海绵城市理念在市政道路排水施工中的应用分析

秦成龙，虞潮洋

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

城市的基础设施建设直接关系到城市发展水平，市政基础设施包含城市建设的各个方面，其中，作为城市水循环系统重要部分的市政工程排水尤为重要。当出现强降雨等恶劣天气时，国内许多城市的市政排水管网都会因排水能力不足导致内涝现象，主要原因是市政排水系统设计不当。因此，完善城市的市政排水管网可以提高城市的生活品质和形象。近年来，以海绵城市理念为基础的市政排水管网设计成为了主流，在设计中结合城市发展特点，保障排水系统设计的合理性，充分发挥排水系统的作用[1-5]。

2 海绵城市的概念

海绵城市又被称为“水弹性城市”，其主要原理就是强降雨天气下，城市排水系统可以吸收和存储雨水，然后雨水经过排水系统得到渗透和净化，当在城市水资源匮乏时，可以释放存储的雨水，实现完善科学的雨洪管理和利用。海绵城市建设采用防滑、渗水特性较好的施工材料，同时以海绵城市为基础进行的路面景观设计美化了城市的环境，改善了城市的小生态系统，城市的市容市貌得到了整体提升。与传统的市政排水工程不同，传统的道路建设是硬化路面、排水沟建设，侧重雨水的快速排放，集中汇集。而海绵城市思维就是对城市进行绿化，建设雨水花园、植物河沟等，侧重雨水就地吸收、缓慢排放，有效防范内涝发生。

3 海绵城市理念在市政排水设计中应用的重要作用

3.1 提供设计指导，优化工程规划

随着时代的进步和发展，人民群众对城市建设更加美好的期望提高，因而传统的市政排水设施已经严重影响了城市的生活需求，海绵城市建设的出现不仅具有城市排水功能，还具有蓄水与用水的作用，使城市雨水管理利用效率显著提高。在市政排水工程设计中，海绵城市符合现代文明城市建设的发展趋势，有效降低了城市内涝灾害。

3.2 提高水资源利用率

基于海绵城市建成使用的城市排水工程，兼具吸水、蓄水、净化水，利用水的多方面功能，当城市水资源匮乏时，可以将存蓄的雨水转化为城镇生活用水，回收利用的雨水可以缓解城市水资源匮乏困境。海绵城市的推广和建设使水资源得到高效地分配利用，提高水资源使用效率，符合新时代可持续发展的低碳环保、绿色生态城市发展理念。

3.3 提高城市空间的合理利用度

城镇化的建设发展，带来大量新增城市居民，在城市承载力有限的条件下，新增人口的涌入给城镇基础设施带来考验。市政基础设施建设，尤其是排水系统的规划和建设应充分考虑这个问题。市政排水设施应考虑城市的发展现状和趋势，对人口数量和居住特点进行统计分析，高效利用土地资源，实现市政排水的合理规划。海绵城市的发展思路可以更加科学合理地利用城市空间，提高城市空间的使用效率。

4 工程实例

本项目位于郑东新区的某主干道路，是该地近期开发建设的重点道路工程项目，该项目设计遵循人与自然和谐统一的原则，采用海绵城市的设计理念，其内容包括路面排水设计、多功能蓄水池、排水附属设施布置、生态植草沟、车行道、人行道设计、绿化带设计。

5 海绵城市理念在市政给排水设计中的运用

5.1 路面及结构内部排水设计

城市道路与排水系统设计相辅相成、互相影响，很多城市道路排水不畅，造成严重积水，严重影响城市交通出行。因此，对于市政排水系统的规划设计，应统筹全局考虑路面结构与配套排水设施的匹配合理，路面宽度坡度与雨水汇集口的相关设计应具科学合理，确保雨水季节路面积水有效排放。当路面宽度较小，不利于排水时，可以设计单侧坡度实现雨水排放。在本项目的路面设计中，对道路路面的结构进行优化设计，有利于道路积水的排放，同时，可以控制和预防路面裂缝现象。在对路面结构进行优化时，需要考虑路面的实际坡度，以免影响道路的内部结构。此外，在道路中央隔离带渗水位置处设计纵向盲沟，同时还需要设计排水管和集水井，利用盲沟收集雨水，并通过集水井和排水管进行排放，增强对雨水的收集、排放效果。

5.2 建设多功能蓄水池

市政设施工程巨大，尤其是市政排水工程需要大量投资，因此，在进行海绵城市设计时，要保障顶层设计的合理性。海绵城市设计源于日本，由于日本特殊的地理位置和环境，需要建设功能强大的市政排水工程。在日本排水系统中，多功能蓄水池作用显著，蓄水池可以合理调配雨水资源，同时对城市微生态有积极效果。因此，本项目的排水工程设计借鉴这一成果，充分考虑城市的地理环境等因素，合理设计蓄水池，使雨水经过地下排水管网汇集至蓄水池，经过蓄水池的净化处理后成为城市用水循环利用。

5.3 附属设施的设计

排水附属设施对排水工程也是不可或缺的，应根据城市地理环境等特点进行综合设计。在本项目的排水工程中附属设施就是路缘石了，路缘石分为平缘石和立缘石，平缘石高度与周围地面等高，这样可以避免路面积水，确保雨水顺利流入到绿化带、雨井口；而立缘石一般比周围地表要高，积水高度达到一定程度，再流入雨井口。同时，本项目的附属设施也包括路肩边沟，传统的路肩边沟使用材料为混凝土，不仅美观性不足，而且起不到雨水净化作用，反而经常会发生堵塞，应用海绵城市设计理念，采用植草沟代替路肩边沟。

5.4 生态植草沟

绿化带同样是市政排水工程的重要组成部分，在海绵城市理念下，应结合城市地形对绿化带进行优化设计。绿化带可以设计下凹形，绿化带土壤选择透水强的，并且土壤层用碎石和砂石配合，并在其上面种植绿植形成草沟。植草沟有很强的雨水收集能力，在道路横坡位置设计草沟可以发挥其强大收集雨水能力，并在草沟土壤下面的砂石设计盲管，可以避免雨水满而溢流。但是植草沟的设计会使路基经常在雨水中浸泡，破坏路基结构的安全和稳定，可以在植草沟的底部和侧面铺一层土工布解决路基遭受浸泡的问题。

5.5 车行道中渗透海绵城市理念的设计

目前，我国道路普遍为柏油马路，雨季来临时柏油马路透水能力不强，会导致严重的道路积水，高温增发会产生热岛效应，同时影响地下水的补给。本项目结合海绵城市理念，马路铺设采用透水性较好的混凝土材料，确保能够及时吸收雨水，避免路面积水，保障地下水系统的正常补给，然后在路面铺设一层沥青，确保大多数雨水直接流入道路两侧的盲沟中，同时防止雨量过多，影响材料的吸水性能。

5.6 人行道中渗透海绵城市理念的设计

人行道是市政工程的一部分，直接影响着城市居民的出行体验，在传统的人行道路面上，经常由于材料的透水性较差，雨天积水湿滑严重影响了行人的出行便捷。本工程基于海绵城市设计理念，人行道建设采用透水性较强的混凝土材料，提高路面雨水吸收效率，在补充地下水资源的同时，可以调节路面的温度和湿度，改善局部气候条件。但是，就目前的道路建设情况来看，由于部分城市经济能力有限，对海绵城市建设这种投资量大的工程预算有限，尤其是透水性好的材料价格比较高。因此，在市政排水工程设计时依然采用基层排水管来实现，通过倾斜管道在合理的范围内，达到良好的排水效果。

5.7 设计绿化带

基于海绵城市这一新的方法，绿化带设计有以下几个方面注意需要考虑：①绿化带设计应有渗透和过滤功能，雨季时，降雨可以通过绿化带得到过滤并净化，然后再铺设绿植，收集并净化后的雨水可以用作城市道路洒水等用途；②选用渗透性好的材料，将收集的雨水引入绿化带内，经过渗透后，可以经过地下盲管和排水管网实现雨水的收集和排出；③绿化带中应配套设计导流设施，合理引导雨水流动，防止内涝破坏绿植。

5 结语

近年来，城市人口扩张，城市版图不断扩大，城市排水系统没有得到相应改善，尤其是老城区，由于地理环境受限，市政排水设施较差，内涝现象经常发生，给城市设施和人民的财产安全造成了巨大损失。海绵城市理念给城市排水系统的建设带来新思路，通过引入新的设计思路，市政排水系统和其他系统的有效配合，城市排水效果得到了显著改善，海绵城市为下一步生态化、现代化、低碳化城市的规划建设提供了新思路。