海绵城市理念在市政给排水设计中的应用刍议

倪皓

安徽省城建设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230051

引言

随着城市建设理念的改善，当前市政道路建设多采用海绵城市理念，海绵城市理念在市政道路建设中的实现，最主要的就是利用多种措施完善城市给排水系统。通过海绵城市理念的融入，促进了雨水资源的利用和生态环境保护，有效解决城市内涝等问题，提升城市生态系统功能，促进水资源的有效的循环。

1 海绵城市理念与市政给排水建设的关系和意义

一般来讲，传统的城市建设模式，设计者往往注重的是城市的功能和经济的因素，忽略了城市的生态平衡，导致城市中处处是硬化路面，遇到下雨高峰期，仅仅依靠排水管网、泵站等基础设施来实现快速排水，往往造成很多地区逢雨必涝现象，不仅导致城市居民生活受到损害，更直接导致雨水资源的大量流失。从海绵城市理念来看，城市应该像“海绵”一样来完成自然降水的慢排缓释和源头分散，以实现对雨水的消纳和利用。如何实现城市像“海绵”一样完成雨水的弹性蓄存，其主要方式为通过城市给排水系统建设与城市生态建设相结合来实现。

在使用海绵城市理念的过程中，城市可最大程度实现自然降水在城市区域的渗、滞、蓄、净、用、排，利用海绵城市理念衍生出的各项给排水系统设计措施来完成水资源的高效控制与利用，使城市在应对环境变化和自然灾害的时候能够具有良好的“弹性”，提升城市生态系统的稳定性、减少城市内涝灾害的发生。

一般来说，在日常运行过程中城市内部不可避免地会产出一定的废水、污水，要借用合适的净化处理举措来完成水质处理，通过对海绵城市理念的适宜使用，也可有效完成水质净化，提升城市内部的修复与渗透功能，增进其运转的科学性、合理性，增强城市整体建设质量。在当前的市政给排水建设中，相关人员应适时关注该类建设的可持续性，在保障各项建设内容的过程中，应融入海绵城市理念，继而促进该城市的整体建设效果。

2 城市排水的现状以及存在问题

2.1 现有市政排水系统建设不完善

在城市快速发展的当下，城市“灰”面积正急速增加，地表的不透水率出现了较大幅度的增长。排水系统作为城市基础设施的重要组成部分，承担着助力城市水循环的角色，排水系统的合理规划对推动城市高质量发展、提升人民生活水平有着重要的意义。目前现有市政排水系统建设并不完善，存在老城区排水管网建设年份较早严重老化，建设标准不一致，管网设计缺陷、管道混接、乱接、错接现象严重、施工工艺落后等情况。而新城区建设普遍侧重于外在形象建设，排水系统容易被忽视，且现有城市排水对人工排水设施的依赖程度较高，直接导致了城市的自然水的循环能力出现了大幅度的下降，严重影响了水循环的科学性，给区域性水资源的利用带去了较恶劣的影响，其内容包含河川干涸、地下水位的下降、城市热岛效应与地表水的快速蒸发等影响。排水系统的建设属于市政工程，建设资金基本源自地方财政支持，现有排水系统的改造难度大，缺乏科学的统筹规划，地方政府维护和建设资金投入消耗大，所以往往排水系统改造提升推进滞缓[1]。

2.2 市政排水系统运行效果不佳

随着全球气候变化和生态破坏带来的天气异常，使得近年来很多城市遭受了极端天气的影响，甚至发生特大暴雨，每逢恶劣天气出现，“某城市暴雨”和“到某城市看海”的消息就会登上“热搜”，社交媒体平台上也会出现很多城市暴雨内涝的短视频。在日常的城市排水系统规划设计和建设中，若仍依照常规降雨进行排水系统的规划设计，会给城市排水的整体效果带去极大影响，尤其局部地区短时间内强降雨，排水系统超负荷运转，导致城市产生较为严重的内涝，对市民的生活与出行将产生极大影响，也给城市的建设带去不同程度的经济损失。

2.3 雨水资源的利用率不高

我国拥有较为丰富的雨水资源，年均总量超过6万亿m3，但雨水利用率不到1%，且我国雨水资源存在较严重的分布不均，部分区域的缺水情况较严重，传统排水系统在实际应用中未能科学利用雨水资源，使部分雨水资源形成了一定的污染，另一部分水资源则没有做好合理的集蓄，不仅浪费了大量的雨水资源，还加大了城市排水系统的排水压力，造成了城市内涝。该类现象极大缩减了城市的雨水资源的利用效率，相关部门在城市的发展中也未能意识到雨水资源利用的重要性，未能依照科学严谨的举措来合理规划雨水资源利用、建设适宜的城市排水系统，导致城市雨水资源利用率还有待提高。

3 市政给排水设计在海绵城市理念下的实际应用

3.1 科学设计人行道

传统城市内部人行道设计时选择的材料多带有不透水性质，在阴雨天气中该材料的使用会让人行道产生较多积水，也会增加路面湿滑等不良现象，给城市居民的日常出行带去极大危险。利用海绵城市理念设计市政人行道路期间，设计人员应科学运用海绵城市的建设理念，在选择人行道材料时要详尽考量其透水性能，借助对该类材料的使用来增进雨水的可渗性特征，避免道路表面的雨水对居民正常出行的影响[2]。基于土壤内部存有的渗水性状态，在设计阶段应在人行道基层内安置适宜数量的排水管道，按照合理的设计安装角度来增强人行道表面排水的合理性、顺利性，提升人行道设计的整体效果。

3.2 合理设计机动车行驶道路

与人行道下的给排水系统设计相比，机动车行驶道路中的给排水设计内容也尤为重要，相关人员应借助合理性措施来增强该位置的给排水系统设计。通常来讲，传统机动车行驶道路的设计多为老旧施工技术与不透水原材料相融合，易导致路面积水，对地下水的回补产生较大影响，也会引发不同程度的热岛效应。城市机动车行驶道路给排水设计在与海绵城市理念相结合后，该项理念可起到精准的指导作用，在该理念的运用下，设计人员需将透水性材料应用到机动车行驶道路设计中，来缩减地面表面的雨水流量，将部分雨水补充到城市地下水内。此外，在进行机动车行驶道路的给排水系统设计，相关人员可将较佳的渗水性沥青材料应用在路面上层，而道路的基层与中层则可使用非透水性材料，该类举措将有效减低路面雨水与积水给路基强度造成的损害[3]。值得一提的是，在降雨期间，其雨水会在不透水顶面随着设计的坡度进入绿化带与盲沟中，在合理利用水资源的基础上，防止出现路面积水等不良状况，适时保证了生态优化，提升机动车行驶道路的给排水系统设计质量。

3.3 完善绿化带设计

从市政道路给排水系统的设计效果上看，相关部门应依照区域道路的具体情况，合理完善绿化带设计。一般来讲，在设计城市道路绿化带前，需科学明确绿化带的基础性作用，即高效收集雨水，在与道路表面相配合后，完成该位置的雨水收集，也就是说，绿化带的具体位置需保持在路面下方，从道路建设的实际情况上看，其与路面高度需保持在17cm上下，且雨水口要均匀分布。同时，在开展绿化带设计的过程中，设计人员还应依照不同材料的使用来为城市道路增加雨水过滤作用，使进入到地下的雨水保持清洁状态，提升雨水过滤效果。在进行绿化带铺设期间，要精准确认绿化带的铺设顺序，即先完成种植土的铺设，再在其表面覆盖一定的砂石，而后完成渗透管的放置，利用该项装置可有效增强雨水的过滤效果，让更多的雨水及时地补充到地下水内。此外，设计人员还应适时关注该类装置对雨水的阻隔作用，利用科学严谨的绿化带来缩减雨水的排放速度，使雨水缓慢地回流到地下。其实际设计样式如图1所示，在当前的绿化带设计中，相关人员可在道路表面设置溢流口，其底部为接雨水灌渠，其蓄水层、树皮覆盖层、换土层、砂层、砂石层的厚度分别在200-300mm、50-100mm、250-1200mm、250-300mm，其穿孔排水管为DN100-150，将适宜的材料分置到不同层级后，可有效提升绿化带的给排水设计水平。

图1 绿化带设计的整体示意图

其次，海绵城市理念在与市政给排水设计融合的过程中，设计人员可在某些地区设计种植灌木类植物，利用该类植物内部根系来提升土壤底部的雨水保持能力。同时，在应用海绵城市理念的过程中，设计人员还应设计一定的雨水滞留区，也就是说，在实际设计时借助浅水区的洼地来更好地存储雨水资源，利用适宜装置来更好地控制雨水的排出，再透过种植沟、雨水沼泽与雨水塘的合理性设计来加速雨水的地下渗透，提升给排水系统的实际应用效果。

3.4 增设附属设施

市政道路给排水设计在与海绵城市理念相结合的过程中，设计部门还需设计出更多的附属设施。一般来讲，城市内部附属设施的主要功能为强化道路排水效果，即注重边沟、路肩等排水细节，在当前的设计阶段需借用适宜理念来挑选对应的设施材料，对各原材料内部的配制比例进行严格规划。在设计附属设施期间，要合理挑选施工设计材料，而新型混凝土材料可作用在该类附属设施的建设中，传统混凝土材料在实际应用中会对给排水管道造成不同程度的堵塞，其雨水的净化效果较难达到此前设定的标准范围，也就是说，在实际建设附属设施的过程中，相关人员需利用适宜举措来为该设施带去更好的雨水回流与净化[4]。此外，针对市政道路两旁的设计而言，路缘石为道路给排水系统设计的重要基础，在日常设计中多分成立缘石与平缘石两种，从路缘石的铺设效果上看，其给排水系统的实际应用带去极佳效果，设计人员需依照具体情况来完成路缘石类型的选择工作，再借助适宜举措来提升路缘石的使用效果，有效遏制积水、雨水的蔓延，让更多的雨水流入绿化带或地下，提升道路表面的整洁性、安全性。

3.5 强化给排水与绿地的衔接

在开展市政给排水系统设计期间，相关部门应利用相关基础设施的高效建设来强化给排水与绿地的衔接。具体来看，在搭建城市基础设施的过程中，设计人员需借助适宜理念来加强城市绿地与市政道路间的联系，基于城市绿地较佳的分流作用，在完善该类设计后可适时完善城市生态环境，其绿地形式多为草沟、下沉式绿地等，依照不同地形，道路与绿地的连接形式也会带有些许区别。

一般来讲，若设计区域的水资源较稀缺，要利用更多基础设施的设计来改进雨水排放效果，防止出现雨水堆积等不良现象，提升雨水利用与储存效果，因而在该区域设计基础设施需适时加强给水系统的建设；针对水资源较丰富的区域，要利用适宜的基础设施来完成雨水排放的整体性设计，为防止产生雨水堆积，可利用雨水截污净化技术来加强给排水系统设计，实现该给排水系统设计效果；当该区域的雨水污染较严重时，要在给排水系统内增加相应的雨水净化装置，并借助合适的植草沟与绿化带来达成其设计的目标，在完成雨水的净化后，可借助该类雨水来进行城市景观水补充、绿地浇灌等，合理利用不同类型的水资源。值得一提的是，在进行城市绿地与给排水系统的衔接时，设计人员应精准把控其设计内容与内容背后的实际情况，利用该项举措提升给排水系统设计效果，改善市政道路的设计建设水平。

4 结束语

综上所述，在与海绵城市理念融合的过程中，市政给排水设计将变得更加系统性、科学性、生态性，相关人员应将该理念应用到给排水系统设计的每个环节中，提高水资源整体的利用效率，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。