基于海綿城市理念的市政給排水設(shè)計(jì)

張 敏

（江蘇緯信工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210014）

隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市規(guī)模及面貌較以往有了較大程度改變，尤其是人口的持續(xù)增加拉動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也增加了城市用水需求以及污水排放量，這些都極大增加了給排水系統(tǒng)的運(yùn)維管理難度。為了可以有效平衡城市的用水與供水需求，有效解決現(xiàn)有的城市內(nèi)澇問題，就必須要科學(xué)開展給排水設(shè)計(jì)，采取先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，力求最大程度提高城市給排水系統(tǒng)的排水性能。

1 海綿城市的概念

海綿城市就是想象城市具有海綿一樣的吸水、儲(chǔ)水及排水功能，本身在適應(yīng)雨水災(zāi)害方面具有非常強(qiáng)的彈性。在海綿城市中，如果碰到下雨天氣，那么可以自動(dòng)收集、存儲(chǔ)、排放及凈化這些雨水資源，同時(shí)在某些條件下也可以釋放出這些存儲(chǔ)的水資源供人們使用，以此可以顯著降低雨水災(zāi)害給城市大眾帶來(lái)的危害程度，并且可以提升雨水資源的利用率。

2 市政給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念融入的意義

給排水工程是市政工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，關(guān)系城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建的有效性。通過將海綿城市理念融入給排水工程當(dāng)中，可以起到如下幾個(gè)方面的作用：一是有助于提高城市水資源使用率。通過海綿城市建設(shè)，可以構(gòu)建符合城市發(fā)展需求的市政給排水系統(tǒng)，優(yōu)化相應(yīng)的系統(tǒng)功能，以及改善這些相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，這樣可以最大程度提高水資源的利用率。二是有利于解決城市現(xiàn)階段出現(xiàn)的一些關(guān)于水資源的災(zāi)害，緩解城市給排水系統(tǒng)運(yùn)行的壓力，如可以防洪防雨，解決如圖1所示的城市內(nèi)澇問題。三是有助于對(duì)城市生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善。建設(shè)海綿城市的過程中有效地融入環(huán)境保護(hù)理念，可以有效解決當(dāng)下城市給排水系統(tǒng)中存在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題，提升城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

圖1 城市內(nèi)澇災(zāi)害

3 市政給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念融入的要點(diǎn)

3.1 人行道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

人行道是比較特殊的城市基礎(chǔ)設(shè)施，在設(shè)計(jì)過程中要滿足行人便捷、安全出行的要求。當(dāng)下的人行道設(shè)計(jì)中多采用不透水材料作為人行道路面，這會(huì)造成下雨過程中出現(xiàn)路面積水問題，并且會(huì)使得路面出現(xiàn)濕滑問題，危及行人出行的安全。將海綿城市理念融入人行道設(shè)計(jì)，首先要合理選擇路面材料，即運(yùn)用透水性能比較好的路面材料來(lái)替代以往的不透水路面材料，保證降雨天氣下可以使路面快速吸收雨水，避免人行道路面存有過多積水。如圖2所示的人行道設(shè)計(jì)中采用了透水混凝土來(lái)構(gòu)建透水路面，改善了其相應(yīng)的透水性能。此外，通過合理鋪設(shè)透水性能比較強(qiáng)的路面材料，也可以顯著改善人行道的濕度與溫度，并且可以快速補(bǔ)充地下水。但是在人行道設(shè)計(jì)中選用透水性比較好的路面材料，會(huì)極大地增加工程建設(shè)成本，所以為了節(jié)省工程成本，可以在道路基層位置處科學(xué)設(shè)置排水管，以及合理調(diào)整管道的縱向和橫向坡度等來(lái)改善人行道路面的排水性能。

圖2 人行道透水混凝土路面

3.2 道路橫斷面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在確保道路車輛穩(wěn)定運(yùn)行方面，道路建設(shè)質(zhì)量控制至關(guān)重要，具體就是要營(yíng)造舒適、安全的行車環(huán)境。在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后，車輛荷載作用會(huì)對(duì)道路帶來(lái)極大影響，所以在選擇路面材料中優(yōu)先選擇透水性比較好的材料。以往路面設(shè)計(jì)主要是借助路面坡度的設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)路面積水進(jìn)行導(dǎo)引及控制，整體的路面排水效果比較差。而有效地應(yīng)用海綿城市理念，就需要在市政道路建設(shè)期間對(duì)原有的道路設(shè)計(jì)理念進(jìn)行改進(jìn)，除了要優(yōu)選透水性比較好的路面材料之外，還要科學(xué)構(gòu)建空隙大、透水性能強(qiáng)的結(jié)構(gòu)層，保證可以在雨天的時(shí)候雨水可以快速滲透，同時(shí)結(jié)構(gòu)層也起到過濾滲透水的作用。比如，采用碎石鋪裝、透水瀝青混凝土鋪裝等方式來(lái)改善路面排水，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)道路的橫向坡度來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化道路排水系統(tǒng)，便可以及時(shí)排出道路結(jié)構(gòu)層中的積水。

3.3 綠化帶的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在市政道路給排水系統(tǒng)構(gòu)建當(dāng)中，綠化帶設(shè)計(jì)占有重要地位，主要用于對(duì)水體進(jìn)行收集、過濾、儲(chǔ)蓄及排放等方面。首先，在遇到降雨之后，雨水會(huì)通過地表徑流向綠化帶方向流動(dòng)，最終在雨水口部位處匯集。為了保證這個(gè)排水過程的質(zhì)量，需要對(duì)其高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般保證其位于道路下側(cè)15～20 cm，同時(shí)要注意均勻地設(shè)置雨水口，且其高度要比綠化帶種植土高度更高，比道路高度更低。其次，在設(shè)計(jì)綠化帶水體過濾期間，要科學(xué)鋪設(shè)種植土，并合理布設(shè)礫石層，嚴(yán)格規(guī)范安裝滲透管，通過這種滲透方式可以高效地過濾水體。再次，在設(shè)計(jì)緩排滯蓄期間，要對(duì)綠化帶結(jié)構(gòu)以及所處位置地形條件等進(jìn)行綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)流系統(tǒng)來(lái)保證雨水向地下滲流時(shí)具備層次性特征，同時(shí)還要在明溝兩側(cè)科學(xué)進(jìn)行水溝渠布設(shè)，力求加快雨水向明溝中導(dǎo)流。最后，在設(shè)計(jì)綠化帶排放雨水時(shí)，需要對(duì)設(shè)施的溢流系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，保證有效連接雨水與排水管道。在降雨量比較大的情況下，如果無(wú)法借助雨水口處理更多雨水，那么可以借助綠化帶來(lái)對(duì)一部分雨水進(jìn)行儲(chǔ)存，之后通過如圖3所示的溢流系統(tǒng)排除多余的雨水，避免城市出現(xiàn)洪澇問題。

圖3 綠化帶中的溢流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.4 路基的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在路基設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，相關(guān)設(shè)計(jì)方需要全面了解路基的建設(shè)情況，科學(xué)制定給排水設(shè)計(jì)方案。針對(duì)那些透水性不足的市政道路路基給排水設(shè)計(jì)中需要合理處理路基，具體可以采取碾壓或者晾曬等處理措施。如果不適宜采取這兩種處理措施，就可以采用換填方法來(lái)改善道路路基的透水性。針對(duì)軟土地基而言，由于其本身存在潮濕問題，那么可以采取真空措施或者堆載預(yù)壓措施開展處理，力求可以對(duì)道路路基施工標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度提升路基的排水性能。

3.5 附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

附屬設(shè)施在市政道路給排水系統(tǒng)中占有重要地位，主要包括路肩邊溝、路緣石等方面。針對(duì)路緣石設(shè)計(jì)而言，其主要包括立緣石和平緣石兩種類型。平緣石同周邊地表高度需要保持良好的一致性，這樣可以避免出現(xiàn)積水問題，促使雨水在經(jīng)過徑流之后快速導(dǎo)入雨水口或綠化帶等；立緣石設(shè)計(jì)的高度則需要比周圍地表稍微高一些，保證雨水可以匯集到雨水口中。在立緣石設(shè)置期間，可以采取豁口或者打孔等處理措施來(lái)保證雨水可以快速導(dǎo)流到所設(shè)置的綠化帶當(dāng)中。針對(duì)路肩邊溝設(shè)計(jì)而言，要合理使用混凝土材料。當(dāng)下國(guó)內(nèi)市政道路給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的路肩邊溝所用混凝土材料本身的美觀性不足，并且容易出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞問題，也不具備凈化雨水的功能。如果可以有效地融入海綿城市理念，那么可以采取植草溝方式來(lái)設(shè)計(jì)路肩邊溝，在保證高效收集雨水的同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行輸送、凈化以及排放處理。此外，在市政工程建設(shè)過程中有機(jī)結(jié)合排水設(shè)計(jì)和綠地工程，力求可以充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的路面徑流分流作用，可以借助先進(jìn)科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提升路面的排水效率。

3.6 其他方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

除了上述幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)工作之外，為了進(jìn)一步提高市政給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念的應(yīng)用效果，還可以采取如下的設(shè)計(jì)工作：

3.6.1 有機(jī)結(jié)合市政給排水設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃

為了提高市政給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念融入的效果，要密切結(jié)合城市規(guī)劃工作。比如，在設(shè)計(jì)市政給排水系統(tǒng)期間，要綜合考慮未來(lái)一段時(shí)間城市的發(fā)展規(guī)劃，通過規(guī)劃階段的預(yù)留或者是采取優(yōu)先設(shè)計(jì)方式來(lái)對(duì)城市未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行夯實(shí)基礎(chǔ)，這樣也可以更好地發(fā)揮所設(shè)計(jì)的給排水系統(tǒng)來(lái)服務(wù)城市大眾，助力城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。比如，在對(duì)城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建期間，可以本著“從嚴(yán)、周密”的原則開展科學(xué)全面的規(guī)劃，保證城市給排水系統(tǒng)建設(shè)中的全體基礎(chǔ)設(shè)施能夠得以改善，力求可以促進(jìn)城市生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

3.6.2 重視頂層設(shè)計(jì)工作

在海綿城市建設(shè)期間，由于會(huì)涉及到巨大資金投入以及耗費(fèi)比較長(zhǎng)的建設(shè)時(shí)間，為了保證海綿城市建設(shè)的效果，需要高度重視頂層設(shè)計(jì)工作，尤其是要積極參考其他國(guó)家關(guān)于海綿城市建設(shè)的一些經(jīng)驗(yàn)與方法。然后結(jié)合我國(guó)海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀及需求等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，力求可以最大程度提升市政給排水設(shè)計(jì)的效果，最大程度提升雨水資源的利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，海綿城市理念是構(gòu)建生態(tài)城市建設(shè)中非常重要的全新建設(shè)理念。在市政給排水設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念，可以從路基、人行道、道路橫斷面、綠化帶與附屬設(shè)施幾個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度上提升市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果，提升雨水資源的使用效率。