基于海綿城市的市政道路研究

盛洪群 菏澤市鐵路投資發(fā)展集團(tuán)有限公司

1 前言

海綿城市屬于新型的城市雨水收集系統(tǒng)，不僅可以防止城市中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的內(nèi)澇問(wèn)題，還有助于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，滿(mǎn)足現(xiàn)代化城市發(fā)展的需要和標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)前市政道路設(shè)計(jì)工作中需要加強(qiáng)海綿城市的建設(shè)，要求提升城市本身的抗洪能力，完善城市道路中的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)論述海綿城市的特點(diǎn)以及在市政道路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，為后續(xù)工作指明正確的方向。

2 海綿城市的概述

在科技水平不斷發(fā)展的現(xiàn)代，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足城市發(fā)展需要和人們出行的需求，因此在當(dāng)前市政道路設(shè)計(jì)工作中，要充分發(fā)揮海綿城市的優(yōu)勢(shì)，彰顯現(xiàn)代化的市政道路設(shè)計(jì)理念，使市政道路設(shè)計(jì)能夠煥發(fā)出新的活力，提升實(shí)際的設(shè)計(jì)水平。海綿城市主要是指在城市內(nèi)部，做到像海綿一樣面對(duì)各種復(fù)雜多變的城市環(huán)境，能夠具備較強(qiáng)的自然災(zāi)害預(yù)防能力，通過(guò)適應(yīng)和修復(fù)保持本身的巨大彈性。在實(shí)際工作中要充分發(fā)揮海綿城市理念的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)綠地和城市水系統(tǒng)構(gòu)建完善的自然生態(tài)系統(tǒng)。

在海綿城市設(shè)計(jì)中，要在城市內(nèi)部完成雨水的吸收和凈化，并且還要融入新型材料，共同構(gòu)建科學(xué)的海綿城市發(fā)展模式。通過(guò)儲(chǔ)存和凈化，在城市內(nèi)部像海綿一樣能夠適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境，靈活應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害，降低自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來(lái)的損失。在多雨季節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)城市的吸水和蓄水，實(shí)現(xiàn)雨水的凈化，在城市需要水源時(shí)，又能夠再次利用之前所儲(chǔ)存的雨水，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

在當(dāng)前城市發(fā)展進(jìn)程中實(shí)施海綿城市設(shè)計(jì)理念非常重要，在實(shí)際工作中需要秉承保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境為主的理念開(kāi)展實(shí)施，樹(shù)立因地制宜的設(shè)計(jì)原則，實(shí)現(xiàn)多方位保護(hù)措施，從而提高實(shí)際的設(shè)計(jì)水平。在海綿城市設(shè)計(jì)工作中，可以適當(dāng)?shù)亟梃b其他地區(qū)在海綿城市設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)及方法，再結(jié)合城市當(dāng)前的發(fā)展特點(diǎn)融入針對(duì)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案，提高海綿城市本身的適用性。在實(shí)際工作中，需要保護(hù)城市的雨水綜合利用系統(tǒng)，以構(gòu)建和諧城市為主，搭建科學(xué)性較強(qiáng)的生態(tài)環(huán)境。在進(jìn)行海綿地帶建設(shè)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)自然界降水和地表水的合理性利用，完善實(shí)際的設(shè)計(jì)模式，提升實(shí)際的設(shè)計(jì)水平。

3 海綿城市理念在市政道路工程中的應(yīng)用原則

3.1 海綿城市理念需要遵循自然客觀規(guī)律

違背客觀事實(shí)基礎(chǔ)的理念必然無(wú)法實(shí)施，因此海綿城市理念需要遵循自然客觀規(guī)律，利用集約化設(shè)計(jì)方式對(duì)資源進(jìn)行協(xié)調(diào)。同時(shí)利用水庫(kù)和水道等循環(huán)儲(chǔ)存水資源，達(dá)到海綿吸水的效果，再利用有關(guān)排水設(shè)計(jì)將儲(chǔ)存的水資源排出，達(dá)到海綿擠水的效果。如此反復(fù)循環(huán)，在客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上實(shí)施海綿城市理念，有效增加城市的穩(wěn)定性。

3.2 海綿城市理念需要合理控制資源損耗

海綿城市除了節(jié)約水資源外，還需要節(jié)約有關(guān)的土資源和鋼鐵資源等，盡量選擇在自然的基礎(chǔ)上建設(shè)有關(guān)設(shè)施。比如盡量在靠近河道的地方建立水庫(kù)，尤其是河道的中下游。若水庫(kù)建立的位置離河道遠(yuǎn)，則需要耗費(fèi)大量的人工、精力和資金挖掘渠道，將水流引入水庫(kù)。在這些過(guò)程中要嚴(yán)格把控資源的損耗，減少政府和企業(yè)的投入成本，踐行經(jīng)濟(jì)性理念。

3.3 “海綿城市”在市政道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性

海綿城市設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)雨水的吸收、儲(chǔ)存、處理和二次利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化的合理響應(yīng)，減少自然災(zāi)害對(duì)城市產(chǎn)生的破壞?！昂＞d城市”的設(shè)計(jì)必須充分考慮地區(qū)情況、人為因素和自然規(guī)律的介入，在海綿城市項(xiàng)目中，必須進(jìn)行大規(guī)模的收集和處理雨水，雨水收集及其充分利用，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。隨著中國(guó)生態(tài)的逐漸惡化，雨水中雜質(zhì)和污染物的含量提升，原雨水未經(jīng)凈化進(jìn)入地下河，污染地下河水。如果路面透水性不強(qiáng)，降水無(wú)法滲透路面，無(wú)法補(bǔ)充地下水，最終導(dǎo)致地下水位下降。

城市傳統(tǒng)街道附近的短暫暴雨可以導(dǎo)致水位快速上升，會(huì)給城市排水管道帶來(lái)巨大壓力，影響雨水排放，最終造成內(nèi)澇。城市規(guī)劃和發(fā)展，無(wú)論是綠化工程還是污水處理工程，都需要大量的水資源。如果雨水資源無(wú)法得到有效利用，就會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。在城市街道設(shè)計(jì)中，海綿城市設(shè)計(jì)可以提高防洪效率，確保水資源的有效利用。海綿城市是一種可以提高城市排水效果、優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)體系、優(yōu)化雨水回收再應(yīng)用、解決城市住宅用水問(wèn)題的海綿效應(yīng)設(shè)計(jì)理論。

4 造成城市內(nèi)澇的主要原因及對(duì)策分析

4.1 城市整體規(guī)劃設(shè)計(jì)缺少科學(xué)合理性

從城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中可以看到，最為重要的是要協(xié)調(diào)好城市內(nèi)部和外部，確保地上建設(shè)與地下建設(shè)能夠做到相互配合。但是就目前來(lái)看，針對(duì)排水系統(tǒng)建設(shè)滯后這一問(wèn)題在很多城市普遍存在，雖然城市建設(shè)和發(fā)展速度日益加快，但是缺少與之匹配的排水系統(tǒng)。

從地下系統(tǒng)建設(shè)這一角度來(lái)看，不注重整體形象，影響到城市整體外觀。在這種觀念下，導(dǎo)致地下系統(tǒng)建設(shè)無(wú)法與地上的高樓大廈建設(shè)相適應(yīng)。需要注意的是，造成城市內(nèi)澇出現(xiàn)的主要原因不能完全歸結(jié)到地下系統(tǒng)建設(shè)滯后，其根本原因與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的不夠科學(xué)有著直接關(guān)系。

4.2 城市排水系統(tǒng)缺少完善性

在城市人口數(shù)量逐漸增加的背景下，越來(lái)越多的房屋建設(shè)起來(lái)，大大降低了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致建設(shè)缺少一定的前瞻性。與城市道路一樣，隨著城市建設(shè)和發(fā)展速度的加快，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣也缺乏前瞻性。針對(duì)地下排水系統(tǒng)建設(shè)，與其他市政項(xiàng)目建設(shè)之間有著密切關(guān)系，而且相互之間的影響面也都比較廣泛，如果建設(shè)缺少一定的前瞻性，在這種情況下則需要投入大量的人力、物力及財(cái)力。

有些城市在進(jìn)行道路升級(jí)改造時(shí)，往往會(huì)忽略某一片區(qū)對(duì)排水需求的考慮，沒(méi)有將排水設(shè)施一同進(jìn)行升級(jí)改造，甚至在升級(jí)改造的過(guò)程中還破壞到了原有排水設(shè)施。城市的排水系統(tǒng)維護(hù)水平也普遍降低，這同樣也是造成城市內(nèi)澇的一個(gè)主要原因。

5 海綿城市理念在市政道路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

5.1 綠化帶設(shè)計(jì)利用

綠化帶在市政道路設(shè)計(jì)中占據(jù)的比例較大，并且也是重要的基礎(chǔ)，在儲(chǔ)存雨水時(shí)要更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)綠化帶，其高度須超過(guò)道路本身的高度，綠化帶總高度要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要注意其高度不要超出預(yù)定的范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮如何建成綠色城區(qū)，并且逐步實(shí)現(xiàn)水資源的有效過(guò)濾和滲透，完成管道之間的安裝設(shè)計(jì)，綜合性解決在以往管道運(yùn)行時(shí)存在的問(wèn)題及偏差，改善城市區(qū)域的過(guò)濾功能。

在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需要在雨水口設(shè)計(jì)明溝，之后再進(jìn)行引流，通過(guò)這樣的方式，在多雨季節(jié)，充分利用綠色城市區(qū)域中的水管進(jìn)行合理排水，這樣不僅可以避免雨水的無(wú)效排放，還提高了水資源的利用率。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)還可以融入一些滲透水的裝置，制作成雨水滲入地層的重要渠道，提高實(shí)際的設(shè)計(jì)效果。在設(shè)計(jì)工作中可以開(kāi)展立體三維模型，全方位了解綠化帶設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和周邊的區(qū)域特點(diǎn)，完善設(shè)計(jì)方案，彰顯現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)模式。

5.2 車(chē)行道

國(guó)內(nèi)市政道路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的便是車(chē)行道。以往市政道路在施工的過(guò)程中，大多數(shù)都是選擇使用非透水性路面進(jìn)行道路的建設(shè)，在該方式下，一旦發(fā)生了特大暴雨、強(qiáng)降雨等降水量倍增的情況，容易導(dǎo)致路面的嚴(yán)重積水，給城市人們的出行帶來(lái)許多困難，甚至還會(huì)阻止地下水的正常供給，導(dǎo)致熱島效應(yīng)的出現(xiàn)，這對(duì)城市發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。

使用海綿城市理念對(duì)車(chē)行道的給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員需要在施工中多加使用透水性路面材料，通過(guò)科學(xué)利用，不僅可以降低雨水徑流的總量，還能對(duì)地下水進(jìn)行良好補(bǔ)充，防止熱島現(xiàn)象的出現(xiàn)。相關(guān)人員在對(duì)車(chē)行道進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)，需要在上方層面中使用透水性瀝青混凝土材料進(jìn)行施工；在車(chē)行道的中下層、基礎(chǔ)內(nèi)利用不具備透水性的材料進(jìn)行作業(yè)，在雨水降落入車(chē)行道路面中時(shí)，其會(huì)通過(guò)橫坡向盲溝內(nèi)進(jìn)行排放，最終進(jìn)入檢查井、綠化帶內(nèi)部，不僅優(yōu)化了市政道路的給排水工作，還能防止路基結(jié)構(gòu)因此受到影響。

5.3 材料選擇中海綿城市理念的踐行

海綿的材質(zhì)是可伸縮性，有一定的飽和度，防止吸水過(guò)多而炸裂，也有一定的彈性，防止壓縮過(guò)于激烈而失去材質(zhì)復(fù)原的可能。因此，城市道路材料根據(jù)海綿城市理念進(jìn)行選擇，可以有效增加城市的飽和性和彈性。如瀝青它具有速干性，與其他材質(zhì)相比水干的速度更快，水資源疏通的速度也更快，能有效減少路面積水的可能性，進(jìn)而減少路面濕滑的概率，有效降低車(chē)禍發(fā)生的概率，符合海綿的特性。而瀝青的環(huán)保材質(zhì)——橡膠瀝青，較之瀝青具備更好的彈性，能有效加強(qiáng)路面的承重性。因此橡膠瀝青在保證環(huán)保的同時(shí)能有效減少道路建設(shè)的成本，還進(jìn)一步優(yōu)化使用年限以及輸水效果，可謂是海綿城市理念踐行中首選的材質(zhì)之一。

5.4 路基排水設(shè)計(jì)

海綿城市理念的實(shí)際應(yīng)用首先要確保排水的科學(xué)合理性。因此，市政機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀對(duì)地基進(jìn)行審查和研究，以確定排水的結(jié)構(gòu)和范圍。在路基排水設(shè)計(jì)中，最重要的功能之一是透水性。應(yīng)結(jié)合施工實(shí)際需求，選取相應(yīng)的施工技術(shù)完成施工。對(duì)于軟地基的性質(zhì)，采用堆載預(yù)壓技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足施工地基的質(zhì)量要求。如果土壤干燥，施工需要含水量較高的地基，可考慮設(shè)計(jì)挖排水溝，在保持雨水排水系統(tǒng)重復(fù)利用的同時(shí)，增加地基蓄水功能。

5.5 透水鋪裝

在市政道路設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念的優(yōu)勢(shì)較為突出，因此設(shè)計(jì)人員需要更加科學(xué)有序地完成當(dāng)前的道路設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)道路使用提供重要的方向。在道路設(shè)計(jì)時(shí)，透水鋪裝為重要組成部分，透水鋪裝是對(duì)路面結(jié)構(gòu)層的改進(jìn)，能夠提高路面本身的透水性能，同時(shí)也可以適當(dāng)?shù)靥岣呗访鎸?duì)污染物的去除能力。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，分析研究路面滲透能力的深度型，以此完善當(dāng)前的設(shè)計(jì)模式。在以往道路運(yùn)行的過(guò)程中，一些污染物在路面很難達(dá)到預(yù)期的滲透效果，在道路中堆積了大量的污染物，例如銅和鉛等污染物存留較多，如果沒(méi)有進(jìn)行妥善處理，會(huì)對(duì)城市環(huán)境造成一定的影響。

因此在實(shí)際工作中設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)海綿城市設(shè)計(jì)理念的深入研究，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的透水鋪裝系統(tǒng)，全面提高污染物的滲透能力，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，需通過(guò)物理化學(xué)的機(jī)理深入分析，開(kāi)展更加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，提高透水鋪裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)等效果，并且遵循可行性設(shè)計(jì)原則，以此提高整體的設(shè)計(jì)水平。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)區(qū)域的特點(diǎn)全面分析土壤特性和徑流比例等，優(yōu)化當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，并且還需要保護(hù)地下水本身安全性，避免出現(xiàn)污染的問(wèn)題。設(shè)計(jì)時(shí)需要先實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地表水情況，做好系統(tǒng)預(yù)警的構(gòu)建，之后再采取更加科學(xué)的優(yōu)化措施，完善當(dāng)前的設(shè)計(jì)模式。

在道路低洼的區(qū)域中，可以適當(dāng)增加透水鋪裝的比例，這樣不僅可以滿(mǎn)足污染物快速滲透的要求，還有助于避免對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成的影響，逐漸完善當(dāng)前的設(shè)計(jì)模式。

5.6 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

從市政道路的角度分析時(shí)，附屬設(shè)施是路緣石、路肩邊溝。路緣石便是道路排水系統(tǒng)中的設(shè)施之一，正常情況可以被分為兩種：①平緣石。其使用的優(yōu)勢(shì)是能與地面的高度一致，可以有效避免路面出現(xiàn)大量積水的情況，讓雨水能夠順利進(jìn)入綠化帶、雨水口內(nèi)部。②立緣石。對(duì)其進(jìn)行使用時(shí)，會(huì)讓雨水收集工作的難度增加，想要保障排出工作的效果，便需要在特定的位置打孔，或是利用間隔鋪設(shè)的方式，讓降水順利進(jìn)入到綠化帶內(nèi)部。

在面對(duì)路肩邊溝的設(shè)計(jì)、施工來(lái)講，需要嚴(yán)格檢查混凝土的質(zhì)量，適當(dāng)提高整體美觀性，但要防止造成堵塞問(wèn)題。不僅如此，還要考慮水凈化工作問(wèn)題，例如，通過(guò)種植草溝大幅提高凈化工作的效率，從而及時(shí)進(jìn)行輸送、排放。

5.7 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)

在城市街道設(shè)計(jì)中應(yīng)實(shí)施邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的城市道路規(guī)劃可以采用景觀美化、植草、灰漿等護(hù)坡技術(shù)，結(jié)合擋土墻、護(hù)面墻、預(yù)制板等增強(qiáng)防御效果。目前，相關(guān)產(chǎn)業(yè)正在廣泛討論生態(tài)邊坡防護(hù)的措施，為實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)，應(yīng)根據(jù)土壤類(lèi)型、合理利用施工方法和工藝，如人造草坪、草皮平鋪、草坪噴霧器和土工網(wǎng)植草等，采取環(huán)保措施，增加邊坡植被密度，防止雨水積聚、水土流失、滑坡和斜坡失穩(wěn)。在引進(jìn)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)時(shí)，要加強(qiáng)人工與自然植被的融合，在生態(tài)護(hù)坡中實(shí)行喬木、灌木、草類(lèi)植物的協(xié)調(diào)布置，以平衡生態(tài)坡上的植被。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能讓城市進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展，需要在市政道路的給排水工作中引入海綿城市理念，提升對(duì)雨水的吸納程度，以及整體彈性。通過(guò)對(duì)海綿城市建設(shè)概念、市政道路在海綿城市理念下的給排水設(shè)計(jì)重要性、給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念的應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致分析后，了解到在現(xiàn)實(shí)施工時(shí)，可將相關(guān)理念與橫斷面、車(chē)行道、道路景觀、附屬設(shè)施等方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行融合，讓城市建設(shè)與生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)和平發(fā)展，進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。