海綿城市理念在市政給排水設計中的運用

高小飛

摘 要：海綿城市理念是針對城市給排水基礎設施對環境變化與自然災害的適應情況形成的“雨洪管理”新概念。建設海綿城市，可以提升水源涵養能力，緩解雨洪內澇壓力，促進水資源循環利用。推廣透水建材鋪裝，大力建設雨水花園、儲水池塘、濕地公園、下沉式綠地等雨水滯留設施，讓雨水自然積存、自然滲透、自然凈化。在“美麗中國”戰略實施背景下，國家大力提倡可持續城市的建設，而海綿城市的建設成為了踐行這一戰略的先行者。

關鍵詞：海綿城市;市政;給排水設計

城市建設進程不斷加快，對基礎設施建設的要求逐漸多樣化，相應的，對環境保護重視程度大幅度提升。我國是一個地域廣闊的國家，部分地區環境破壞嚴重，或是存在水資源短缺的問題，并且該市政給排水設計不合理，導致城市內澇和水資源浪費，極大地阻礙城市現代化建設發展。因此，應該加深海綿城市理念認知，滲透在市政給排水設計中，及時有效改進其中的問題，營造人與自然和諧共處的城市環境。

一、海綿城市理念應用于市政道路給排水設計的重要性

（一）為市政道路給排水設計提供理論支撐

海綿城市顧名思義指的是將市政給排水系統建設成為帶有海綿彈性性質的功能類型，在城市給排水運行過程中，可以大量吸收路面積水，并有效通過排水系統將儲存的水量排出，從而促進城市水系統得到有效循環，降低城市水污染的程度。這一理念的提出，促使市政道路與給排水系統建設部門與相關企業在未來城市化規劃與建設過程中始終堅持生態優先、可持續發展的原則，對我國市政土地資源實現科學合理利用。這一理念的推廣與應用，為相關工程提供了建設的新思路，對市政道路給排水設計起到了理論支撐與指導實踐的積極作用。

（二）改善傳統市政道路給排水系統問題

近年來受氣候條件變化的影響，我國部分地區的降水量與分布特征產生了巨大的變化，原有市政道路給排水系統建設在運行年限與自然條件變化的綜合作用下，普遍出現了不同程度的內澇積水或水資源流失等問題，給城市大眾的生產生活帶來了不便，在洪水災害頻發地區甚至給人們的生命財產安全帶來了嚴重的威脅。由此傳統市政給排水設計的不合理性越來越多的得到了政府與社會的關注，海綿城市理念的應用，是完善當前市政給排水系統運行功能的有效途徑。

（三）推進市政道路與給排水系統建設可持續利用

市政道路給排水系統的設計與城市化建設中的各個環節息息相關，因此海綿城市理念的提出，是對傳統城市化規劃設計方法的全面顛覆，也是我國城市化建設進入飽和狀態后城市功能升級的必經之路。在這一理念加持背景下，城市基礎功能建設的各個體系均需要進行重新規劃，以確保市政道路給排水系統設計的全面性與嚴謹性。

二、海綿城市理念在市政道路給排水設計中的具體應用

（一）道路雨水源頭控制系統（徑流量控制）

在道路兩側的綠化收水帶中設置傳輸型草溝、雨水花園兩種LID設施，道路雨水根據橫坡分別排向東、西綠化帶收水帶，機動車道一側通過預制開口路牙將雨水導流至綠化收水帶內，人行道橫坡向外，散排至紅線外退讓綠地內。通過下滲和植物吸附等作用，對初期雨水中的SS（懸浮物）及其它污染物質進行凈化處理。

（1）雨水管道系統

結合管道位置分段設置溢流雨水口、溢流雨水井，超滲雨水進入溢流雨水口（井），通過雨水管道系統排放到下游水體。

（2）防澇系統

①年徑流總量控制率計算。

經計算，本工程實施LID方案后滿足年徑流總量控制率要求。

②年TSS削減率計算。

根據海綿城市建設技術指南中年TSS削減率計算公式：

年TSS去除率=年徑流總量控制率×低影響開發設施對SS的平均去除率，經計算實施LID工程后，年TSS去除率大于60%。

（二）市政綠化帶LID設施設計

市政綠化帶LID設施主要分為傳輸型草溝和雨水花園兩種形式：

（1）傳輸型草溝

傳輸型草溝主要布置在綠化收水帶起端入流處，作用為傳輸徑流，坡度基本同道路坡度。種植要求高度為35～50mm左右的常綠草皮。

①換填層。

換填層土壤級配：60%粗砂+20%原土+20%椰糠。粗砂和原土應該與20%的沒有椰殼的純椰糠混合（按體積計算），所有的椰殼在混合前應該剔除。

②溢流雨水口（井）。

傳輸型草溝中設置溢流雨水口（井），溢流雨水口（井）高于草溝底0.15m，部分溢流口下游設擋流堰。

③路牙開口。

機動車道側傳輸型草溝沿線每隔30-40m設置開口路緣石，機動車道路緣石開口處沿線鋪設20cm寬卵石，起到攔截雜質、防止沖刷的作用。

（2）雨水花園草溝

雨水花園草溝主要布置在綠化收水帶內傳輸型草溝下游，作用為傳輸徑流、凈化雨水、滯蓄雨水。生態滯留草溝分為覆蓋層、換填層、碎石層三部分。

①覆蓋層。

覆蓋層位于土壤表層，有助于保持土壤水分，避免因表面密封導致的透氣性降低。

②換填層。

換填層土壤級配：60%粗砂+20%原土+20%椰糠。換填層土壤初始下滲率不小于150mm/h，TSS去除率不小于75%，有機質（%LOI）32.5%～3.5%，pH5.5～6.5。

③碎石層。

碎石層厚度為40cm，底部采用粒徑為3～5cm碎石，頂部5cm粒徑為0.5～1.5cm。

（三）道路與給排水系統建設材料選擇

在海綿城市建設規劃過程中，需要對市政道路給排水系統建設的材料進行系統的規劃，將道路安全性與排水功能統一結合，合理搭配使用透水性路面材料。根據我國相關道路建設標準規定，在車流量較大地段以及城市主要干道建設中不可使用透水強的材料，這就需要相關設計人員根據實際情況合理選擇施工材料，從而在保障道路運行安全的基礎上，提升給排水系統運行的效率。

（四）優化城市綠化帶排水設計。

城市綠化帶排水設計是海綿城市設計的重點內容，具有雨水收集和過濾的功能，需要予以高度重視。例如，雨水通過路面的地表徑流至綠化帶，通過綠化帶植物、土壤和微生物系統滯留、滲濾、凈化，超出綠化帶調蓄部分的雨水通過溢流雨水口進入雨水系統至下游。為了保證雨水順利匯集，減少資源浪費，應合理設計溢流雨水口間距，溢流口高度應與綠化帶最大蓄水層高度齊平，且不高于綠化帶坡角高度。雨水落入地面后，應該對雨水進行相應的過濾處理，保證雨水的清潔，對此可以鋪設礪石層和種植土過濾雨水，雨水滲透到地下后用于補充自然水體，以此滿足城市的水資源的開發和利用需求。

（五）做好海綿城市的分層設計。

海綿城市的設計和建設，需要充分契合當地的具體情況，做出合理的規劃設計，具體分為多個層次，包括城市水系、城市綠地、城市排水防澇、城市道路。在城市總體規劃設計中，需契合城市整體開發和建設布局規劃，重點關注城市自然水資源保護和利用，推動城市緊湊式開發進程。城市綠地可以選擇對公園道路、停車場和人行道路進行透水鋪裝，針對年降雨量超過800mL的城市，按照1.5%進行道路路面設計，設計全透水結構保證路面透水性。

三、結論

綜上所述，在市政道路給排水設計過程中實現海綿城市的建設，需要全面統籌影響城市給排水系統功能實現的要素，從地區降水分布特征合理設計市政道路給排水功能類型，避免出現排水功能效果過高而造成的降水系統循環功能減弱以及排水功能不善造成城市內澇等情況的發生，從而促使城市道路與給排水系統工程建設的利用期限得以延長，確保城市可持續發展。

參考文獻：

[1]郭歡.海綿城市視角下的市政道路給排水設計[J].科技創新導報，2019，16（24）：47+49.

[2]王亦斌.關于“海綿城市”在山地城市市政道路給排水設計中的應用研究[J].建材與裝飾，2019（16）：137.