海綿城市排水系統優化設計

楊清峰　蔡文霞

摘要：為了有效解決城市中的“雨洪內澇”問題，改善城市生活環境，保障人們交通安全，防止道路路面損壞，迅速排出路面積水，要求設計人員必須了解新形勢下的城市建設排水設計技術運用和發展趨勢，靈活運用“海綿城市”概念，合理設計城市建設排水系統，有效利用水資源的目的。

關鍵詞：海綿城市；排水系統；優化設計

導言：海綿城市是新型城市雨洪管理概念。在實施污水、雨水分流制基礎上，污水由排水系統中的排水管道收集，送至污水處理后，排入水體回收利用，雨水徑流由排水管道進行收集后會就近排入水體。基于海綿城市理念的排水設計可有效避免內澇災害的發生，并對雨水資源充分利用。

一、海綿城市的概念

2012年7月21～22日，我國大部分地區遭遇暴雨，其中北京及其周邊地區遭遇61年來最強暴雨及洪澇災害。根據北京市政府舉行的災情通報會的數據顯示，此次暴雨造成房屋倒塌10660間，160.2萬人受災，經濟損失116.4億元。北京城區多處道路因積水，航班大面積延誤，地鐵機場線部分停運，火車部分旅客列車晚點。引起這一現象的原因在于城市地下管網建設不健全，排水能力較差。海綿城市的由來正是基于這一問題而產生的，海綿城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。

海綿城市不僅要解決城市管網系統的排水問題，還要解決如何將雨水這一資源合理利用。通俗地講，海綿城市就是能夠像海綿一樣吸水的城市，這樣的城市能夠最大程度地留住雨水。具體來說，在城市小區里布置若干地塊，用吸水材料建設，作為海綿體，平時是市民的休閑公園，暴雨的時候就作為蓄水的地方。這樣可以把水消化在本地，避免匯集到一起形成洪水。當大量的雨水都被海綿體吸收之后，城市的積水也就無從談起。那些被海綿體充分吸收的雨水還可以再次利用，如澆花、洗車等，在一定程度上可以緩解水資源緊張局面。

二、海綿城市的實現策略

（一）改變排水觀念，就地滯洪蓄水

基于海綿城市理念的排水系統是在最短時間內最快排出地表水徑流。但這種快速排出地表水徑流的方式會對部分地區造成水量過多的問題，因此各處水源便會集中向地勢較低的地方匯集，從而增大了洪澇災害的發生概率。對于這種情況可進行雨水引流設計，可以有效使徑流向湖泊與濕地匯集，最終有效轉化為地下水資源。尤其是在居民生活的區域，可以通過建造蓄水池的方式，將雨水進行儲蓄、處理后轉化為居民觀賞用水或生活用水，從而充分滿足居民的用水需要。

（二）改變設計理念，強化蓄水能力

1.降低綠化標高，提升路面標高

在目前的城市規劃設計中，路面的高度明顯低于綠化帶的高度，因此在雨后，地面會聚集大量雨水并順勢流到城市的道路排水系統中，這樣便會對水資源的儲存存在阻礙。由于雨水流經綠化帶總會帶走大部分泥土，這也會對道路與排水系統造成極大污染。為了解決這些問題，改變道路與綠化帶之間的相對高度可有效保證雨水流入綠化帶。

2.構建雨水花園

在城市規劃過程中，大多建設已經成型，因此要根據地方的實際狀況進行綠化區域的建設。比如，具備可持續發展價值的雨水花園，在美化環境的同時還可以凈化空氣，并起到良好的蓄水作用。

3.構建綠色屋頂

綠地具備極強的蓄水作用，因此可以利用這一設計理念來構建綠色屋頂。首先，在緩解徑流壓力方面，綠色屋頂可以有效避免洪澇災害的發生；其次，雨水蒸發量增加，綠色屋頂可以大幅度提升空氣質量。對于不適合構建綠色屋頂的區域來說，通過對屋頂雨水的引流可以讓雨水進入地面蓄水池中，最終完成對雨水的存儲。

（三）應用生態與水景觀

可結合西方國家的先進設計理念，構建極具現代感的綠色環保景觀，同時也可以為水景觀的創作、設計增加靈感。

（四）應用新型鋪裝材料

在目前的道路建設中，建筑企業往往會采用混凝土作為道路的主要建設材料，而這種材料密度較高，對雨水滲透造成阻礙，還會導致地下水資源不斷減少。排水系統中較為復雜的排水管道也會對雨水的滲透造成阻礙。因此在構建海綿城市的排水系統時，要利用透水性較高的材料并擴大其應用面積，例如園林中的嵌草鋪裝設計。在德國、日本等國家，利用透水性材料的規模不斷增大，并形成完善且較為廣泛的應用系統。透水型鋪裝設計在停車場等面積較大的區域具備極為廣泛的應用前景。

三、海綿城市概念在城市設計中的實際運用及相關案例

（一）城市的專項規劃設計

城市專項規劃設計主要有3類基礎性設施：城市水系統、道路交通系統和綠地系統。在城市建設規劃活動中，城市水系統設計涉及的水工程項目十分廣泛。通過一系列手段凈化綠地自身和附近的硬化區域的雨水，實現城市雨水管渠系統和超標雨水徑流排放系統有序連接的目的。例如，某河濕地公園在生態廊道規劃設計活動中，將附近徑流、低洼和水塘加入雨洪調蓄和凈化系統中，作為濕地解決城市內洪，用于河道景觀用水，構建分級雨洪凈化濕地。

（二）對“專項規劃和設計”進行有效規劃

專項規劃與設計的目的，主要是為了控制各個地塊低影響開發的指標，明確劃分城市整體設計與有關的專項設計，達到細化指標控制和布局控制（見表1）有機結合目的。例如，某省為推動海綿城市建設，以“國家海綿城市典范”為總設計目標確定建設分項目標為5項：制度建設、水生態恢復、保障用水安全、適當利用水資源和改善水環境。充分結合當地地貌，打造具有自身特色的山水景觀，做好“山水文章”的水生態工作。另外優化海綿城市構建內容，建立完善的水環境治理及水生態修建方案。

（三）加強對城市規劃設計的重視

海綿城市建設注重綜合目標實現，要求加強對城市規劃設計，強調自然水文條件保護，有效整合、統籌規劃已有自然資源，充分利用城市綠地和水系空間，確定城市低影響開發地區，遵循設計基本原則，將具體要求與設計內容融入城市建設排水設計中，達到多重徑流雨水控制目的，以此恢復城市良性水循環利用系統。

結束語

綜上所述，我國大部分城市面臨著強降雨災害的破壞與侵蝕，導致城市交通壓力急劇增加，給城市建設帶來影響，同時也直接影響城市建設日后的發展與投資。通過加強對城市規劃設計的重視、城市的專項規劃設計以及對設計進行有效規劃等手段，全面提升城市建設排水能力與質量，美化城市環境，推進城市建設可持續發展。

參考文獻

[1]王峰.基于“海綿城市”理念的道路排水優化設計[J].水科學與工程技術.2015（06）.

[2]車伍，張鵾，趙楊.我國排水防澇及海綿城市建設中若干問題分析[J].建設科技.2015（01）.

[3]姬秀玲.“海綿城市”概念在城市排水設計中的應用探究[J].門窗.2014（12）.endprint