浅谈海绵城市在市政道路给排水设计中的应用

刘鹏

摘 要：本文将围绕海绵城市的设计理念、遵循原则、主要条件、应用难点进行分析讨论，提出其在市政道路给排水设计中的具体应用，从而强化道路水资源的管理效率与质量，优化路面结构、调整路拱横坡，确保道路给排水能力能够满足城市发展需求。

关键词：海绵城市;给排水设计;生态环境

中图分类号：TU992;U417.3 文献标识码：A

0 引言

海绵城市是指一种雨水、洪灾的管理理念，要求城市可以更好的适应环境变化，能够像海绵一样完成吸水、渗水、净水等工作，并将贮存后的水资源进行释放与再利用，在有效防治灾害的同时，也缓解了城市的热岛效应。为了确保其在市政道路给排水中得到充分运用，先要对海绵城市的基本内容进行深入了解。

1 海绵城市的内容分析

1.1 设计理念

以往的城市建设体系存在大量的硬化路面，当出现暴雨天气时，需要依靠泵站、管渠等设施完成排水工作，要求以快排、末端集中等控制方式作为设计理念，保证城市的有序建设，但这种方法往往会导致旱涝急转的不良现象。为了解决此类状况，海绵城市设计理念由此而生，其主要以源头分散以及慢排缓释作为规划重点，强调以渗水砖、植草沟作为主要排水工具，这样不仅可以有效防止洪涝的产生，又能完成雨水的收集，便于水资源的二次利用，实现绿色、环保的建设方针。同时设计理念中还包含雨水系统的开发，要求能够利用渗、净、蓄、用等技术实现水文循环，加强对雨水的净化与利用，确保城市排水能力大幅度提升，保证海绵功能可以持续使用。

1.2 遵循原则

海绵城市的建设原则应当以生态优先为主，通过将人工措施与自然途径有机结合，保障城市防涝安全，高效完成雨水的积存与渗透，推动水资源的利用，达到保护生态环境的目的。在建设过程中要注意，海绵城市并非将以往的排水系统进行推翻与取代，而是在原有系统上进行优化与升级，充分发挥城市本身的能效，有效协调给排水环节的开展，统筹地下水、自然降水的系统性。

1.3 主要条件

海绵城市的建设重点在于强化海绵体的质量与规模，以往的城市建设通常以平地修整为主，难以避免的会进行填湖平壑，对生态环境造成不利影响。而海绵城市则不同，依照我国海绵城市建设指南，各城市需尽可能保护湿地、沟渠等海绵体，确保其不会受开发活动干扰。如果出现海绵体破坏的情况，也要第一时间采取相应生物、生态等手段进行修复，并保证具有一定的生态空间比例。同时在建设过程中，需要将城市建筑、道路、广场作为载体，大力开展绿色工程，比如绿色屋顶既可实现雨水的滞留，还能切实起到节能减排的效果。而道路、广场也可利用透水铺装，使绿地充分下沉[1]。

1.4 應用难点

一方面体现在对资金的需求量较高，据统计海绵城市的建设投资大约在1亿元/平方公里左右，依照目前的建设规划来计算，若全国658个建成区保证20%的面积达到建设标准，需要每年投资金额超过4 000亿元。另一方面表现在收益不够稳定，海绵城市所采用的政府、社会资本合作的经营模式无法准确计算公共服务费用。

2 市政道路给排水设计中海绵城市的具体运用

2.1 人行道

人行道的设计是市政道路给排水建设的基础，也是保障人们安全出行的重要前提。在设计过程中不仅要考虑应用方法能够满足人们的实际需求，还要确保工程的便捷开展，因此需要将海绵设计融入到设计环节来解决此类问题。以往的市政工程在建设时通常会使用大量路面材料，但这种材料的透明度较低，容易在阴雨天气的影响下产生路面湿滑的情况，不利于人们的正常出行，甚至威胁到行人的生命安全。而海绵城市理念则针对此类问题提出了切实可行的解决措施，并对防水层提出了更高的要求，在城市建设时需要选择性能更加优良的材料，保证在出现暴雨天气时，能够使水流在地下完成聚集，避免雨水的堆积产生内涝状况。同时，在铺设人行道时，要合理控制道路的湿度与温度，保证相应数值处在安全标准范围内。此外，在完成水资源的供给过程中，还要进一步明确给排水管道、基层建筑的具体位置，规划好地面的宽度与坡度[2]。

2.2 绿化带

绿化带的主要作用在于缓解内涝现象，提高雨水收集效率，更好的完成雨水资源的循环利用。在进行市政道路建设时需要保证绿化带的高度低于路面10 mm左右，用以实现雨水均匀分布在道路两侧，而在路面周边还要专门设置过滤网，确保回收利用后的水资源不会存在有害物质。同时在设计过程中，还要适当铺设渗透管，确保自然降水能够渗透到地下，完成地下水的补给，使雨水流入到绿化带当中。此外，设计人员在实际建设时要对绿化带的地形信息进行全面收集与分析，合理设计导流系统，能够因地制宜的调整施工计划，比如在设计明沟时，要保证雨水能够起到沉淀作用，能够在降雨量较高的天气下，实现水体直接流入绿化带。在排放方面，需要预先完成溢流系统的设计，使排水管道与雨水相互连接，提高雨水口的承重能力，能够借助溢流系统将水流引入到市政管网中，从而排除多余的雨水。

当前城市建设使用最为广泛的绿化带为下凹式绿化带（图1为下凹式绿化带）能够借助其结构特点，使雨水在下凹处完成聚集，但路基本身容易长时间受雨水浸没影响，导致强度降低，破坏结构的稳定性。为了消除渗透水对路基稳定性的影响，可通过在绿化带底部以及两侧铺设防水材料，完成雨水与路基的隔离。若道路两侧存在林地、草地，还需对人行道的横坡角度进行调整，使其向林地、草地方向倾斜。如果城市的路基横断面宽度相对较低并且交通量不高，还要在道路上设置雨水井与排水沟渠，用以将地面上的雨水引入路基管道当中。

2.3 附属设施

首先在市政道路给排水设计过程中，需要优先完成路面肩边沟的建设，要求所采用的混凝土材料能够保证合理的配比，同时在运用时需要拥有良好的透气性、透水性以及适用性，还要保证外形的美观，并切实起到净化雨水的作用。其次要在道路两侧设置植草沟，用以实现径流雨水的输送与排放，在设计时要注意：浅沟的断面需采用三角形或梯形;植草沟边坡垂直与水平的比例不应超过1/3，纵坡要小于4%，若纵坡过大需设置阶梯型的植草沟或者设置消能台坎;植草沟的最大流速要控制在0.8 m/s以下，而曼宁系数应为0.3;植草沟内的植被高度要保持在100～200 mm之间。最后，要确保排水设施与透水装置分别设立在附属设施周边，可将平原石作为渗透设施的组成部分，以此满足雨水的渗透效果，也更好的促进雨水向绿化带方向流入，避免内涝现象的产生。

2.4 城市绿地

在城市建设过程中，完成道路与绿地之间的衔接必不可少，能够更好地促进城市发展，借助渗透技术优化雨水的渗透效果，而对于植被的缓冲带也要设置专门的绿地形式以及植草沟渠道。同时在衔接时要确保根据不同城市环境的差异性，对不同区域内的水资源进行回收处理，保证雨水循环的有序开展，并科学布置排水设施。当地区内的水资源相对丰富时，可以通过排水管道将过量的地表水排入指定地点，之后再借助循环系统消除雨水对生态环境造成的污染。此外，也可设立一些植被缓冲带，用以起到对绿化设施的浇灌作用，达到降低雨水渗漏的目的。最后，设计人员要注意，市政道路给排水工程本身的工作量相对较高，流程复杂、工程周期较长，需要充分结合海绵城市理念，完成管线、沟渠的合理排列与布置，要求在进行内部基础处理时，结合雨水冲击情况，实现绿化带、人行道排水功能的整合，设立健全的市场供给，确保排水系统的有关设施能够切实起到排水作用，并要求工作人员及时掌握先进的施工技术与知识理论，能够保证项目的有序进行。

2.5 车行道

当前我國的市政道路建设通常采用的是非透水性的路面，经常会出现积水灾害以及局部地区气温过高的热岛效应，不利于地下水的正常供给。因此在海绵城市应用的过程中要充分考虑到路面的渗透水性能设计，加强对车行道水流量的控制，有效实现引流工作。若是出现降雨量较高的天气导致路面积水过多并难以及时疏通的情况，便会造成车辆无法有序行驶，出现大面积拥堵，影响城市居民的正常出行。为此在给排水设计过程中可将沥青混凝土作为施工材料，利用其极强的温度稳定性与粘结强度，防止地上水的大量淤积，确保地上水能够补给到地下水当中。同时在城市建设时，还要在车行道上铺设专门的绿化带，并调整路面坡度，保证水流能够顺利流入到绿化带。这样不仅利用雨水完成绿化带的灌溉，还能切实节约水资源的使用[3]。

3 结论

综上所述，通过对海绵城市的设计理念、遵循原则、主要条件、应用难点进行分析讨论，提出其在人行道、绿化带、附属设施、城市绿地、车行道等市政道路给排水设计中的具体应用，从而更加合理的分配水资源，确保城市道路能够实现系统性排水，充分发挥海绵功能，达到改善生态环境的目的。

参考文献：

[1]吴昊.市政道路给排水工程施工中常见问题的分析与对策[J].门窗，2019（12）：122.

[2]梁雍弘.试析市政道路给水管道的施工技术[J].四川水泥，2019（6）：61.

[3]姜士营.浅谈市政道路给水系统施工工艺[J].科技传播，2020（8）：157+166.