海綿城市中雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

楊立軍

（國(guó)基建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，城市化進(jìn)程加速，城市人口激增，對(duì)城市環(huán)境、建筑、基礎(chǔ)功能等各個(gè)方面的要求都在不斷提升。在城市規(guī)模迅速擴(kuò)大的同時(shí)，城市的雨水系統(tǒng)也暴露出一定的問(wèn)題，如設(shè)計(jì)不合理、功能有待完善、排水設(shè)施老舊等，若不能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有效的處理，勢(shì)必會(huì)對(duì)城市居民的生活造成影響，制約城市的正常發(fā)展。在科技不斷發(fā)展的背景條件下，各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)手段也逐漸被應(yīng)用到城市的建設(shè)當(dāng)中，海綿城市理念下的雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)能有效地提升城市雨水利用的科學(xué)性，使城市雨水系統(tǒng)更具彈性化、吸納性，有效緩解城市雨水排水壓力，提高城市對(duì)洪澇災(zāi)害的應(yīng)對(duì)能力，滿足城市中不斷提升的雨水排水及利用需求。

1 海綿城市理論及建設(shè)需求

1.1 海綿城市理論概念

海綿城市是城市在發(fā)展中形成的一種新型雨洪管理理念，加強(qiáng)城市對(duì)雨水資源的利用率，提高城市應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的能力，使城市對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。通過(guò)構(gòu)建全新的水資源管理設(shè)施，提高城市對(duì)雨水的滲透能力，有效地對(duì)雨水資源進(jìn)行收集，再經(jīng)過(guò)必要的措施對(duì)其進(jìn)行凈化，在必要的情況下釋放已經(jīng)完成凈化的水資源并科學(xué)利用，為城市提供儲(chǔ)備大量的水資源。海綿城市理念的提出從根本上改善了傳統(tǒng)城市運(yùn)行中雨水排水不穩(wěn)定的現(xiàn)象，減少對(duì)自然水資源的開(kāi)發(fā)，降低雨水排水系統(tǒng)的運(yùn)行成本，優(yōu)化城市對(duì)資源的調(diào)控能力，與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)高度相符。

1.2 海綿城市的建設(shè)需求

早在2013年，黨和政府就提出海綿城市的建設(shè)相關(guān)要求，并在后續(xù)發(fā)展中對(duì)海綿城市的建設(shè)提出了重要的指導(dǎo)意見(jiàn)，下?lián)軐?zhuān)項(xiàng)資金推動(dòng)海綿城市的試點(diǎn)建設(shè)，有效推動(dòng)了海綿城市在我國(guó)的發(fā)展。未來(lái)，各城市在進(jìn)行海綿城市的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》對(duì)本城市海綿城市的建設(shè)工作進(jìn)行部署和規(guī)劃，避免多做無(wú)用功[1]。海綿城市的建設(shè)需求也可以理解為海綿城市建設(shè)的核心內(nèi)容，通過(guò)充分地探究海綿城市建設(shè)需求能為城市雨水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更加科學(xué)的前進(jìn)方向和建設(shè)意見(jiàn)。總結(jié)來(lái)說(shuō)，海綿城市的建設(shè)需求主要包括以下兩點(diǎn)：①提高城市的排水防澇能力，使城市能在極端天氣條件下對(duì)產(chǎn)生的積水進(jìn)行有效的收集、處理、儲(chǔ)存、排水等，實(shí)現(xiàn)城市雨水系統(tǒng)的有機(jī)貫通，最大化發(fā)揮城市雨水系統(tǒng)的潛在價(jià)值，全面提高城市的防洪防澇能力；②加強(qiáng)城市對(duì)優(yōu)質(zhì)水資源的利用能力，在海綿城市的發(fā)展中不僅能對(duì)自然降水進(jìn)行有效的收集和儲(chǔ)存，還能對(duì)收集的水資源進(jìn)行凈化，使其達(dá)到城市用水標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)水資源的再利用，緩解城市用水壓力。

2 海綿城市雨水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

雖然在國(guó)家的大力發(fā)展下，海綿城市在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展，但是由于缺少可借鑒經(jīng)驗(yàn)，使其在發(fā)展中不可避免地出現(xiàn)了一些問(wèn)題，主要表面為以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)雨水資源的利用率有待提高。雖然近年來(lái)我國(guó)加大了對(duì)城市的建設(shè)力度，但是很多地區(qū)的生態(tài)建設(shè)還較為薄弱，部分城市的植被覆蓋率很低，極度缺乏公共綠地。并且為提升城市公路的安全性與穩(wěn)定性，公路在建設(shè)時(shí)多采用不滲水結(jié)構(gòu)，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市中地面不滲水結(jié)構(gòu)的面積也隨之上漲，雨水在到達(dá)地面后無(wú)法順利滲透到土壤當(dāng)中，嚴(yán)重制約雨水資源的循環(huán)和利用效率的提高。

（2）排水設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低[2]。大部分城市的雨水系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間較久，雖然在建設(shè)之初有效解決了當(dāng)時(shí)的城市雨水需求，但隨著時(shí)間推移，已逐漸不能應(yīng)對(duì)城市中不斷提升的雨水需求。

（3）海綿城市的建設(shè)技術(shù)水平有待加強(qiáng)[3]。海綿城市是一種新型的城市建設(shè)理念，雖然在國(guó)外已有一定的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，但是國(guó)外經(jīng)驗(yàn)也不能完全適應(yīng)我國(guó)城市的實(shí)際情況，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行本土化改進(jìn)，提高國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員對(duì)海綿城市的建設(shè)技術(shù)水平，才能真正發(fā)揮出海綿城市的應(yīng)有價(jià)值，改善城市的生態(tài)環(huán)境。

3 海綿城市中雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1 更新設(shè)計(jì)理念，做好頂層規(guī)劃

在城市不斷發(fā)展的背景條件下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以發(fā)展的思想設(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)，不斷更新設(shè)計(jì)理念和思維，以此為頂層設(shè)計(jì)的優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)的思想基礎(chǔ)。具體可通過(guò)以下方式進(jìn)行優(yōu)化：

（1）應(yīng)建立可持續(xù)發(fā)展理念[4]。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解城市在過(guò)去和現(xiàn)在對(duì)雨水需求的變化，合理地預(yù)測(cè)城市在未來(lái)的發(fā)展中對(duì)雨水系統(tǒng)功能需求的變化趨勢(shì)，以長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的理念對(duì)現(xiàn)有雨水設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使城市的雨水工程能長(zhǎng)期為城市的發(fā)展提供有力的支持，使城市通過(guò)雨水系統(tǒng)獲得長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）樹(shù)立全局觀。城市雨水工程是一項(xiàng)涉及環(huán)節(jié)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮雨水系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)施、管網(wǎng)使用的連續(xù)性和系統(tǒng)性，還要重視雨水系統(tǒng)和城市其他建筑物、構(gòu)筑物之間的聯(lián)系，協(xié)調(diào)好城市中各種設(shè)施之間的關(guān)系，促進(jìn)城市獲得綜合性的發(fā)展。所以，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中明確注明海綿城市建設(shè)相關(guān)的屋頂綠地、雨水花園等設(shè)施的布局和規(guī)劃方案，還應(yīng)綜合考量雨水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)城市交通道路、公共設(shè)施等產(chǎn)生的影響，為城市雨水防控措施的制定提供重要的依據(jù)和保障。

（3）樹(shù)立生態(tài)設(shè)計(jì)觀。海綿城市理念的提出也側(cè)面反映出我國(guó)對(duì)環(huán)保生態(tài)的重視程度越來(lái)越高，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解海綿城市的建設(shè)理念，促進(jìn)城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的和諧共生，共同發(fā)展，通過(guò)優(yōu)化城市雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，改變城市的生態(tài)環(huán)境，提高城市居民的生活質(zhì)量[5]。

3.2 注重設(shè)施設(shè)計(jì)，提高工程質(zhì)量

目前城市雨水系統(tǒng)工程中普遍存在功能不全、設(shè)備老舊等情況，對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)在國(guó)家海綿城市的建設(shè)要求下，結(jié)合城市現(xiàn)有雨水工程的實(shí)際情況，對(duì)雨水設(shè)施進(jìn)行針對(duì)性更強(qiáng)的個(gè)性化優(yōu)化設(shè)計(jì)，加快海綿城市理念下雨水系統(tǒng)的建設(shè)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）合理設(shè)計(jì)雨水管道管徑。城市在多雨季節(jié)經(jīng)常產(chǎn)生地面積水，和雨水管道管徑設(shè)計(jì)的不合理具有直接的聯(lián)系，為改變這種狀況，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行管徑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考量地區(qū)的天氣特點(diǎn)、城市的排水需求和管道的負(fù)荷能力等多種因素收集資料，完善計(jì)算過(guò)程，使確定管徑更具有依據(jù)并考慮一定的發(fā)展余量。

（2）優(yōu)化雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為提高城市對(duì)雨水資源的利用效率，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)改變傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率化排水的理念，提高雨水在城市中的循環(huán)，緩解城市的用水需求。如在設(shè)計(jì)建筑雨水系統(tǒng)時(shí)，可增加貯、蓄、排三個(gè)環(huán)節(jié)，使雨水快速滲透到土壤中，既能回補(bǔ)地下水，也能增加城市水資源儲(chǔ)備量。此外，雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于提高系統(tǒng)的排水能力，可通過(guò)優(yōu)化泵站設(shè)計(jì)的方式對(duì)現(xiàn)有雨水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使泵站功能都等有效的發(fā)揮。可通過(guò)泵站與調(diào)節(jié)池相結(jié)合的運(yùn)行方式提高泵站的運(yùn)行效率，當(dāng)進(jìn)水流量小于一定數(shù)值時(shí)，雨水通過(guò)泵站進(jìn)行抽排，當(dāng)進(jìn)水流量大于一定數(shù)值時(shí)，啟動(dòng)調(diào)節(jié)池系統(tǒng)，多余流量通過(guò)明渠溢入調(diào)節(jié)池，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.3 注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，助推城市建設(shè)

通過(guò)優(yōu)化城市雨水系統(tǒng)的功能，加強(qiáng)水資源在城市中的循環(huán)，提高城市對(duì)水資源的利用率，提高城市的防洪抗?jié)衬芰6]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)至少有一半以上的城市防洪能力不達(dá)標(biāo)，極不利于城市的綜合發(fā)展，因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)城市雨水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)關(guān)注細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮城市綠化帶、人行道等對(duì)雨水的儲(chǔ)蓄能力。在綠化帶的設(shè)計(jì)中，可合理地增加小型雨水溝的數(shù)量，既不會(huì)對(duì)正常交通產(chǎn)生影響，還能提高對(duì)雨水的收集能力；將過(guò)濾砂石鋪設(shè)在綠化帶的滲水層上，同時(shí)加設(shè)滲透管，提高雨水的潔凈度；在設(shè)計(jì)人行道時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注滲透管道的質(zhì)量，保證在發(fā)生大量降水時(shí)，地面積水能迅速地滲入管道內(nèi)，并通過(guò)地下雨水處理系統(tǒng)的處理，實(shí)現(xiàn)雨水的收集、凈化、儲(chǔ)存、排放和利用等；為提高不滲水路面的排水能力，可合理增設(shè)排水管道。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市的雨水排水壓力越來(lái)越大，海綿城市的建設(shè)理念為城市雨水系統(tǒng)的發(fā)展提供了可持續(xù)發(fā)展方向，設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入了解目前城市雨水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，重點(diǎn)關(guān)注海綿城市雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，推動(dòng)城市向綠色生態(tài)方向不斷發(fā)展。