市政排水设计中融入海绵城市理念

余 汐，张 磊

（成都城格城乡规划设计有限公司，四川成都 610000）

0 引言

在当今社会，经济的不断发展加快了城市化进程，逐渐提高了路面硬底化程度，增大了暴雨期间径流量，加剧了城市排水系统的运行压力。因降雨无法及时下渗和排出，给城市居民生活带来了不利影响，甚至造成直接的经济损失，阻碍了城市的发展。基于此，加强海绵城市理念研究，充分发挥城市土壤渗、滞、蓄功能，优化市政排水系统的设计，创建可以“呼吸”的生态化城市，具有非常重要的意义。

1 海绵城市理念概述

海绵城市是城市化建设过程中为优化城市环境，提升城市化建设科学水平而产生的新型设计理念，对于城市雨水的处理可以犹如海绵一般进行吸水、蓄水、渗水、净水，从而优化排水、用水，实现水资源的合理调度与利用，具有极强的弹性。具体而言，海绵城市具有在降雨时收集雨水的功能，使城市具有吸收、存蓄、保存雨水的能力，城市需要用水时则可及时排出，供人们使用。因此，海绵城市理念下，市政排水设计不仅是对雨水的吸收存储，更是对雨水的净化、处理与利用，具有极强的生态性、环保性特征，提高水资源利用率的同时优化城市生态环境。

2 海绵城市理念对于市政排水设计的重要意义

2.1 防洪防涝

所谓海绵城市就是要将城市排水系统打造为一块巨大海绵，可以吸存雨水，也可以渗透过滤雨水，更可以在城市建设需要时及时排出雨水，满足城市用水需求，实现对水资源的有效利用。更可以在雨水季节，雨量较大时，缓解城市排水系统压力，缓解道路积水内涝等问题。“海绵城市”理念指导下的市政排水设计，要基于城市地势特点，结合城市建设要求及城市本身的基础设施建设情况，优化排水设施设计，打造具有高效运行性能的排水系统[1]。

2.2 有效利用水资源

有效且充分利用水资源，减少对水资源的浪费是新时代城市化建设的又一重点。“海绵城市”的引入恰好可以实现水资源的充分利用，通过科学化的设计，可增强城市对雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”功能，通过对雨水的收集、存储、净化，使雨水达到可利用程度，可以在应对城市内涝的基础上充分利用水资源，改善城市水资源短缺情况。在城市排水设计上，既要保证水资源的有效存蓄，还要确保高效利用，建构自然排水系统，提升城市水系统运行能力。

2.3 优化生态环境

海绵城市建设不仅可以协调排水系统，还可以优化生态环境系统。随着城市化的深入推进，社会经济的飞速发展，水环境污染与水资源浪费问题仍然较为严重，而海绵城市的引入，则可通过可实现雨水滞留、储蓄、净化，有较强的污水处理能力，最大程度降低对水体的污染破坏，改善城市生态环境。为改善城市生态环境做出了突出贡献。在城市排水设计上，应充分发挥“海绵城市”建设要求，充分利用自然资源，合理布设给排水管网，协调整合资源，减少对环境的不良影响，提升生态环境优化恢复能力。

3 市政排水现状

3.1 排水设施不够完善

随着城市的不断扩建，在市政排水设计中，一些城市的排水设施还不够完善。原有的排水管道因使用年限过长，出现了破损、老化的现象，且管网覆盖率较低，难以满足暴雨期间排水负荷的要求，因此需要引进海绵设施。城市规模不断扩大，建筑类型增加，初期雨水难以得到有效收集和处理，这对城市的市政管理人员提出了相应要求，需不断提高城市排水设施的完善程度，适应城市发展要求，加大资金投入力度，引进先进的市政排水设施。

3.2 城市土壤的渗透能力降低，雨水径量流增大

随着城市人口的不断增加，用水需求增大，水资源紧缺成为限制城市发展的重要因素，故而要促使城市快速发展和平稳运行，就必须合理利用水资源。当前大部分城市土地硬化程度提高，虽然给人们的出行带来了便捷，但是也降低了城市土壤的渗透能力，加大了降雨期间的径流量。雨水水质较好，经相关处理即可作为优质回用水源，而大量雨水未经调蓄和利用便径流排放至周边水体，一方面对雨水资源造成了浪费，另一方面也加剧了城市排水系统的运行负荷。因此，推广海绵设施的运用，合理调蓄利用雨水，可充分提高水资源的利用率。

3.3 污染物削减率低

在传统的排水工程设计中，地面雨水径流通过雨水篦子进入城市排水系统，因初期雨水含有一些污染物，大部分未经截流处理便排入下游河道，对城市水体造成污染。在进行城市开发建设的过程中，水土发生流失，因大量淤泥长期淤积于排水管道，给排水系统带来了不利的影响[2]。通过海绵设施的渗、滞、蓄功能，对初期雨水的污染物进行截流和消纳，削减进入城市水体的污染物，可在很大程度上提高城市排水系统的运行能力，保护城市生态环境。

3.4 雨水资源化利用措施少

大部分城市缺少有针对性的雨水资源化利用规划，可持续排水系统理念未融入城市建设中，雨水蓄滞、下渗等措施缺乏，雨洪调蓄能力较差。

4 海绵城市理念在市政排水设计中的应用措施

4.1 加强市政道路排水设计

（1）人行道设计。人行道作为市政道路中的重要组成，在为人们出行带来便利的同时，也是发挥城市功能的表现。以往市政工程设计的人行道以不透水路面为主，受降雨等恶劣天气的影响，常常导致路面发生积水的现象，这直接关系行人的出行安全。通过海绵城市理念的运用，实际铺装时以透水性材料为主，在不影响道路使用功能的前提下，可加强土壤的渗水性。在遭受暴雨期间，雨水通过透水铺装及时渗入地下，减少雨水地表径流量，防止路面积水，同时促使人行道路面保持良好的温度和湿度，这对地下水资源能起到良好的补充作用[3]。在对城市的市政工程进行分析时发现，当受到各个方面条件限制难以保障当地土壤环境的透水性时，可从基层位置着手加强排水管设置，进而强化排水系统的排水功能。

（2）车行道设计。在市政道路排水设计的过程中还应加强车行道的设计。通过对当前城市的车行道进行分析可知，基本上以非透水性路面为主，但这种路面在降雨的影响下很容易产生积水的问题。因此，从设计人员的角度看，在进行车行道设计时要加强海绵城市理念的运用，以透水性路面为主，进而降低径流量。不管是设计工作还是施工工作，都需要加强沥青混凝土的应用，并运用合理的铺设方法将其铺设在车行道的上层，中间层和下层则以非透水性材料为主，防止降雨入侵路基给市政工程带来不利影响。在车行道中运用透水性路面，如果遭到强降雨，在雨水和路面实际接触的过程中不仅能实现雨水排放，还能将其排放到道路旁盲沟，防止路面车行道雨水积蓄。

4.2 科学选择排水管道材料

材料直接影响排水系统的工作效果，因此应加强材料选用设计，使之满足排水系统的相关要求，避免盲目选择。以管道类材料为例，在实际选择的过程中需充分考虑管道的抗压性，同时其内摩擦系数要低，以提高管道通畅程度。此外，在选择排水管道的过程中应将排水能力作为关注的重点内容，充分体现管道在排水系统中的价值。

4.3 绿化带设计

城市绿化带是海绵城市排水设计中的基础设施之一，可以对雨水实现分引流。在给排水设计上可通过以下4 个方面实现绿化带与雨水的有效衔接。

（1）过滤雨水。海绵城市的重要作用之一就是对雨水的过滤，保证雨水清洁度。对此，可铺设植土、增设砾石层，并在其下安装渗透管，可将雨水进行初步过滤后向地下渗透，补给地下自然水体。

（2）收集雨水。为保证雨水降落后可随地表径流至绿化带，在绿化带设计可结合雨水口的分布，保证雨水顺流到绿化带植土道路地面间。

（3）存蓄雨水。绿化带设计上，结合地形结构，设置导流系统，强降雨时雨水可以分流，增大雨水流速，避免水流不及时导致城市积水严重，还可通过设置明沟，实现沉淀雨水作用，两边设置排水沟渠，实现配水，雨水可以更好地排入绿化带。

（4）排放雨水。对于雨水排放可设置溢流系统，地势低的绿地暂时存储雨水，再通过溢流系统将多余降水排出。

4.4 绿化衔接设计绿地衔接的设置

可将市政道路与绿化项目相衔接，在设计上引入海绵城市理念可以进一步优化设计，进行雨水分流或下沉式绿地设计，还可以应用LID 源头渗透技术，使绿地衔接更为合理。例如，下沉式绿地就是利用绿地下沉提升雨水调蓄容积，绿地下沉100~200mm，当蓄满雨水后，会逐渐流入植水沟，从而实现雨水的存蓄、净水作用，常见的有湿塘、湿地等。在雨水花园的设计上，还可通过绿地衔接，更为充分地利用水资源，打造水资源循环利用体系，优化城市生态系统。

4.5 海绵设施维护

海绵城市理念不仅仅体现在设计上，实施完后的海绵设施维护也非常重要。首先，应建立健全低影响开发管理人员和操作人员加强专业技术培训；其次低影响开发设施的维护管理部门应做好雨季来临前和雨季期间发设施的维护管理制度和操作规程，配备专职管理人员和相应监测手段，并对管设施的检修和维护管理，保障设施正常、安全运行。应加强宣传教育和引导，提高公众对海绵城市建设、低影响开发、绿色建筑、城市节水、水生态修复、内涝防治等工作中雨水控制与利用重要性的认识，鼓励公众积极参与低影响开发设施的建设、运行与维护。海绵设施的维护措施如下：①注意观察植被，如果植物生长情况不好就需要移除。有时还可能需要修剪，疏伐或更换设施上种植的植物。②根据不同的设施要求，按需要定期剪草。③每年定期添加天然硬木材作为土壤覆盖层抑制杂草和保持水分。④每过几年检查土壤覆盖层的厚度，如过厚则需移除多余覆盖材料。⑤防止细微沉淀物积聚，如沉积物形成硬土层，那么就需要移除这层物质并重铺表层土。⑥强径流可能造成设施土层的侵蚀，这需要及时对侵蚀的部位进行修理或补救措施，以防止类似情况的再次发生。⑦进水口不能有效收集汇水面径流雨水时，应加大进水口规模或进行局部下凹等。⑧进水口、溢流口因冲刷造成水土流失时，应设置碎石缓冲或采取其他防冲刷措施。⑨进水口、溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时，应及时清理垃圾与沉积物。⑩调蓄空间因沉积物淤积导致调蓄能力不足时，应及时清理沉积物。11○当调蓄空间雨水的排空时间超过36h 时，应及时置换树皮覆盖层或表层种植土。12○维护频次为检修、植物养护2 次/年（雨季之前、期中）。植物栽种初期适当增加浇灌次数；不定期的清理植物残体和其他垃圾。

4.6 发展科学合理的排水系统

在城市给排水工程中，有效地设计排水管网对节约和排放污水非常重要。对排水管网走向的正确选择，可以有效减少污染面积。为了取得更好的节能效果，在设计时应充分考虑建筑地形和外部条件等因素，使其最大限度地满足我国的节能环保要求。并充分把握施工地形，合理安排后续施工，在一定程度上可以缩短工期。合理确定城市污水、工业废水和雨水的排放标准，是城市给排水工程达到节能环保要求的关键。雨水少的地区，可采用分流排水方式。科学合理地改造输水管网，实现污水净化。在降雨量少的地区，可采用雨水截排回用等措施，对市政给排水工程实施节能环保方案。在处理污水时，应根据当地对水质的要求，合理选择处理工艺，特别是在水质要求较高的地区，应采用新的处理工艺，以有效提高污水处理质量。

4.7 重视附属设施设计

（1）路缘石。路缘石是常见的排水设施，设计人员要清楚路缘石的主要类型并加以全面分析。以平缘石为例，其高度与地表一致，能使雨水流入设置的雨水沟渠中，防止道路雨水蓄积。

（2）路肩边沟。应加强对植草沟的应用，这就需要将大量的植被种植在地表沟相应的位置，进而实现雨水收集，更好地排放雨水。

除此之外，设计人员还要加强市政工程和排水设计的融合，使其实现路面径流分流，引入先进的技术，不断提高排水效率。

5 结语

现代城市化建设不仅讲究规范化发展与美观性能，更要保证其环保性与实用性，面对近年来频繁发生的城市内涝问题，运用海绵城市理念科学地进行市政排水设计，增强市政排水的收集、渗透、存蓄、净化功能，实现城市水资源的平衡运行，同时基于海绵城市理念的市政排水设计拥有较强的净化功能，可对水资源进行再利用。市政排水系统与自然环境的有效衔接，还可以实现对城市生活环境的改善，协同城市排水与给水，推动城市建设的健康持续发展，为人们营造更为健康安全舒适环保的生活环境。