海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

谷志武 北京市市政專業(yè)設(shè)計(jì)院股份公司安徽分公司

近些年，我國(guó)水資源短缺、雨水徑流污染、自然水無效循環(huán)、防洪排澇等問題日益嚴(yán)峻，如何有效緩解這些問題，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)海綿城市建設(shè)成為當(dāng)前市政基礎(chǔ)工程的重要內(nèi)容。海綿城市理念具體指在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，城市能夠像海綿一樣，具有良好“彈性”，最大限度的實(shí)現(xiàn)雨水蓄存、滲透、凈化、吸收，提高城市水資源利用率，緩解部分城市的熱島效應(yīng)，維持城市生態(tài)系統(tǒng)平衡，由此可見，將海綿城市理念引入傳統(tǒng)的市政給排水工程設(shè)計(jì)中，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展非常重要。

一、建設(shè)海綿城市的概念

1.海綿城市理念。是指在面對(duì)自然災(zāi)害效應(yīng)時(shí)，城市能夠像海綿一樣，具有良好的“彈性”，最大限度的實(shí)現(xiàn)雨水蓄存、滲透、凈化、吸收，提高城市水資源利用率，緩解部分城市的熱島效應(yīng)，維持城市的生態(tài)系統(tǒng)平衡，是現(xiàn)代化城市給排水工程設(shè)計(jì)的重要理念，打破了傳統(tǒng)觀念中的“以排為主”，從源頭實(shí)現(xiàn)對(duì)自然降水的綜合利用，完成有效的水資源循環(huán)[2]。

2.海綿城市理念的基本原則。（1）堅(jiān)持人與自然和諧共處的原則。海綿城市理念是以現(xiàn)代城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，堅(jiān)持人與自然和諧共處的思想理念，提高城市的“海綿彈性”能力。這種全新的給排水工程設(shè)計(jì)理念，打破了傳統(tǒng)的粗放式開發(fā)方式，對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行合理開發(fā)，實(shí)現(xiàn)城市綜合資源和諧發(fā)展。（2）遵循保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡原則。在進(jìn)行海綿城市給排水設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行實(shí)際考察，在保護(hù)生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理規(guī)劃。（3）遵循有效的“蓄、滲、凈、吸、用”原則。在傳統(tǒng)的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，限于技術(shù)因素，在防澇排洪環(huán)節(jié)中主要以排為主，而全新的海綿城市理念打破了這一現(xiàn)狀，綜合運(yùn)用城市建設(shè)的“蓄、滲、凈、吸、用”功能，實(shí)現(xiàn)水資源的有效循環(huán)。（4）堅(jiān)持資源綜合、有效利用的原則。對(duì)現(xiàn)有的資源進(jìn)行整合，做到科學(xué)、有效的綜合性利用，堅(jiān)決不允許浪費(fèi)資源的情況出現(xiàn)。

3.打造海綿城市的重要性。海綿城市理念對(duì)于打造現(xiàn)代化城市建設(shè)是十分重要的，對(duì)維持生態(tài)平衡、水資源有效利用、防澇排洪、推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展都具有重要作用。（1）就海綿城市理念的概念來看，與市政給排水系統(tǒng)功能是密不可分的，主要表現(xiàn)在：海綿城市理念的有效運(yùn)用能夠改善給排水系統(tǒng)功能，打破傳統(tǒng)給排水工程以排為主的設(shè)計(jì)理念，緩解城市給排水系統(tǒng)壓力。因?yàn)楹＞d城市理念在實(shí)踐應(yīng)用中融合了大量自然因素，特別是下沉式植草溝、綠化結(jié)構(gòu)降水項(xiàng)目，都可以應(yīng)用于給排水系統(tǒng)運(yùn)行中。（2）更好解決城市內(nèi)部旱澇問題。目前在我國(guó)很多城市中，自然氣候造成的旱澇災(zāi)害以及生活和工業(yè)用水供給不均等現(xiàn)象非常常見，特別是遭遇強(qiáng)降水和連續(xù)干旱天氣時(shí)，城市內(nèi)旱澇嚴(yán)重。因此，加強(qiáng)城市給排水系統(tǒng)優(yōu)化建設(shè)十分重要，海綿城市理念作為重要內(nèi)容，在城市遭遇強(qiáng)降水和干旱天氣時(shí)可以發(fā)揮更強(qiáng)的水資源利用能力。（3）提高水資源利用率。水資源匱乏、利用不合理已經(jīng)成為目前很多城市發(fā)展所面臨的重要問題，如何有效利用水資源也成為市政給排水工程建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容，海綿城市理念基于強(qiáng)大的蓄、滲、吸、凈等功能，可以在干旱天氣給城市及時(shí)補(bǔ)水，在內(nèi)澇時(shí)緩解城市壓力，有助于維持生態(tài)平衡[3]。

二、傳統(tǒng)市政給排水工程存在的問題

1.傳統(tǒng)市政給排水系統(tǒng)不完善。根據(jù)我國(guó)水利部2010年至2016年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年平均有約180座城市發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害，側(cè)面反映出城市給排水設(shè)計(jì)的不合理。傳統(tǒng)的給排水系統(tǒng)大多只注重人工排水建設(shè)，忽略了自然水循環(huán)的能力，導(dǎo)致在夏季強(qiáng)降雨天氣下，傳統(tǒng)給排水系統(tǒng)面臨巨大壓力，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)城市熱島化、地下水位下降等問題，由此可見，科學(xué)改造市政給排水系統(tǒng)，優(yōu)化給排水設(shè)計(jì)是十分必要的。

2.雨水資源利用率不高。目前，我國(guó)已被聯(lián)合國(guó)認(rèn)定為“水資源緊缺”國(guó)家，水資源短缺、水資源利用率低已成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市發(fā)展的重要因素。我國(guó)對(duì)雨水收集及污水處理建設(shè)還存在很多問題，列如，在河道治理項(xiàng)目中，并沒有有效的終端攔截設(shè)計(jì)，導(dǎo)致很多垃圾進(jìn)入河道，污染徑流；在很多中小城市，雨水收集與污水收集徑流處理還未做到有效區(qū)分[4]。

3.城市蓄水功能不足。隨著城市化進(jìn)程加快，建筑面積增加，地表硬化率提高，綠化地減少，導(dǎo)致地下水無法下滲，只能將雨水通過導(dǎo)入收集管道的方式排出，大大降低了城市蓄水功能。

三、海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行全面的實(shí)際環(huán)境調(diào)研，掌握施工區(qū)域的地質(zhì)水文、氣候條件變化規(guī)律等，本著優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)滲透性、排水性功能，增大綠化面積原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。（2）雨水收集口設(shè)計(jì)要合理，既能保證雨水合理排放，又能回收水資源。

2.車行道設(shè)計(jì)。（1）合理設(shè)計(jì)人行道。基于海綿理念，應(yīng)在掌握施工區(qū)域的地理環(huán)境等自然條件后進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇透水性較強(qiáng)材料，避免在降雨量較高季節(jié)出現(xiàn)雨水積壓情況。（2）合理設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)車道。道路鋪裝盡量選擇透水性較強(qiáng)的材料。

3.海綿城市蓄水設(shè)計(jì)。在海綿城市理念中，提倡在給排水設(shè)計(jì)中將雨水資源以自然環(huán)境的排水功能進(jìn)行調(diào)蓄。通常采用降低綠化高度、布設(shè)透水墊層等方式，也可以在道路周邊利用公共地下空間設(shè)計(jì)蓄存水池，達(dá)到水資源回收、凈化、調(diào)節(jié)的功能。

四、總結(jié)

目前，打造海綿城市已經(jīng)成為現(xiàn)代城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向，對(duì)提高城市水資源利用率，維持生態(tài)平衡，改善人民生活質(zhì)量，構(gòu)建人與自然和諧相處的社會(huì)環(huán)境具有重要意義。