基于海绵城市理念的市政给排水设计研究

刘志

(安徽省城乡规划设计研究院有限公司，安徽 合肥 230022)

水与城市居民生产生活关系紧密，市政给排水系统在城市发展中，具有重要作用，不仅为居民日常生活提供保证，还可缓解城市的污染治理压力。市政给排水设计人员，应认识到工作重要性，主动学习海绵城市相关概念，积极探索将海绵城市理念，用于市政给排水设计的有效方式，完善城市的给排水系统，实现社会与自然环境的协同发展。

1 海绵城市

1.1 理念概述

为应对雨水给城市造成的自然灾害，海绵城市理念被提出，旨在打造如海绵一般可适应不同降雨量的城市，实现对水资源的充分利用，提升水资源的利用率，减少城市发展造成的水资源浪费。海绵城市具有在丰水期储存多余水资源的能力，并在库枯水期将存储水资源取出，用于维持城市运转，形成水资源的良性循环，解决水资源短缺的问题。将海绵城市理念用于市政给排水设计是体现其应用价值的最佳方式，保证城市供水充足，同时改善城市的自然生态环境。

1.2 理念应用价值

1)优化城市的自然环境，自然环境是城市发展的根基，市政给排水设计是城市建设的关键环节，与城市发展关系紧密，如不能合理设计系统结构会对城市生态环境产生影响，而海绵城市理念的运用可有效解决该问题，将水资源利用作为设计重点，以免生活污水随意排放造成环境污染；2)提高水资源的利用率，应用海绵城市理念设计市政给排水系统可对水资源进行净化，实现水资源在市政给排水系统中的重复利用，并收集雨水用于满足部分行业生产对水的需求，进入枯水期后也能保证城市可用水资源充足；3)海绵城市理念的运用为设计人员提供更多设计思路，完成设计工作时更重视设计方案的合理性，结合城市的未来发展需要，对市政给排水设计方案进行调整，提升设计方案的实际应用价值，充分发挥市政给排水系统的作用；4)合理利用城市空间，将海绵城市理念用于市政给排水设计后，设计人员关注城市的人口总数与用水需求，根据计算结果科学设计市政给排水系统结构，城市空间利用率提升[1]。

1.3 理念应用原则

1)应用海绵城市理念完成市政给排水设计工作时，需关注城市的发展规划，认识到市政给排水系统在城市发展中的作用，了解城市其他建设项目的实际情况，将市政给排水设计作为城市规划的一部分，提升设计方案的科学性；2)提高设计人员的能力水平，确保参与市政给排水设计工作的人员对海绵城市理念有正确的认知，能够在市政给排水设计中合理应用海绵城市理念，对市政给排水设计方案作出调整，充分体现海绵城市理念在市政给排水设计中的应用优势；3)设计中坚持生态优先原则，将减少环境污染作为设计目标，结合市政给排水系统运行需要，合理选择用于建设市政给排水系统的材料，在设计阶段明确规定材料使用标准，以免存在污染的原料被用于市政给排水系统建设；4)防涝原则，老旧市政给排水系统优化设计中应用海绵城市理念，对旧城区原有市政给排水系统结构进行优化，全面提升城市给排水系统的运行效率。

2 市政给排水设计中应用海绵城市理念的方式

2.1 道路结构设计

2.1.1 主体设计

道路结构设计是市政给排水设计工作的主要工作内容，为提升道路结构的合理性，设计人员可应用海绵城市理念对道路结构主体设计进行优化，及时将道路积水排出。1)道路材料的选择，尽量选择渗水性好的材料用于道路设计，当降雨量大时，道路积水可渗入路面以下，在设计过程中需检验不同材料的渗水性，结合当地降雨量判断材料的适用性，确保设计方案使用道路结构材料可达到预期效果；2)在道路两旁加设绿化带，并调整道路与绿化带之间的坡度，使路面积水沿坡流入绿化带，保护路面结构不受雨水的侵害，且雨水被用于绿化带浇灌，排出雨水得到有效利用；3)按照海绵城市理念设置道路结构主体设计标准，要求设计人员严格按照标准完成设计工作，使道路具备排洪泄涝的功能。

某城市在市政给排水设计中应用海绵城市理念，将沥青混凝土用于道路主体设计，这种材料渗水性强，使用该材料建成的道路结构能够及时渗透雨水，解决路面积水问题，道路因雨水浸泡而受损的可能性降低[2]。

2.1.2 路基排水设计

路基是道路结构的主要组成部分，只有合理设计路基的排水系统，城市道路的稳定性才能得到保证，为此设计人员需将海绵城市理念用于路基排水设计，增强路基排水设计方案的实际可行性，路基排水设计流程如下所述。1)设计人员应实地考察施工现场的情况，掌握施工位置的地理条件、气候条件等，尤其重视当地降雨量的计算，汇总实地考察结果，明确路基的排水需求，在此基础上开展路基排水设计工作；2)设计方案中根据实际情况选择施工材料与施工技术，确保使用材料满足路基排水需要，并将先进的施工技术用于路基排水系统施工，提高路基的稳定性，降低路基排水系统设计难度；3)将BIM技术用于路基排水设计，探测路基施工区域地下管道布设情况，借助可视化平台模拟地下管线实景，设计人员考虑排水系统与地下管线之间的关系，对路基排水设计方案做出调整，延长道路的使用寿命。

为避免道路积水导致路面坍塌，某城市路基排水设计人员将海绵城市理念用于路基排水设计，选择透气性、渗水性好的施工材料，并使用先进的施工技术，设计的路基排水方案实用性较强，排水系统发挥其应有作用，海绵城市理念的优势得以充分体现。可见将海绵城市用于路基排水设计效果显著，大幅度提升设计方案的科学性，其他设计人员也需认识到海绵城市理念用于路基排水设计的重要性，提高路基排水设计质量。

2.2 绿化带设计

2.2.1 雨水收集与过滤

应用海绵城市理念的市政给排水设计中，重视水资源的合理利用，因此设计人员应充分发挥绿化带的作用，通过绿化带合理设计实现雨水收集与过滤，提高雨水的利用率。1)绿化带所需灌溉水量有限，过多雨水进入绿化带会对绿化带产生不良影响，设计人员需考虑该问题对城市水资源利用率的影响，在绿化带中增加雨水收集装置，控制进入绿化带的雨水量，并开发收集雨水的潜在利用价值，促进水循环体系的建成；2)根据雨水收集需要，合理设置绿化带的设计标准，包括绿化带高度、使用材料等，严格按照标准设计绿化带与雨水收集装置结构，提升设计方案的合理性，降低雨水排出系统的设计难度，以便以更合理的方式利用雨水，枯水期解决城市供水不足的问题；3)可直接使用雨水的方式较少，为充分体现收集雨水的利用价值，设计人员需设计雨水过滤装置，在雨水进入收集装置过程中初步净化水质，在设计绿化带排水系统时，控制绿化带使用种植土与砂石层的厚度，滤除雨水中杂质，降低利用前的处理难度。

某城市应用海绵城市理念设计绿化带雨水收集与处理装置时，符合绿化带设计标准的前提下，适当调整种植绿化带使用种植土、砂石的厚度，并设置雨水收集装置，收集雨水中无明显杂质，水质满足大部分行业的用水需求，雨水在城市给排水系统中发挥重要作用，减少城市中不必要水资源浪费[3]。

2.2.2 强化排水功能

排水功能是绿化带设计的重点，绿化带种植使用土质土壤，吸水性强，不具备自主排出多余雨水的能力，需引起市政给排水设计人员的重视，积极采取措施强化绿化带的排水功能，达到收集与利用雨水的目标。设计下沉式绿化带是海绵城市理念的主要应用方式，在设计下沉式绿化带时，需注意以下问题。1)绿化带种植土吸水性强，自身排水能力差，因此在设计时需在绿化带旁加设明沟，通过明沟增强绿化带的排水能力；2)严格按照计算公式求出雨水控制容量、降雨量、雨水下渗量，判断绿化带的排水需求，以此为依据确定绿化带规格，保证绿化带可排出多余水分；3)为体现下沉式绿化带的排水优势，设置雨水排出口，雨水排出口的设置位置应超出地面3～5cm以上，且绿化带的高度应低于路面5～10cm，确保绿化带内多余雨水顺利排出绿化带外。

某城市应用海绵城市理念设计市政给排水系统，将绿化带排水系统设计作为设计重点，深入了解当地的气候条件，分析绿化带中植物的灌溉需求，设计符合绿化带排水需求的排水结构，绿化带中多余雨水排出至雨水收集沟，避免绿化带内雨水过多影响植物正常生长，同时收集多余雨水用于其他频域生产，雨水的利用价值得以充分体现。其他市政给排水设计人员也应借鉴其设计经验，重视绿化带排水工作，增强绿化带的排水性能以收集雨水，提高水资源的利用率。

2.3 人行道与车行道设计

以往城市建设中，人行道与车行道设计为硬化路面，路面渗水性差，当降雨量较大时，路面积水排出难度大，导致道路长期浸泡在雨水中出现损坏，使城市出现热岛效应，城市可用水资源更加紧缺。海绵城市理念用于市政给排水设计后，需重视城市人行道与车行道设计，增强路面的渗水性，避免路面被雨水长时间浸泡，同时完善地下水引导工作，控制城市地下水体系平衡。1)材料的选择，人行道与车行道面层使用渗水性强的材料，如透水砖、沥青混凝土等，设计时考虑材料的力学性能与造价，选择最适宜的材料，找平层一般使用碎石、砂砾等，基层使用材料应确保孔隙率与透水系数符合标准；2)在开展设计之前，收集相关资料，判断城市气候特点，分析气候的变化趋势，同时探测地区水文条件，为设计工作开展提供充足的数据信息，提升设计方案的合理性，将渗入地下的雨水引流至固定位置，以免雨水影响城市地下水系的稳定性，通过人行道与车行道设计保证市政给排水系统始终处于正常运行状态。

某市政给排水设计人员在设计过程中，合理运用海绵城市理念，创新市政给排水设计方案，扩展设计内容，参与人行道与车行道排水系统设计，保护道路的运行环境，并实现对雨水的循环利用，城市中出现热岛效应概率下降，市政给排水系统可用水资源增加。由此可见，海绵城市理念在市政给排水设计中的重要作用[4]。

2.4 附属设施设计

海绵城市理念注重城市各建设项目的统一部署，因此设计人员应用该理念后应重视附属设施的设计，细化市政给排水设计内容，大幅度提升设计方案的实际应用效果，充分体现海绵城市理念在市政给排水设计中的价值。混凝土是城市建设常用施工材料，但该材料渗水性差，当降雨量增大时，混凝土难以排出其中吸收的水分，影响市政给排水系统的运行效果。路缘石是附属设施的重要组成，也是设计人员需尤其关注的设计内容，合理的路缘石设计可使路面技术顺利进入绿化带，有效避免路面积水，为雨水的循环利用创造基础条件。为降低雨水流入绿化带的难度，设计人员可采取增设孔洞与调整高度等措施，实现雨水引流，提升市政给排水设计方案的合理性。

2.5 绿地衔接设计

绿地衔接设计是市政给排水系统设计工作的关键环节，设计人员应用海绵城市理念后，更应重视绿地衔接部位的设计，合理的绿地衔接设计方式如下所述。1)分析当地地质特征与气候特征，调查不同植物的生长条件，比对绿地衔接区域条件与植物生长需求的匹配性，选择最适宜的植物种类，提高绿地衔接区域植物的成活率，在市政给排水系统运行中发挥应有作用；2)绿地衔接设计中重视雨水分流设计与下层绿地设计，根据市政给排水设计需要，制定合理的设计方案，强化绿地衔接区域在市政给排水系统运行中的保障性能；3)设计中注意雨水利用价值的开发，借助绿地衔接收集雨水并存储，同时在绿地衔接区域修建种植沟，使绿地衔接区域形成小型湿地；4)水资源匮乏地区在设计衔接绿地时，需将提高雨水利用率作为工作首要任务，在绿地衔接区域使用更先进的雨水过滤技术，提升过滤后雨水的水质，扩大收集雨水的使用范围。

某城市遵循海绵城市的设计理念，优化绿地衔接设计方案，落实设计方案建成衔接绿地促进水循环体系的构建，雨水在市政给排水系统运行中发挥重要作用，市政给排水系统运行效果显著提升，有效解决该地区枯水期水资源紧缺的问题。设计人员需深入学习海绵城市理念内容，对该理念形成正确的认知，重视衔接绿地的设计，保证市政给排水设计方案的完整性[5]。

3 结语

综上所述，海绵城市理念在市政给排水设计中具有较高应用价值。可使给排水设计方案更加合理，为城市快速发展创造基础条件。设计人员需关注领域最新研究成果，根据市政给排水系统建设需要，在市政给排水设计中合理应用海绵城市理念，优化市政给排水设计方案，提升设计方案与城市环境的适应性，体现海绵城市理念的设计优势。