基于城市設計理念的海綿城市市政排水管網設計分析

房 艷

甘肅和誠工程咨詢設計有限公司，甘肅 蘭州 730000

雨水是導致城市積水的主要原因，為了能夠解決積水問題，傳統的解決策略過于依賴市政排水管道，對于西北地區而言，雖然在全年降水量相對較小，但是受到當地氣候的影響，夏天短時間內的降水量將會很大，在這種情況下，城市排水管網將會面臨極大的壓力，城市內澇現象時有發生。海綿城市是一種新型的城市建設理念，其核心可以用“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個字進行概括，不僅可以避免城市內澇，而且還可以有效的利用雨水，屬于一種持續發展的雨水管理理念[1]。

一、海綿城市與城市管網概述

（一）海綿城市

海綿城市是當前城市建設的一種新型理念，是指在城市開發建設的過程中，以順應自然和尊重城市場地自然空間特性為設計理念，確保城市能夠在面臨暴雨時，可以在一定空間場地中得到積存、凈化以及下滲，在避免造成城市內澇的同時，最大程度回收和利用雨水。該理念是在2013年被提出，隨后得到了國家政府部門的關注，并且隨后對海綿城市建設出臺了指導性文件。目前為止，海綿城市建設已經成為當前城市建設的重要模式。

（二）排水管網

在城市建設中，排水管網是非常重要的一項基礎性建設，在城市化建設不斷發展的背景下，排水管網的建設里程也在不斷提高，覆蓋面逐漸增多。隨著城市化速度的加快，當前很多老城區的排水管網已經無法滿足當前需求，在遭遇暴雨之后，很容易造成積水，城市內澇問題日益嚴重[2]。

二、西北城市排水管網存在的問題

在城市建設的各項要素中，排水管網屬于極為重要的一項內容，就當前情況而言，由于西北地區地理位置偏遠，城市建設理念落后，很多排水管網存在很多問題，存在的具體問題如下：

（一）自行運行能力較低

對西北地區城市建設進行分析發現，當前大多數的排水管網都位于城市的建成區內，在設計理念方面，與經濟發達地區相比，不夠先進，很多排水管網存在雨污合流的現象，這也是導致排水管網自行運行能力較低的主要原因。

（二）設施老舊現象嚴重

對當前實際情況分析發現，當前的排水管網，大多都是城市發展初期建造而成，在使用期間的維護也不夠及時，導致設施老舊現象極為嚴重，在排水管網自身設計標準方面，也相對較低，在一定程度上降低了排水管網的排水效率。

（三）經濟落后，排水管網翻修難度大

由于西北地區經濟較落后，絕大部分基礎設施建設資金主要依靠中央預算內資金，當地政府缺乏資金對老舊排水設施進行改造，從而導致排水問題一直無法解決[3]。

三、基于城市設計理念的海綿城市市政排水管網設計理念

（一）海綿城市的價值

海綿城市是一種新型的城市建設理念，主要通過人工濕地、植物洼地、綠色屋頂等方式，實現削減徑流、凈化雨水等作用，確保建設場地在被開發為城市建設地之后，其自身的生態作用依然保持原有水平，如地下水補給、滲透等。從這個角度分析，海綿城市的建設，可以在一定程度上減少城市排水管網的壓力，彌補城市排水管網存在的不足。

（二）設計理念、原則標準

1.設計理念。在排水管網設計的過程中，以城市設計理念的海綿城市為設計理念，將自然排水系統與低影響開發設施進行有效的結合，進而確保雨水的自然寄存、滲透、凈化，最終實現重復利用的預期目標，實現水生物系統自然修復能力的提高，對更好的維持當地環境的生態功能具有重要作用。

2.設計原則。從海綿城市的概念可以得到，在排水管網設計的過程中，必須要堅持因地制宜的原則，根據西北地區自然地理條件、降水規律以及水資源保護的相關需求，結合城市實際情況，最終對排水管網設計的各項標準進行確定，

3.設計標準。根據西北地區的氣候特點以及地理特征，對城市主干路、高架橋、立交橋及地下隧道選擇較高標準的降雨重現期。以西北城市規劃為依據，城市道路的年雨水徑流總量控制在80%，所以此次設計的排水管網需要滿足25mm降水量的情況下，雨水不外排的建設要求。

（三）設計方案

城市內澇是影響城市正常運營的重要因素，在本文研究過程中，以西北城市為研究對象，對基于城市設計理念的海綿城市市政排水管網設計進行了分析。通過利用“海綿城市”建設理念優化排水管網設計，可以有效提高城市排水功能。在上述設計中，各個要素的設計理念都是以“海綿城市”建設理念為依據。綠化帶是非常重要的排水管網設計環節，為了能夠充分發揮綠化帶的作用，在收水口設置卵石區，對雨水進行過濾，進而去掉大量的泥沙以及漂浮物，綠化帶的溢流高度需要保持在15～20cm之間，下凹深度需要比車行道低20～25cm。為了能夠保證路面雨水能夠快速的流到綠化帶中，道路側石選擇了花崗巖墩柱以及鐵藝組成，既滿足了疏水效果，又達到了景觀良好的效果[4]。

1.城市干路排水管網設計。西北城市建設中，城市干路排水管網設計時，針對雨水管道，優先對綠化帶的雨水管道進行鋪設，然后分段排入現有的城市排水管道中。通過這樣的設計，車行道的路面雨水會首先流入到綠化帶中，綠化帶中的植物會對雨水起到滯蓄、凈化的作用，最終經過下滲，達到年徑流總量控制率的設計標準。對于超過設計標準的雨水，可以直接經溢流口排放到城市雨水管道中。城市人行橫道在設計時，選擇全透水的方式，雨水可以直接滲透到地下，對于超過滲透標準的雨水，則會經溢流口排放到城市雨水管道中。

2.高架橋路段排水管網設計。在對高架橋排水管網設計的過程中，設計理念可以與干路輔路設計理念相同。橋面的雨水會經橋兩側的排水管，分別流到高架橋下面的綠化帶，通過綠化帶內的植物，對雨水起到滯蓄、凈化等作用，最終經過下滲，達到年徑流總量控制率的設計標準。超過設計標準的部分雨水，則會經溢流口直接排放到城市雨水管道中。

3.地下隧道路段排水管網設計。地下隧道是城市建設中最容易積水的建筑，如果遭遇大雨，在雨水來不及排出的情況，很容易出現隧道被水淹沒的情況，對行人、行車的安全造成極大的威脅，而且會導致城市交通嚴重堵塞，甚至癱瘓。在這種情況下，做好地下隧道的排水管網設計極為重要。在設計過程中，在進入下穿路段之前的地平臺，需要首先設置大陸反向縱坡，然后設置橫截溝，通過雙重保險的方式，盡可能避免地坪路段的雨水流入地下隧道。在地下隧道縱斷面的變坡點以及最低點，都需要設計橫截溝。在這種設計下，橫截溝會將雨水直接傳送到蓄水池，通過水泵，將雨水轉移并開發利用[5]。

綜上所述，海綿城市是一種先進的城市建設理念，通過海綿城市的建設技術，可以有效改善城市水文循環，進而起到防洪抗澇的效果。西北地區氣候干燥，全面平均降水量較少，但是在夏季卻常常遭遇暴雨而導致城市出現內澇，不僅給居民生活帶來了影響，而且也是一種資源浪費。為了能夠解決這個問題，在優化城市排水管網設計的過程中，引入海綿城市建設理念，可以有效緩解排水管網的壓力，同時還能夠收集雨水，緩解當地水資源匱乏的問題，對促進西北地區城市發展中具有重要作用。