海綿城市下道路給排水設計淺議

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摘要：市政道路給排水系統(tǒng)是城市建設的重要基礎設施，肩負著城市雨水、污水的排放，以及工業(yè)生產和居民日常生活用水排放的重要任務。近些年，城市洪澇災害頻發(fā)、污水排放量逐年上升，導致城市排水系統(tǒng)負荷日益加大，因此，合理設計市政道路給排水系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。文章指出傳統(tǒng)市政道路給排水工作中的問題，闡述了將海綿城市理念融入市政道路給排水設計工作中的重要作用，從工程實際入手，討論了海綿城市理念在市政道路給排水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中的具體應用，旨在為相關工作提供借鑒。

關鍵詞：海綿城市；市政道路；給排水；設計

給排水工程是市政道路設計與建設的重要環(huán)節(jié)，對道路的運行質量和效率有種重要影響。一直以來，暴雨積澇災害是我國城市道路建設中面臨的一大難題，其主要原因在于，一是道路綠化面積不足導致城市土地固水能力差；二是給排水系統(tǒng)規(guī)劃設計不夠合理，導致道路排水能力不足，因此，引發(fā)了大面積的道路積水、路面硬化等，制約了市政工程建設質量的整體提升?！昂＞d城市”是從國外引進的理念，將該理念應用于市政道路給排水設計工作，主要目的是提升城市給排水系統(tǒng)對外部環(huán)境變化的適應性。近幾年，各地方政府不斷加大對海綿城市理念應用的推廣和建設，在政策上給予一定的傾向，加快了該理念在城市給排水建設中的深度融合。工程實踐表明，基于海綿城市理念建設的城市給排水系統(tǒng)，有利于提升水源涵養(yǎng)能力，有效緩解城市洪水內澇的壓力，還可促進水資源循環(huán)利用。因此，加強開展基于海綿城市理念的市政道路給排水設計研究工作具有重要意義。

1海綿城市概述

（1）海綿城市的概念及應用現(xiàn)狀。海綿城市是指將城市建設的像海綿一樣，該理念成功打破了傳統(tǒng)市政道路設計規(guī)劃的固有思維模式，不再只是單單將雨水排入下水道中，而是采取一種全新的理念和思維，實現(xiàn)給排水工程的吸水、儲水等功能。例如，當在雨水量較大時，可通過吸水功能來降低雨水徑流量，防止城市內澇；當雨水量較小時，可將水再釋放出來，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，達到調節(jié)水循環(huán)的目的，對改善生態(tài)環(huán)境和建設現(xiàn)代化城市具有重要的現(xiàn)實意義。海綿城市理念在國外起步較早，發(fā)展較為成熟，而我國近幾年也才將海綿城市理念引入到市政道路給排水設計中來，還處于發(fā)展和探索階段，特別是對于海綿城市實際建設過程中使用的綠色植被的種類以及種類如何應用蓄水和凈水效果的方面還處于空白，與此同時，在雨水徑流污染控制要求缺乏嚴格的標準。因此，針對該系列問題還需要進一步深化探索研究。（2）海綿城市建設的要素。海綿城市建設共有六大要素，即“滲、蓄、滯、凈、用、排”。海綿城市中“滲”的理念就是通過采用透水景觀鋪裝、透水道路鋪裝等方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)城市道路以硬面鋪裝為主的方式，進而提升雨水的滲透率；“蓄”的含義是指做好雨水的蓄積，可通過安裝蓄水模塊、地下蓄水池等方式來提升蓄水能力；“滯”的理念就是通過植草溝、水塘等方式，來改變地形地貌條件，進而減少雨水徑流量；“凈”的理念就是對儲存的雨水進行凈化再利用，凈化的方式主要有土壤凈化、人工濕地及生物凈化等；“用”的理念是要強化雨水的收集和再利用；“排”的理念是做好排水規(guī)劃，主要結合城市的豎向規(guī)劃來實現(xiàn)，充分結合城市的天然濕地來綜合考慮排水規(guī)劃與海綿城市設計，減少內澇的發(fā)生。

2現(xiàn)階段市政道路給排水設計中面臨的問題

（1）排水設施不完善。在城市建設過程中，給排水設計是一項重要的基礎工程，但通常在設計規(guī)劃階段，由于調研不充分，規(guī)劃不合理等導致給排水工程在實際運行中暴露出了許多問題，究其原因在于，一方面是在調研階段對地形、地貌、車流量密度以及環(huán)境因素等考慮不周，另一方面，引入技術不當，規(guī)劃設計與實際應用出入較大，因此，今后需要加強對排水設施的完善，保證市政給排水系統(tǒng)作用得到高效的發(fā)揮。（2）水資源未充分利用。近些年，一些城市大力加強人才引進，導致城市人口量持續(xù)上漲，人口密度不斷加大，因此，對水資源的需求量也日益增高。但通常，城市的水資源是有限的，因此，隨著人口和工業(yè)的日益增多，水資源緊張問題逐漸凸顯出來，有的地區(qū)已經出現(xiàn)了水資源嚴重緊張的情況。此外，目前多數城市還出現(xiàn)了土地資源硬化的問題，導致路面滲透能力變差，使得水難以滲透到地表下，大面積積水現(xiàn)象頻頻發(fā)生，積水通常會流入排水管道內形成死水，或者在大氣環(huán)境中被蒸發(fā)掉，導致水源未得到高效利用。

3市政道路給排水設計應用海綿城市理念的重要作用

（1）有利于改善城市環(huán)境。近些年，在城市快速發(fā)展的同時，生態(tài)環(huán)境問題也日益凸顯。當下，建設生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的生存環(huán)境是國家發(fā)展的首要目標。一般而言，城市環(huán)境與人們的日常生活和社會生產緊密關聯(lián)，加強城市給排水設計，有利于促進排水系統(tǒng)與交通系統(tǒng)之間的協(xié)同發(fā)展，還能夠促進城市建設的綠色、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。目前，種種事件表明海綿城市建設是順應時代發(fā)展的必然選擇，國家也出臺了一系列利好政策，加快促進海綿城市理念與城市給排水設計工程的深度融合，改善城市生態(tài)環(huán)境，為城市居民提供健康的生活環(huán)境。（2）有利于提升城市防洪防澇能力。通常，當城市遇到雨水連綿的季節(jié)時，由于雨水急，排水量大，倘若市政道路排水能力不強，極易在路面產生大量積水，不利于行人和車輛的正常通行，嚴重影響了交通質量。同時，長期大面積的積水也會對路面的質量構成嚴重威脅，嚴重的還會導致路面發(fā)生裂縫、沉降甚至坍塌，引發(fā)交通事故。通過將海綿城市理念融入市政道路給排水設計中，通過對雨水進行合理的收集，可有效提升城市防洪、抗洪的能力。（3）有利于提升雨水利用率。雨水是一種自然的水源系統(tǒng)，傳統(tǒng)的市政道路給排水設計工程缺乏對雨水資源的再利用設計，導致雨水資源嚴重浪費。海綿城市理念充分考慮了對雨水資源的回收，進行再利用，通過將雨水資源存儲起來，再進行凈化，可為城市居民以及工業(yè)生產提供一定的水資源，一方面實現(xiàn)了雨水資源的高效利用，避免了自然資源的浪費；另一方面，能夠在一定程度上補充城市水資源，緩解城市水資源壓力，為城市發(fā)展建設貢獻力量。

4市政道路給排水設計的重點

在市政道路給排水的設計工作中，保證高效排水是關鍵，因此，要充分考慮對進水口的結構進行合理化設計，當水流量較大時，進水速率加快，就需要優(yōu)化進水口設計來加快水流的輸送速度，提升排水效率。目前，通過將進水口的形狀設計成凹狀，可顯著提升集水的效果，此外，道路坡度的大小也要重點考慮，在設計坡度時，要結合進水口來進行統(tǒng)一設計，確保排水系統(tǒng)的合理性。將海綿城市理念應用于市政道路給排水工程中，主要思路就是將人工系統(tǒng)與大自然的生態(tài)系統(tǒng)進行深度融合，通過將流通設計與給排水設計充分銜接，確保排水通暢，同時，還促進了自然雨水資源的利用率。目前，由于我國各個城市地區(qū)降水量存在一定的差異，特別是南方地區(qū)雨水天氣多，降水量大，洪澇災害頻發(fā)，尤其是在每年的7、8月份多雨季節(jié)，要高度重視洪澇災害，加強各方面的保護措施，特別是要加強給排水工程的監(jiān)督管理，確保給排水系統(tǒng)工作的順利進行。

5基于海綿城市理念的市政道路給排水設計探討分析

（1）路基給排水設計。市政單位在對道路進行設計之前，設計部門首先需要對道路的路基狀況進行深入調研，系統(tǒng)掌握道路路基的整體情況，并進行深入的分析。在結合道路路基的基礎條件下，進行討論，制定一套完善、科學、合理的給排水設計方案和施工方案。此外，在設計時還要結合各段路面的具體情況進行具體分析，例如，對于透水性比較差的路基，可先通過晾曬或是碾壓進行預處理，如果透水性仍未提升，可通過換填技術來提升路基透水性；如果路面為軟土層，可通過堆載預壓措施對土質進行處理，進而保證路基施工達到標準規(guī)定要求，確保給排水工程達到預期的效果。（2）綠化帶給排水設計分析。通常，在對綠化帶進行給排水設計時，主要從雨水收集、水質過濾、滯蓄緩排以及雨水排放這四個方面進行設計，具體如下所述：①雨水收集設計。對于綠化帶的雨水收集設計方面，首先選擇高透水性的路面材料尤為重要，材料的透水性越高，越有利于將更多的雨水滲透到地表層中去；其次還需要合理設置綠化帶的高度，通常將綠化帶高度設置在15~20cm較為適宜，通過透水路面以及地表徑流的作用，將雨水在綠化帶雨水口處進行匯集。②水質過濾設計。對雨水進行過濾設計是給排水設計的重要部分，一方面有助于避免地下水被污染，另一方面還能夠提高雨水資源的高效利用。在基于海綿城市理念對水質進行過濾設計時，可通過鋪設種植土層和砂石層，并將砂石層設置在種植土層的上方，而后再埋設排水管，進而達到雨水過濾的效果。③滯蓄緩排設計。滯蓄緩排設計的主要目的是加強雨水的滲透，通過綜合分析綠化帶的結構，科學設計導流系統(tǒng)，將雨水引入地下層。通常，可通過在雨水的進水口處設計明溝，并且在明溝的側面位置設置出水溝渠，保證雨水大量流入到明溝內，從而在一定程度上緩解市政道路的排水壓力。④雨水排放設計。在基于海綿城市理念下，可通過建立溢流系統(tǒng)，將雨水和排水管道互通，來實現(xiàn)雨水的高效排放。通常，在多雨季節(jié)，雨水口面臨較大的壓力，導致作用難以得到發(fā)揮，因此，可利用地勢洼的綠化區(qū)域將雨水進行存儲，再通過溢流系統(tǒng)排放到市政排水網內，通過滲透、存儲等方式盡最大可能將雨水排出。（3）人行道給排水設計。人行道的設計是市政道路給排水設計中的重要部分，通常，人行道人流量較大，其道路安全性直接影響行人的出行安全。以往的人行道給排水設中，更注重人行道的承載能力，而對雨季道路使用中潛在的安全問題在設計中未引起高度重視，導致人行道路面滲水性差、積水現(xiàn)象頻頻發(fā)生，不利于行人的安全通行，還阻礙城市正常運轉。將海綿城市理念融入人行道給排水設計中，充分將道路承載力、路面穩(wěn)定性與安全性綜合考慮進去，在設計時，合理選擇滲透技術，可選擇透水磚、碎石、鵝卵石以及各種磚石及混凝土鑄成人行道，并結合實際路況，結合環(huán)境因素，例如路面的溫濕度情況，進行科學合理規(guī)劃，保證給排水系統(tǒng)的高質量運行。（4）車行道給排水設計。車行道在城市道路中的重要性不言而喻，以往，在車行道設計方面存在諸多問題，最為代表性的問題是路面透水性設計方面不合理，導致車行道積水現(xiàn)象嚴重，影響了車行道路的質量和使用壽命，同時，還降低了行車安全性，也加大了市政道路維護成本，因此，設計人員將海綿城市理念融合到車行道給排水設計工作中迫在眉睫。首先，在材料選擇方面，加強新型透水材料的應用，對于路面面層，選擇透水瀝青材料，路面基層與路面底層，要選擇高阻水材料，通過對各層之間進行合理設計，不僅加強了路面吸水性，同時增強了路基的穩(wěn)定性。（5）附屬設施給排水設計。路緣石和路肩邊是市政道路附屬設施的重要代表。路緣石主要有2種類型，即立緣石和平緣石，其中，平緣石設置的高度基本與路面高度相一致，主要功能是讓雨水可以最大限度地流入雨水口或綠化帶中；立緣石的高度要高于路面，主要作用是便于雨水直接流入雨水口，一旦路緣石本身沒有達到高效匯集雨水的效果時，可通過打孔或者間隔鋪設的方法保證雨水順利流向綠化帶中，除此之外，設計人員還可通過種植草溝等方式來提升雨水凈化率，保證對雨水進行高效輸送和排放。（6）城市綠地銜接給排水設計。通常，市政道路的附近區(qū)域都會包含綠地，因此，在對市政道路進行給排水設計工作時，要處理好城市綠地銜接設計工作，實現(xiàn)良好的分流效果。將海綿城市理念應用到城市綠地銜接給排水設計工作中，通常根據道路的實際情況，在不同的區(qū)域，選擇與之相適應的綠地銜接方式。例如，對于水資源比較缺少的區(qū)域，通常對雨水的需求較大，因此，要加強對于排水管的應用，增強匯集、存蓄、凈化和再利用雨水的能力。對于水資源較充足的區(qū)域，可采用凈化處理技術先進行凈化處理，再排放入到綠地中，實現(xiàn)了對徑流洪峰的調節(jié)。對于市政道路附近徑流污染問題，可通過采取植草溝、雨水塘以及雨水花園等措施實現(xiàn)對雨水的凈化處理，再排入綠道，達到高效控制污染的效果。

6結論

綜上所述，隨著城市建設的快速發(fā)展，行人和車輛通行密度的日益加大，城市道路給排水設計工作的重要性日益突出。海綿城市設計理念符合我國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展目標，為城市的發(fā)展和建設帶來了諸多便利，對社會經濟的發(fā)展也起著重要的推動作用。在市政道路給排水設計工作中，融入海綿城市理念，有利于顯著提升城市排水系統(tǒng)的排放能力，為城市的發(fā)展提供有有力支撐。當下，設計人員應積極將海綿城市元素落實在設計的各個環(huán)節(jié)當中，將該理念深度融合到市政道路給排水設計中去，加強開展深層次的研究工作，保證市政道路排水系統(tǒng)的高效運行。

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作者:楊宗璞 單位:北京良鄉(xiāng)藍鑫水利工程設計有限公司