海綿城市排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

楊清峰　蔡文霞

摘要：為了有效解決城市中的“雨洪內(nèi)澇”問題，改善城市生活環(huán)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(shè)計(jì)人員必須了解新形勢下的城市建設(shè)排水設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)用和發(fā)展趨勢，靈活運(yùn)用“海綿城市”概念，合理設(shè)計(jì)城市建設(shè)排水系統(tǒng)，有效利用水資源的目的。

關(guān)鍵詞：海綿城市；排水系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

導(dǎo)言：海綿城市是新型城市雨洪管理概念。在實(shí)施污水、雨水分流制基礎(chǔ)上，污水由排水系統(tǒng)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(jìn)行收集后會(huì)就近排入水體。基于海綿城市理念的排水設(shè)計(jì)可有效避免內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生，并對(duì)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(qū)遭遇暴雨，其中北京及其周邊地區(qū)遭遇61年來最強(qiáng)暴雨及洪澇災(zāi)害。根據(jù)北京市政府舉行的災(zāi)情通報(bào)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，此次暴雨造成房屋倒塌10660間，160.2萬人受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失116.4億元。北京城區(qū)多處道路因積水，航班大面積延誤，地鐵機(jī)場線部分停運(yùn)，火車部分旅客列車晚點(diǎn)。引起這一現(xiàn)象的原因在于城市地下管網(wǎng)建設(shè)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(chǎn)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(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)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(wǎng)系統(tǒng)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(qū)里布置若干地塊，用吸水材料建設(shè)，作為海綿體，平時(shí)是市民的休閑公園，暴雨的時(shí)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(dāng)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(shí)現(xiàn)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(tǒng)是在最短時(shí)間內(nèi)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(huì)對(duì)部分地區(qū)造成水量過多的問題，因此各處水源便會(huì)集中向地勢較低的地方匯集，從而增大了洪澇災(zāi)害的發(fā)生概率。對(duì)于這種情況可進(jìn)行雨水引流設(shè)計(jì)，可以有效使徑流向湖泊與濕地匯集，最終有效轉(zhuǎn)化為地下水資源。尤其是在居民生活的區(qū)域，可以通過建造蓄水池的方式，將雨水進(jìn)行儲(chǔ)蓄、處理后轉(zhuǎn)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?cè)O(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化蓄水能力

1.降低綠化標(biāo)高，提升路面標(biāo)高

在目前的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，路面的高度明顯低于綠化帶的高度，因此在雨后，地面會(huì)聚集大量雨水并順勢流到城市的道路排水系統(tǒng)中，這樣便會(huì)對(duì)水資源的儲(chǔ)存存在阻礙。由于雨水流經(jīng)綠化帶總會(huì)帶走大部分泥土，這也會(huì)對(duì)道路與排水系統(tǒng)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(duì)高度可有效保證雨水流入綠化帶。

2.構(gòu)建雨水花園

在城市規(guī)劃過程中，大多建設(shè)已經(jīng)成型，因此要根據(jù)地方的實(shí)際狀況進(jìn)行綠化區(qū)域的建設(shè)。比如，具備可持續(xù)發(fā)展價(jià)值的雨水花園，在美化環(huán)境的同時(shí)還可以凈化空氣，并起到良好的蓄水作用。

3.構(gòu)建綠色屋頂

綠地具備極強(qiáng)的蓄水作用，因此可以利用這一設(shè)計(jì)理念來構(gòu)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(zāi)害的發(fā)生；其次，雨水蒸發(fā)量增加，綠色屋頂可以大幅度提升空氣質(zhì)量。對(duì)于不適合構(gòu)建綠色屋頂?shù)膮^(qū)域來說，通過對(duì)屋頂雨水的引流可以讓雨水進(jìn)入地面蓄水池中，最終完成對(duì)雨水的存儲(chǔ)。

（三）應(yīng)用生態(tài)與水景觀

可結(jié)合西方國家的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建極具現(xiàn)代感的綠色環(huán)保景觀，同時(shí)也可以為水景觀的創(chuàng)作、設(shè)計(jì)增加靈感。

（四）應(yīng)用新型鋪裝材料

在目前的道路建設(shè)中，建筑企業(yè)往往會(huì)采用混凝土作為道路的主要建設(shè)材料，而這種材料密度較高，對(duì)雨水滲透造成阻礙，還會(huì)導(dǎo)致地下水資源不斷減少。排水系統(tǒng)中較為復(fù)雜的排水管道也會(huì)對(duì)雨水的滲透造成阻礙。因此在構(gòu)建海綿城市的排水系統(tǒng)時(shí)，要利用透水性較高的材料并擴(kuò)大其應(yīng)用面積，例如園林中的嵌草鋪裝設(shè)計(jì)。在德國、日本等國家，利用透水性材料的規(guī)模不斷增大，并形成完善且較為廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)。透水型鋪裝設(shè)計(jì)在停車場等面積較大的區(qū)域具備極為廣泛的應(yīng)用前景。

三、海綿城市概念在城市設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用及相關(guān)案例

（一）城市的專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)主要有3類基礎(chǔ)性設(shè)施：城市水系統(tǒng)、道路交通系統(tǒng)和綠地系統(tǒng)。在城市建設(shè)規(guī)劃活動(dòng)中，城市水系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及的水工程項(xiàng)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(qū)域的雨水，實(shí)現(xiàn)城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)有序連接的目的。例如，某河濕地公園在生態(tài)廊道規(guī)劃設(shè)計(jì)活動(dòng)中，將附近徑流、低洼和水塘加入雨洪調(diào)蓄和凈化系統(tǒng)中，作為濕地解決城市內(nèi)洪，用于河道景觀用水，構(gòu)建分級(jí)雨洪凈化濕地。

（二）對(duì)“專項(xiàng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)”進(jìn)行有效規(guī)劃

專項(xiàng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的目的，主要是為了控制各個(gè)地塊低影響開發(fā)的指標(biāo)，明確劃分城市整體設(shè)計(jì)與有關(guān)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)，達(dá)到細(xì)化指標(biāo)控制和布局控制（見表1）有機(jī)結(jié)合目的。例如，某省為推動(dòng)海綿城市建設(shè)，以“國家海綿城市典范”為總設(shè)計(jì)目標(biāo)確定建設(shè)分項(xiàng)目標(biāo)為5項(xiàng)：制度建設(shè)、水生態(tài)恢復(fù)、保障用水安全、適當(dāng)利用水資源和改善水環(huán)境。充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛玻蛟炀哂凶陨硖厣纳剿坝^，做好“山水文章”的水生態(tài)工作。另外優(yōu)化海綿城市構(gòu)建內(nèi)容，建立完善的水環(huán)境治理及水生態(tài)修建方案。

（三）加強(qiáng)對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的重視

海綿城市建設(shè)注重綜合目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，要求加強(qiáng)對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)自然水文條件保護(hù)，有效整合、統(tǒng)籌規(guī)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(fā)地區(qū)，遵循設(shè)計(jì)基本原則，將具體要求與設(shè)計(jì)內(nèi)容融入城市建設(shè)排水設(shè)計(jì)中，達(dá)到多重徑流雨水控制目的，以此恢復(fù)城市良性水循環(huán)利用系統(tǒng)。

結(jié)束語

綜上所述，我國大部分城市面臨著強(qiáng)降雨災(zāi)害的破壞與侵蝕，導(dǎo)致城市交通壓力急劇增加，給城市建設(shè)帶來影響，同時(shí)也直接影響城市建設(shè)日后的發(fā)展與投資。通過加強(qiáng)對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的重視、城市的專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)以及對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效規(guī)劃等手段，全面提升城市建設(shè)排水能力與質(zhì)量，美化城市環(huán)境，推進(jìn)城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

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