海绵城市技术在市政排水中的应用探讨

吴明松

摘要：为解决城市道路系统硬化率提升、水资源利用效率低下、给排水管道设施布局不合理等问题，优化城市给排水系统设计，分析了海绵城市规划建设优势，提出了给排水系统设计原则及优化策略，即人行道、车行道、绿化带的规划设计方法。

关键词：海绵城市;市政给排水;规划设计;人行道;车行道;绿化带

引言

给排水是城市建设中的重要组成部分，如果给排水设计工作未能保证设计的合理性，会在给排水系统建设时发生问题，导致系统不能正常工作，对城市居民的正常生活产生严重影响。设计人员在设计市政给排水系统时应运用海绵城市理念，达到有效提升给排水系统综合性能的目的。

1海绵城市理念

海绵城市理念将城市比作一块海绵，能够在自然环境变化期间，快速适应环境，合理设置排水系统，下雨期间渗水、蓄水，干旱时节，调用此部分水资源，解决城市水资源短缺问题。在保证城市防涝前提下，尽可能地蓄水，提高雨水资源利用率，为人们生活提供保障的同时，提高给排水协调管理能力。我国人口较多，对水资源的需求量较大，而我国水资源分布不均匀，部分地区水資源严重短缺，依靠南水北调满足基本生活需求。海绵城市建设理念的提出，打破了传统水资源管理模式，以雨水资源作为管理对象，打造新的水资源管理体系。本文以市政给排水设计为例，提出海绵城市理念在设计方案中的应用研究。

2现阶段大多数城市道路普遍存在的问题

2.1车行道

车行道是整个市政道路工程的最主要部分，且市政排水管道通常也都设置在车道下面。大多数排水方式都是依靠重力排水，而现有用的最多的方式是根据路面的坡度采用分离溢流和集中截流两种方式，当坡度大于等于3‰时采用的是集中集水的方法，当坡度小于3‰时采用的是分离溢流。路面材料基本采用的是混凝土和沥青路面，但这两种材料的透水性很差，渗透系数很小，雨水很容易造成路边积水，同时也会造成城市热岛效应。道路两旁每间距25～50m都会设置一个雨水口，但事实上雨水口很少有人进行清理，很容易堵塞。排水系统也不完善，大多数城市没有实施雨污分流，下暴雨的雨水水量的突增，水管很容易堵塞的问题，从而出现雨水很难及时排走的情况。

2.2人行道

人行道的规划设计也是市政道路上非常重要的一步，我国大多数城市把沥青或者混凝土作为原材料，但这种材料的渗透系数几乎为零，一旦遇到下雨天，路面就会形成积水，对行人的安全来说，无疑是一个极大的隐患。

2.3市政道路绿化设施

大多数的城市道路绿化也存在一些问题，如绿化形式简单，树种类单一，填充树的材料也是硬质材料，既没有达到美观的效果，也没有达到过滤，没有吸收水的作用，更没达到水的循环利用，甚至还要人工进行再次浇灌。绿化设施占了很大一部分道路设计宽度，但它起的作用非常小。

3海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

3.1生物滞留带设计

按照功能不同，可以将生物滞带拆分为三部分，除了立交桥下的绿带以外，还包括机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带。本市政道路工程主要涉及机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带两部分生物滞留带，主要用于处理遭受路面污染后的雨水，沿着收水侧流入到凹结构的绿带。为了起到雨水净化作用，此处添加了卵石过滤带。当雨水流入此处，携带的泥沙和大量的漂浮物都会被滤除，干净的雨水将被土壤和植被吸收，下渗至积水层。根据当前蓄水池储水情况，判断是否可以继续储水，如果达到上限，那么这部分雨水就会通过溢流口排放出去。本设计方案滞留带的最低高度为15cm，根据道路布设情况，控制滞留带最高为20cm。另外，控制下凹部分的深度保持在一定范围之内，使其与车行道路形成一定高度差，范围20-25cm，从而保证雨水得以流入滞留带。考虑到环境因素容易对滞留带造成破坏，本设计方案在绿化带和路基之间铺设土工膜，在距离地表不足1.0m处均铺贴保护膜。

3.2溢流雨水口设计

本工程地势平坦，测得纵坡不高于0.003，所以按照溢流雨水口间距40m以下标准进行雨水溢流排放控制。该项功能是在雨水收纳能力不足时，自动开启。按照道路排水功能需求，分别为人行道滞留带和机动车非机动车分隔带布设溢流水口，前者为B型水口，即通过铺设溢流井盖，控制雨水溢流，后者为A型水口，外观呈现圆形，与钟罩相似。其中，A型水口支持50L/s雨水溢流处理，具有较强的抗堵塞能力，较传统溢流设施流通性有所改善。B型水口成本控制较低，省去了水连管、雨水口的布设，使得工程材料的用量得以降低。

3.3挡水坎设计

本设计方案在生物滞留带内部结构中布设了挡水坎，按照施工工艺部分，划分为土坎和硬质挡水坎两种。其中，土坎结构为梯形断面，顶部宽度为10cm，边坡设置为1：1，其高度超出绿植土面12cm。由于此类型挡水坎容易环境影响，导致结构发生改变，需要定期维护。硬质挡水坎的布设位置设置在溢流雨水口下游，与之距离保持在1m左右。此部分结构具有较强的蓄水功能，每两个挡水坎之间均布设蓄水单元，该单元与两侧的挡水坎距离保持在16m左右。

3.4车行道规划设计

海绵城市规划建设过程中，车行道设计主要体现在建设材料的选择上，为降低道路大范围硬化的影响，应尽量选择透水性强的材料。含水量是对路基质量影响较大的因素之一，含水量过高的路基会出现裂缝、断板、沉降等问题，而路基含水量不达标则会出现承载力降低、结构不稳，引发路面病害等问题。城市道路建设中，应选择渗水性较强的沥青材料作路面，中下层则多使用不透水材料，当路面积水渗透到道路中层时被阻挡，积水被横坡导向盲沟，然后流入绿化带、下水道，避免路基因渗水不强而出现不均匀沉降、裂缝等问题。

3.5人行道设计

人行道作为城市中较为重要的基础设施，方便居民的日常出行，也体现了城市功能。在设计人行道时，应结合海绵城市的理念，在提升城市建设质量的同时，促进城市基础设施的建设。以往的人行道建设多使用不透水材料，造成雨天会出现人行道出现积水、路面湿滑的现象，影响城市居民的出行安全。根据海绵城市的概念，要求建造道路使用具有透水性能的材料，以确保雨水可渗入地下，可防止产生积水影响居民出行。设计阶段受土壤渗水性因素的影响，施工单位应在地底加装一部分排水管道，并设计安装角度，以确保排水的顺利进行。

结语

在市政给排水设计工作中，应充分利用海绵城市理念，将此理念贯穿给排水系统的每个设计环节中，充分利用此理念，可显著提升城市水资源循环利用率，满足城市居民用水排水需求，提升城市给排水系统设计质量与效率。综上所述，合理的运用海绵城市的原理，并将其运用到市政道路排水中，可以有效减少道路积水和城市内涝的发生，使城市获得可持续发展。合理的选用植草沟，下沉式绿地，生物滞留带等技术，使城市环境也会得到改善。

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