基于海绵城市理念的市政给排水设计

张 敏

（江苏纬信工程咨询有限公司，江苏 南京 210014）

随着城市化进程的快速推进，城市规模及面貌较以往有了较大程度改变，尤其是人口的持续增加拉动城市经济发展的同时，也增加了城市用水需求以及污水排放量，这些都极大增加了给排水系统的运维管理难度。为了可以有效平衡城市的用水与供水需求，有效解决现有的城市内涝问题，就必须要科学开展给排水设计，采取先进的设计理念，力求最大程度提高城市给排水系统的排水性能。

1 海绵城市的概念

海绵城市就是想象城市具有海绵一样的吸水、储水及排水功能，本身在适应雨水灾害方面具有非常强的弹性。在海绵城市中，如果碰到下雨天气，那么可以自动收集、存储、排放及净化这些雨水资源，同时在某些条件下也可以释放出这些存储的水资源供人们使用，以此可以显著降低雨水灾害给城市大众带来的危害程度，并且可以提升雨水资源的利用率。

2 市政给排水设计中海绵城市理念融入的意义

给排水工程是市政工程基础设施建设的重要组成部分，关系城市给排水系统构建的有效性。通过将海绵城市理念融入给排水工程当中，可以起到如下几个方面的作用：一是有助于提高城市水资源使用率。通过海绵城市建设，可以构建符合城市发展需求的市政给排水系统，优化相应的系统功能，以及改善这些相关基础设施，这样可以最大程度提高水资源的利用率。二是有利于解决城市现阶段出现的一些关于水资源的灾害，缓解城市给排水系统运行的压力，如可以防洪防雨，解决如图1所示的城市内涝问题。三是有助于对城市生态环境进行改善。建设海绵城市的过程中有效地融入环境保护理念，可以有效解决当下城市给排水系统中存在的环境污染和生态破坏等问题，提升城市的生态环境质量。

图1 城市内涝灾害

3 市政给排水设计中海绵城市理念融入的要点

3.1 人行道的设计要点

人行道是比较特殊的城市基础设施，在设计过程中要满足行人便捷、安全出行的要求。当下的人行道设计中多采用不透水材料作为人行道路面，这会造成下雨过程中出现路面积水问题，并且会使得路面出现湿滑问题，危及行人出行的安全。将海绵城市理念融入人行道设计，首先要合理选择路面材料，即运用透水性能比较好的路面材料来替代以往的不透水路面材料，保证降雨天气下可以使路面快速吸收雨水，避免人行道路面存有过多积水。如图2所示的人行道设计中采用了透水混凝土来构建透水路面，改善了其相应的透水性能。此外，通过合理铺设透水性能比较强的路面材料，也可以显著改善人行道的湿度与温度，并且可以快速补充地下水。但是在人行道设计中选用透水性比较好的路面材料，会极大地增加工程建设成本，所以为了节省工程成本，可以在道路基层位置处科学设置排水管，以及合理调整管道的纵向和横向坡度等来改善人行道路面的排水性能。

图2 人行道透水混凝土路面

3.2 道路横断面的设计要点

在确保道路车辆稳定运行方面，道路建设质量控制至关重要，具体就是要营造舒适、安全的行车环境。在长时间运行之后，车辆荷载作用会对道路带来极大影响，所以在选择路面材料中优先选择透水性比较好的材料。以往路面设计主要是借助路面坡度的设计来对路面积水进行导引及控制，整体的路面排水效果比较差。而有效地应用海绵城市理念，就需要在市政道路建设期间对原有的道路设计理念进行改进，除了要优选透水性比较好的路面材料之外，还要科学构建空隙大、透水性能强的结构层，保证可以在雨天的时候雨水可以快速渗透，同时结构层也起到过滤渗透水的作用。比如，采用碎石铺装、透水沥青混凝土铺装等方式来改善路面排水，同时优化设计道路的横向坡度来进一步优化道路排水系统，便可以及时排出道路结构层中的积水。

3.3 绿化带的设计要点

在市政道路给排水系统构建当中，绿化带设计占有重要地位，主要用于对水体进行收集、过滤、储蓄及排放等方面。首先，在遇到降雨之后，雨水会通过地表径流向绿化带方向流动，最终在雨水口部位处汇集。为了保证这个排水过程的质量，需要对其高度进行严格控制，一般保证其位于道路下侧15～20 cm，同时要注意均匀地设置雨水口，且其高度要比绿化带种植土高度更高，比道路高度更低。其次，在设计绿化带水体过滤期间，要科学铺设种植土，并合理布设砾石层，严格规范安装渗透管，通过这种渗透方式可以高效地过滤水体。再次，在设计缓排滞蓄期间，要对绿化带结构以及所处位置地形条件等进行综合考虑，优化设计导流系统来保证雨水向地下渗流时具备层次性特征，同时还要在明沟两侧科学进行水沟渠布设，力求加快雨水向明沟中导流。最后，在设计绿化带排放雨水时，需要对设施的溢流系统进行科学设计，保证有效连接雨水与排水管道。在降雨量比较大的情况下，如果无法借助雨水口处理更多雨水，那么可以借助绿化带来对一部分雨水进行储存，之后通过如图3所示的溢流系统排除多余的雨水，避免城市出现洪涝问题。

图3 绿化带中的溢流系统设计

3.4 路基的设计要点

在路基设计中融入海绵城市理念，相关设计方需要全面了解路基的建设情况，科学制定给排水设计方案。针对那些透水性不足的市政道路路基给排水设计中需要合理处理路基，具体可以采取碾压或者晾晒等处理措施。如果不适宜采取这两种处理措施，就可以采用换填方法来改善道路路基的透水性。针对软土地基而言，由于其本身存在潮湿问题，那么可以采取真空措施或者堆载预压措施开展处理，力求可以对道路路基施工标准和强度进行优化设计，最大程度提升路基的排水性能。

3.5 附属设施的设计要点

附属设施在市政道路给排水系统中占有重要地位，主要包括路肩边沟、路缘石等方面。针对路缘石设计而言，其主要包括立缘石和平缘石两种类型。平缘石同周边地表高度需要保持良好的一致性，这样可以避免出现积水问题，促使雨水在经过径流之后快速导入雨水口或绿化带等；立缘石设计的高度则需要比周围地表稍微高一些，保证雨水可以汇集到雨水口中。在立缘石设置期间，可以采取豁口或者打孔等处理措施来保证雨水可以快速导流到所设置的绿化带当中。针对路肩边沟设计而言，要合理使用混凝土材料。当下国内市政道路给排水系统设计过程中的路肩边沟所用混凝土材料本身的美观性不足，并且容易出现严重的堵塞问题，也不具备净化雨水的功能。如果可以有效地融入海绵城市理念，那么可以采取植草沟方式来设计路肩边沟，在保证高效收集雨水的同时对它们进行输送、净化以及排放处理。此外，在市政工程建设过程中有机结合排水设计和绿地工程，力求可以充分发挥排水系统的路面径流分流作用，可以借助先进科学技术来进一步提升路面的排水效率。

3.6 其他方面的设计要点

除了上述几个方面的设计工作之外，为了进一步提高市政给排水设计中海绵城市理念的应用效果，还可以采取如下的设计工作：

3.6.1 有机结合市政给排水设计和城市规划

为了提高市政给排水设计中海绵城市理念融入的效果，要密切结合城市规划工作。比如，在设计市政给排水系统期间，要综合考虑未来一段时间城市的发展规划，通过规划阶段的预留或者是采取优先设计方式来对城市未来的发展进行夯实基础，这样也可以更好地发挥所设计的给排水系统来服务城市大众，助力城市给排水系统设计的可持续发展。比如，在对城市给排水系统构建期间，可以本着“从严、周密”的原则开展科学全面的规划，保证城市给排水系统建设中的全体基础设施能够得以改善，力求可以促进城市生态可持续发展。

3.6.2 重视顶层设计工作

在海绵城市建设期间，由于会涉及到巨大资金投入以及耗费比较长的建设时间，为了保证海绵城市建设的效果，需要高度重视顶层设计工作，尤其是要积极参考其他国家关于海绵城市建设的一些经验与方法。然后结合我国海绵城市建设现状及需求等进行科学设计，力求可以最大程度提升市政给排水设计的效果，最大程度提升雨水资源的利用率。

4 结束语

总之，海绵城市理念是构建生态城市建设中非常重要的全新建设理念。在市政给排水设计中融入海绵城市理念，可以从路基、人行道、道路横断面、绿化带与附属设施几个方面出发进行优化设计，最大程度上提升市政给排水系统的设计效果，提升雨水资源的使用效率。