海綿城市理念在北方城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

翟樂天

（太原市政工程勘測設(shè)計(jì)院有限公司，山西太原 030001）

所謂海綿城市理念，主要是在一些水資源豐富、水處理能力強(qiáng)的城市中，利用城市對(duì)雨水吸收、凈化、儲(chǔ)蓄的優(yōu)勢，在合理的條件下，科學(xué)使用以及釋放水資源的過程。處于現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，海綿城市理念儼然已經(jīng)成為一種普及性城市建設(shè)趨勢，其既可以合理調(diào)整不同區(qū)域的水資源，實(shí)現(xiàn)科學(xué)分配利用，同時(shí)還能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，凈化空氣，是一種將自然資源與現(xiàn)代科技進(jìn)行有效融合的建設(shè)模式。針對(duì)一些北方城市建設(shè)，海綿城市更應(yīng)該合理設(shè)計(jì)城市排水系統(tǒng)，調(diào)整水資源的分配格局，進(jìn)而保證排水系統(tǒng)為城市建設(shè)發(fā)揮更大的效用。

1 當(dāng)前海綿城市理念的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

在我國北方城市來說，地面滲水面積有所減小，因此在城市化建設(shè)過程中，應(yīng)該合理采用現(xiàn)代化的科技手段加以改善。按照當(dāng)前城市排水設(shè)計(jì)來說，城市對(duì)蓄水量需求持續(xù)增加，并近年來北方受到暴雨天氣的不斷沖擊，導(dǎo)致城市中大量雨水堆積。假如地面大量雨水無法得到有效排除，極易產(chǎn)生內(nèi)澇情況。而地面上的雨水，由于不透水面積持續(xù)擴(kuò)大，導(dǎo)致地面雨水利用率降低，產(chǎn)生一定的阻礙，不利于排水系統(tǒng)建設(shè)，難以廣泛收集雨水。一旦城市對(duì)水的需求量增大時(shí)，將難以開展回收利用工作。

2 海綿城市理念在城市排水設(shè)計(jì)中的價(jià)值

2.1 疏通雨水，合理利用與水資源

在我國北方一些城市排水設(shè)計(jì)中，一些發(fā)達(dá)且先進(jìn)的城市，已經(jīng)開始應(yīng)用海綿城市理念，并且提升了城市水系統(tǒng)的有效滲透，同時(shí)還能增加地下蓄水能力。特別是針對(duì)一些水資源充沛的北方城市來說，在城市排水系統(tǒng)中合理應(yīng)用海綿城市理念，既可以提升疏導(dǎo)雨水能力，又能夠補(bǔ)充地下水源、促進(jìn)水資源循環(huán)利用，同時(shí)利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，收集儲(chǔ)存更多的雨水，發(fā)揮城市的蓄洪功能，如圖1 所示。

圖1 收集儲(chǔ)存雨水系統(tǒng)

2.2 有效抵御極端天氣變化

縱觀我國北方城市發(fā)展現(xiàn)狀來說，多數(shù)城市中已經(jīng)建立了防洪辦公室，但是基本難以達(dá)到具體要求。一旦遇到特大洪水問題或者特殊情況，大多數(shù)北方城市的防洪能力都無法滿足國家要求。所以，處于海綿城市建設(shè)理念下，市政補(bǔ)水部門應(yīng)該建立完善的排水系統(tǒng)，合理調(diào)整城市排水系統(tǒng)的蓄水、排水、防水、水處理等功能，有效緩解因雨水沖擊而導(dǎo)致的各種險(xiǎn)情的問題，并且及時(shí)解決地面徑流速度過快的情況，消除因水流量過大產(chǎn)生的積水問題，進(jìn)而減少內(nèi)澇災(zāi)害的情況。

2.3 合理挖掘排水設(shè)施作用

在對(duì)城市排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)考慮人工與自然結(jié)合的方式，這樣既可以保留城市原有的水文特征與地質(zhì)地貌，并且能夠合理發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的作用，增強(qiáng)水源儲(chǔ)存效果。一旦遭遇強(qiáng)降水情況，則可以有效減少洪峰的流量。具體作用如下：①可以有效修復(fù)環(huán)境。海綿城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠有效改善北方粗放型的生態(tài)治理方式，修復(fù)受損壞的水體，改善已經(jīng)破壞的資源環(huán)境；②開發(fā)綠地。在建設(shè)海綿城市過程中，綠地開發(fā)是必不可少的環(huán)節(jié)。綠地可以儲(chǔ)存大量水資源，承擔(dān)凈化、滲透功能；③科學(xué)規(guī)劃管理。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)地下水源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃與管理，優(yōu)化排水系統(tǒng)的控制。在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需要完善各種基礎(chǔ)設(shè)施等，以土地開發(fā)、水系綠地和生態(tài)保護(hù)作為基礎(chǔ)。因此，海綿城市排水系統(tǒng)能優(yōu)化地下管道的管理與承載能力等，使資源分配更加科學(xué)。

3 探究海綿城市理念在北方城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用策略

3.1 改善傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)是維護(hù)城市正常運(yùn)行、社會(huì)正常生產(chǎn)、人們正常生活的必要前提。主要應(yīng)用特點(diǎn)在于：在一定時(shí)間內(nèi)將地表水資源從地下順利排出。然而，在水流進(jìn)行排出時(shí)，一旦排水速度過快，將會(huì)導(dǎo)致水流在地面較低的區(qū)域中進(jìn)行匯集，甚至出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，由此造成城市大面積內(nèi)澇，引發(fā)洪澇災(zāi)害等。基于此種環(huán)境下，市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地考察，改良傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)，合理對(duì)雨水進(jìn)行引流，并且利用濕地、河流等不同水資源引入雨水到地下庫中作為蓄水資源。除此之外，在城市一些住宅區(qū)，可以按照住宅的實(shí)際情況建立蓄水池，對(duì)雨水進(jìn)行過濾處理后，引流到蓄水池當(dāng)中。這樣既可以滿足人們對(duì)住宅環(huán)境的需求，同時(shí)還促進(jìn)城市綠化功能的實(shí)現(xiàn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

3.2 海綿城市“滲”理念在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

首先，設(shè)計(jì)城市引水溝渠。對(duì)于北方城市透水景觀的設(shè)計(jì)來說，在鋪裝過程中即使已經(jīng)要求使用高滲透性、高透水性的材料，但實(shí)際使用的材料仍然是透水性較差、甚至嚴(yán)重影響水質(zhì)的材料。因此，在海綿城市設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，可以利用鋪裝設(shè)計(jì)有效解決雨水滲透的情況，或者在城市周圍的街道綜合利用引水溝渠設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)Υ罅坑晁M(jìn)行合理儲(chǔ)存。其次，鋪裝透水混凝土。在過去一些北方城市建設(shè)中，鋪設(shè)透水道路時(shí)，經(jīng)常因面積持續(xù)擴(kuò)大，影響最后的雨水滲透效果。為了有效解決這一問題，在城市小區(qū)、停車場等公共道路路面鋪設(shè)時(shí)，可以運(yùn)用透水混凝土材料，提高于水的滲透率，并且有效降低地表徑流，使雨水的存儲(chǔ)和地下引流更加方便快捷。此外，這種設(shè)計(jì)還能夠?qū)τ晁M(jìn)行科學(xué)凈化，保證雨水在地下水和河道中的補(bǔ)充，避免水資源產(chǎn)生流失浪費(fèi)或者污染環(huán)境的問題。

3.3 海綿城市“蓄”理念在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

首先，設(shè)計(jì)蓄水模塊。在海綿城市排水設(shè)計(jì)中，雨水蓄水池的設(shè)計(jì)作為一種新興科技產(chǎn)品，可以有效利用小規(guī)模的蓄水面積實(shí)現(xiàn)大儲(chǔ)存量。除此之外，雨水蓄水池模塊，可以通過鏤空設(shè)計(jì)提升蓄水效率能力。在設(shè)計(jì)蓄水模塊時(shí)，主要利用土工布、防水布的有效配合搭配，來進(jìn)行排放水和儲(chǔ)存水。在蓄水模塊內(nèi)部，設(shè)計(jì)師可以利用出水管、進(jìn)水管、接水泵位置的設(shè)定，確定結(jié)構(gòu)層次。借助海棉蓄水模塊對(duì)水進(jìn)行處理后，可以保證水資源正常應(yīng)用于居民日常生活當(dāng)中，以及路面灑水、景區(qū)用水補(bǔ)充、消防用水、循環(huán)冷卻水等多個(gè)功能區(qū)域。

3.4 利用海綿城市理念，合理設(shè)計(jì)路面高低壓形態(tài)

城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，路面的高低形態(tài)同樣是不可忽略的影響因素。所以，城市排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合海綿城市理念的各種標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)路面高低形態(tài)，提升城市路面的標(biāo)桿。一旦遭遇雨水量較大的天氣，地面存有大量雨水，可以利用點(diǎn)地面水的高低形態(tài)，將雨水流入城市排水系統(tǒng)，蓄積成地下水資源，這樣既可以儲(chǔ)存水資源，同時(shí)可以將雨水用于城市灌溉綠化工程當(dāng)中，并清理掉大量的泥土。在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮到地面與綠化帶等不同視角，加強(qiáng)分析對(duì)比，設(shè)計(jì)合理的高邊，保證雨水能夠流入城市綠化帶當(dāng)中，凸顯海綿城市建設(shè)在排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語

市政工程排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著城市建設(shè)以及水資源的有效利用，城市的穩(wěn)定運(yùn)營與供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)之間存在不可分割的聯(lián)系，因此在規(guī)劃城市系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該立足于當(dāng)前城市的供水需求與排水現(xiàn)狀等情況，統(tǒng)籌規(guī)劃，完善設(shè)計(jì)理念。對(duì)于北方一些城市來說，冬季降水相對(duì)較少，城市蓄水能力受到影響。因此，針對(duì)這些可能產(chǎn)生影響的因素，城市設(shè)計(jì)應(yīng)該合理分析，充分考慮到海綿城市理念的情況下，加以規(guī)劃設(shè)計(jì)，建立健全城市排水基礎(chǔ)設(shè)施，及時(shí)妥善處理城市中可能產(chǎn)生的各種問題，提高水資源的利用效率，促進(jìn)城市的長遠(yuǎn)發(fā)展。