)度。 此外，隨著《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（建城函[2014]275 號(hào)）的發(fā)布和海綿城市建設(shè)試點(diǎn)的逐步擴(kuò)大，萊西市也逐步接納并實(shí)施了海綿城市建設(shè)理念，將生態(tài)文明融入城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善城市生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

3.2 萊西市道路排水施工項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)

萊西市道路排水施工項(xiàng)目將科學(xué)合理地劃定城市 “藍(lán)線(xiàn)”和 “綠線(xiàn)” 等開(kāi)發(fā)邊界和保護(hù)區(qū)域，最大限度地保護(hù)原有的河流、溝渠、樹(shù)林、公園綠地等生態(tài)體系，維持其開(kāi)發(fā)前的自然水文特征。 在城市開(kāi)發(fā)過(guò)程中，造成了洙河的水文功能破壞，通過(guò)實(shí)行海綿城市建設(shè)，力求將物理、生物和生態(tài)三者的協(xié)同作用運(yùn)用到已破壞的城市綠地、水體、濕地等自然環(huán)境中，使洙河的水文循環(huán)特征和生態(tài)功能逐漸被修復(fù)， 恢復(fù)到接近開(kāi)發(fā)前的狀態(tài)，并維持一定比例的城市生態(tài)空間，促進(jìn)城市生態(tài)多樣性提升。 在合理控制開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)，全面推廣海綿城市技術(shù)：（1）在城市道路建設(shè)可滲透鋪裝路面、植被淺溝等源頭控制措施來(lái)實(shí)現(xiàn)中小強(qiáng)度下的雨水消納；（2）加強(qiáng)中途和末端控制設(shè)施的建設(shè)維護(hù)， 從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度降雨下城市水系統(tǒng)的穩(wěn)定；（3）加強(qiáng)城市雨水回用系統(tǒng)建設(shè)，緩解水資源短缺。 通過(guò)以上途徑，力求有效控制城市雨洪災(zāi)害，減輕暴雨對(duì)城市運(yùn)行的影響，使雨水真正成為萊西市的一種可持續(xù)利用資源。

3.3 萊西市道路排水施工中海綿城市理念的融入

濟(jì)南中路（煙臺(tái)路—南京路）道路罩面工程體現(xiàn)了海綿城市理念的核心元素， 即通過(guò)在城市建設(shè)和改造過(guò)程中實(shí)施一系列的雨水管理和城市生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)措施， 模擬和增強(qiáng)自然系統(tǒng)的水循環(huán)過(guò)程，從而提高城市的可持續(xù)性和韌性。 此路段道路長(zhǎng)1 250 m，寬24 m，不僅能支撐城市交通，還能提供足夠的空間用于綠化和其他生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置， 有助于提高城市的環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)多樣性。 路面采用了瀝青混凝土罩面，這種材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落時(shí)吸收并慢慢滲透一部分雨水，減少路面積水和城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。

相較于傳統(tǒng)的混凝土路面， 瀝青混凝土路面更能吸收和分散汽車(chē)行駛的震動(dòng)和噪聲，從而提高城市環(huán)境的舒適度。 貴陽(yáng)路（國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)至南寧路）道路改造工程對(duì)現(xiàn)有的道路進(jìn)行了翻新，并在其上鋪設(shè)了9 cm 厚的瀝青。 這種類(lèi)型的道路覆蓋材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落時(shí)吸收并慢慢滲透一部分雨水，有助于減少城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。 此外，這個(gè)工程中還新建了2 500 m 的水溝，并對(duì)原有的1 600 m水溝進(jìn)行了改造，安裝了蓋板，有效地管理雨水，防止積水，還能利用蓋板為市民提供更多的步行和休閑空間， 改善城市的生活環(huán)境。 與此同時(shí)，新建的水溝和改造后的水溝都可以起到收集、引導(dǎo)和排放雨水的作用，減輕雨季的內(nèi)澇壓力，保護(hù)城市基礎(chǔ)設(shè)施免受損壞。

此外，長(zhǎng)島路（上海路—北京路）防洪及道路工程中運(yùn)用了海綿城市的幾個(gè)重要原則，包括減少城市徑流、改善水質(zhì)、緩解洪水風(fēng)險(xiǎn)以及提升城市環(huán)境質(zhì)量。 在道路的修復(fù)和翻新中選擇使用透水性的材料來(lái)增強(qiáng)道路的排水功能，減少積水和城市內(nèi)澇的可能。 該項(xiàng)目砌筑了3 m×1.8 m 現(xiàn)澆鋼筋混凝土防洪溝，既能在雨季大量降水時(shí)接納雨水，減輕了城市排水系統(tǒng)的壓力， 也能在雨水較少的時(shí)候通過(guò)滯洪和緩沖，減少?gòu)搅鳎岣哂晁睦眯省?工程中鋪裝了8 000 m2的透水人行道，可以讓雨水直接滲入地下，增加地下水補(bǔ)給，同時(shí)減少雨水徑流，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。 透水性的路面材料不僅有助于水的儲(chǔ)存和排放， 還能在一定程度上提高城市微氣候，對(duì)環(huán)境友好。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)深入研究和分析可知， 海綿城市理念在城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。 未來(lái)的城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)更加重視海綿城市理念的應(yīng)用，強(qiáng)化對(duì)城市水環(huán)境的保護(hù)和改善，從而實(shí)現(xiàn)城市與自然的和諧共生，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。 未來(lái)，需要進(jìn)一步優(yōu)化海綿城市設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各種不同城市環(huán)境和氣候條件的需求。 同時(shí)，還需要在政策層面推動(dòng)海綿城市理念的廣泛實(shí)施。 例如，建立合理的政策體系和法規(guī)，推動(dòng)相關(guān)的科技研發(fā)和市場(chǎng)發(fā)展，并對(duì)其提供經(jīng)濟(jì)和政策支持，以引導(dǎo)和促進(jìn)城市的轉(zhuǎn)型。