生态城市理念下给排水规划设计研究

杨帆

唐山市规划建筑设计研究院 河北 唐山 063000

1 市政给排水规划设计概述

在城市市政给排水规划设计过程中，为了确保能够满足城市居民的用水需求，应对居民生活用水、农业灌溉水以及工业用水进行科学规划，提升城市水资源利用率，推动城市的可持续发展。在对城市给排水系统进行规划的过程中，需要以城市的具体情况以及未来的规划策略为基础，保证市政给排水系统与城市发展规划间的协调性与统一性，建设绿色环保城市。城市市政给排水系统可以维护城市水资源供需平衡，有利于提升城市的生态文明建设水平。科学合理的市政给排水设计方案，可以有效减少城市污染问题，提高城市居民的用水质量，推动城市的发展进程[1]。

2 生态城市理念应用于市政给排水的产生背景

2.1 水资源相对短缺

尽管在地球上有超过70%的水资源覆盖着地球表面，但其中仅有3%的水资源是淡水，并且这些淡水资源中难以利用的冰川淡水超过了78%，这种情况的出现使人们能够利用的淡水资源极为有限。同时，我国的水资源总量仅为2.8×108m3，位居世界第六，但人均淡水资源占有量为2240m3，仅为世界人均淡水资源占有量的1/4。而且在我国，降水存在时空分布不均、降水季节过于集中，极易出现春旱夏涝的问题，使提升水资源的利用率成为当前环境保护工作的重要内容之一。生态城市理念下通过合理设计、规划排水工程的方式，形成类似于海绵结构的可以对水资源进行吸收再利用的城市排水设施，在实际应用过程中，生态城市能够在降雨、降雪过多的情况下，对水资源进行吸收与储存，并且在城市水资源短缺的情况下，将收集到的水资源应用于城市植被浇灌、道路净化等工作当中，切实解决城市水资源匮乏的问题。

2.2 水污染问题严重

对我国水资源实际利用情况进行调查分析后可以发现，一方面我国水资源相对短缺；另一方面受污染问题的影响，我国的淡水生态体系出现了严重的退化，水体自净能力下降，这种情况的出现不仅对人们的正常用水安全造成了威胁，还对农业、工业用水安全造成了极为不利的影响。具体来说，欧美国家农业灌溉用水指数为0.7，我国的农业灌溉用水利用平均系数仅为0.45；美国工业万元产量用水量为8m3，我国万元产值用水量为103m3，严重限制了我国工业的健康可持续发展。此外，在工业用水的重复利用率方面，我国的重复利用率为55%，远低于发达国家的75%～85%，这种情况的出现不仅加剧了水资源的浪费，还对我国用水安全造成了极为不利的影响。现阶段，为解决这一问题，相关工作人员可以在明确生态城市理念的基础上，利用低影响开发技术，在实现雨水流径控制的同时，通过雨水在生态自然环境中的渗透、植被吸收等作用，减缓城市污染问题的影响[2]。

3 生态城市理念下给排水规划设计探讨

3.1 路基排水设计

城市道路是重要的交通基础设施，而在设计市政道路部分时，必须重视对道路路基部分的合理设计。结合不同区域路段对交通条件的实际需求，对施工方案加以优化调整。为了解决路面硬化、路基透水性不强的问题，可对路基部分的区域进行换填，通过换填的方式提升路基部分的渗透性能。但是在设计中，不能仅考虑提升路基的排水能力，而忽视路基的稳定性。所以在完成路基换填处理后，还要通过夯实、碾压层施工工艺强化路基。在设计中，应该保证路基土壤渗透系数与饱和重度达到海绵城市施工标准。

3.2 人行道设计

人行道会给市政给排水设计带来重大影响，尤其是会影响到整个系统功能的发挥，所以应该将人行道的合理设计作为一项重要工作来抓，结合工程施工建设的要求，改善和提高市政给排水系统功能，彻底变革以往落后的人行道设计思想，用海绵城市理念推动设计创新。设计者应该对城市地形情况进行综合考量，恰当选取科学材料，设计人行道给排水系统，着重促进雨水资源的利用。例如，新型排水系统设计需要随地形变化而发生相应的变化，做好科学化的密度分布。西高东低的城市需要确保设计的给排水系统顺应这样的地形趋势，呈现样态分布特征。东高西低的城市，当然也遵循着这样的规律和地形趋势保持一致。在人行道给排水系统设计中，要注意对新材料的使用，选择性能好、经济安全以及可再生的材料，确保雨水渗透有效性，提高雨水资源的收集效果，并为后续利用打基础。

3.3 车行道设计

车行道的设计也是不容小觑的，想要综合提高市政给排水系统的设计效果，也要特别关注车行道设计和海绵城市理念的结合。事实上人行道和车行道在实际设计当中是比较相似的，设计人员需要结合施工现状，做好科学把控，提高整体给排水能力。全面研究车行道使用的特殊性，明确在道路当中车辆行驶速度相对较快，所以设计者需要结合施工现状确定出相应的密度，维护路面平稳，减少行车中的风险。海绵城市理念要求在车行道给排水系统设计中应该运用优质材料，完善排水功能，改进以往设计当中排水构筑物密度不足的问题[3]。

3.4 城市绿化设计

在现代城市的规划建设中，为了改善人们的生活环境，通常会设置专门的绿化区域。在实际开展城市绿化工作时，应加强对水资源的涵养，确保城市水系统的平衡发展，同时还要配合市政给排水系统更好地发挥作用。通过将海绵城市理念与市政给排水设计相结合，加强对城市绿化带的设计及建设，可进一步完善城市绿化建设效果。

3.4.1 充分发挥出雨水的过滤效果。城市地区在降雨量较多的时节通常会出现地面积水的现象，为了实现对雨水的有效利用，需要采取过滤手段，提高雨水的清洁度。在具体设计时，可采用铺筑砾石层等方式达到上述目的，将渗透管安装在适当的位置，以便雨水在经过过滤净化处理后能及时渗透到地下。

3.4.2 注重控制排水量，提高蓄水性能。设计者在开展绿化带规划设计工作时，需要考虑当地的地形特点，以此为基本参照进行导流系统的设计，确保市政工程在遇到暴雨天气时能实现对地表水的分流。

3.4.3 为了提高对雨水的收集能力，在设计绿化带时，可以选择透水性较好的路面材料铺设道路，保证雨水可以渗透地表层，进入下层为其预留的绿化带雨水收集口内。为了满足这一功能要求，必须注意控制绿化带高度，绿化带设计过高，不利于对雨水进行导流收集。因此，在设计绿化带时，绿化带高度应低于道路的表层高度，控制在路面下方15～20cm范围内，而绿化带外沿高度不能低于绿化带中的土壤高度。让雨水进入地下土壤之中，可以通过土壤对雨水加以过滤，这样能显著提升地下水的清洁度，防止地下水受到有害物质污染；同时，大量雨水渗入地下，也能补充地下水资源，再通过地下水系供应至更多的区域。在设计时，为了增强雨水的过滤效果，可以在绿化带内先铺设1层种植土，在种植土层上铺设1层砂石层，之后埋设渗透管，通过这种设计增加对雨水的过滤能力。另外，还要注意加入对雨水的导流设计，通过设置滞蓄缓排结构，提高雨水导流能力，进而保证更多的雨水能够渗入地下，提高回收效率。例如在绿化带区域设计明沟，通过明沟来沉淀雨水，实现对雨水的初步过滤，之后再通过明沟将雨水导流至两端的出水沟渠。

3.5 污水处理系统设计

污水处理在城市的可持续发展中占据重要的地位，城市污水处理主要涉及对工业污水、生活污水等的处理工作，通过对污水处理系统进行合理规划设计，有助于改善城市生活环境，优化城市整体面貌。雨污分流是现代城市最重要的排水体制，目前广泛应用于新建和改建市政工程中。“三旧”改造、河涌整治、内涝治理等工作中，海绵城市理念都起到了十分重要的作用。雨污分流能够降低水量对污水处理厂的冲击，也可以降低对污水处理厂设计水质的影响，提高污水处理厂的污水处理效益，避免对河道及地下水造成不必要的污染。

3.6 附属设施设计

市政道路附属设施主要包括路缘石和路肩边，路缘石是道路排水系统中的重要组成部分，通常分为立缘石和平缘石两种类型，采用平缘石能够使其同地面的高度形成一致，有效规避路面潜在的积水问题，使雨水能够顺利流进雨水口或绿化带中，立缘石比路面高，能够方便雨水向雨水口直接流入。如果路缘石本身无法达到高效汇集雨水的效果，应当科学对路缘石的位置进行选择，展开相应的打孔工作，可以适当选择使用间隔铺设的方法，切实保障雨水向绿化带中的顺利流入。工作人员还应当加强对于雨水净化问题的重视，比如可以采取种植草沟的方式，提升雨水净化率，使雨水能够第一时间进行输送和排放。

3.7 城市绿地衔接设计

如果市政道路的附近区域中涉及城市绿地的部分，设计人员在进行市政道路给排水设计的过程中，应当妥善完成城市绿地衔接设计工作，实现对于路面径流的科学分流，真正展现其良好的分流作用。在海绵城市理念的应用下，一般会采用结合地域的实际情况，选择不同的绿地衔接形式。针对水资源比较匮乏的地区，由于有着较高的收集、存储和利用雨水的需求，应当加强对于排水管的应用，将路面中的雨水向湿地中进行引流，并采取相应的净化处理措施，进行存储，达到对于水资源的补充效果[4]。

3.8 排涝功能设计

在洪涝灾害较多发的城市区域，对市政给排水系统进行有效的洪涝设计，可以保护人们的生命财产安全。在排水系统设计时，需要充分考虑洪涝排水措施的有效应用，对排水系统进行优化改进，提高排水系统的合理性以及科学性。在具体设计工作中需要以城市的洪涝情况作为主要依据，分析城市内部的积水问题以及洪涝问题，利用有效的排洪方式对城市内涝进行有效处理，建立完善的城市雨水处理系统。对城市外洪进行处理时，需要重视洪水发生后的治理措施，在洪水未发生前做好有效的预防措施，如修建水库、洪堤等。

4 生态城市理念在给排水设计中的应用策略

4.1 因地制宜

在实际设计前需要对城市的具体地形条件和地质条件进行科学考察，根据考察结果制定科学可靠的改造方案与建设计划，确保城市人口与自然环境间的协调性，使给排水系统与城市发展过程中的需水量更适应。优化与完善相应的评价标准，尽可能提高水资源的综合利用率。

4.2 整合数据资源

相关部门要结合设计要求对数据资料进行全面整合，确保市政给排水体系的功能和结构更满足城市的建设需求。在实际工作中，相关人员要收集各城市在生态城市理念支撑下的设计方案，建立资源共享平台，从而有效分享设计经验。另外，要结合给排水系统功能合理开展数据搜集、分析和存储档案工作。此外，要对系统功能概况进行智能分析判断，根据当地的雨水情况，不断优化系统布局和功能，全面落实各项战略方案，建立优质的城市生态环境[5]。

5 结束语

综上所述，生态城市理念是一种现代化的城市管理理念，可以推动城市化建设，平衡城市的生态系统，可以让社会经济和社会环境和谐发展。生态城市理念构建过程中，应对给排水工程进行有效规划，不仅达到疏通给排水工程的目的，且达到绿化城市、优化环境的作用。