海綿城市技術在市政排水中的應用探討

吳明松

摘要：為解決城市道路系統硬化率提升、水資源利用效率低下、給排水管道設施布局不合理等問題，優化城市給排水系統設計，分析了海綿城市規劃建設優勢，提出了給排水系統設計原則及優化策略，即人行道、車行道、綠化帶的規劃設計方法。

關鍵詞：海綿城市;市政給排水;規劃設計;人行道;車行道;綠化帶

引言

給排水是城市建設中的重要組成部分，如果給排水設計工作未能保證設計的合理性，會在給排水系統建設時發生問題，導致系統不能正常工作，對城市居民的正常生活產生嚴重影響。設計人員在設計市政給排水系統時應運用海綿城市理念，達到有效提升給排水系統綜合性能的目的。

1海綿城市理念

海綿城市理念將城市比作一塊海綿，能夠在自然環境變化期間，快速適應環境，合理設置排水系統，下雨期間滲水、蓄水，干旱時節，調用此部分水資源，解決城市水資源短缺問題。在保證城市防澇前提下，盡可能地蓄水，提高雨水資源利用率，為人們生活提供保障的同時，提高給排水協調管理能力。我國人口較多，對水資源的需求量較大，而我國水資源分布不均勻，部分地區水資源嚴重短缺，依靠南水北調滿足基本生活需求。海綿城市建設理念的提出，打破了傳統水資源管理模式，以雨水資源作為管理對象，打造新的水資源管理體系。本文以市政給排水設計為例，提出海綿城市理念在設計方案中的應用研究。

2現階段大多數城市道路普遍存在的問題

2.1車行道

車行道是整個市政道路工程的最主要部分，且市政排水管道通常也都設置在車道下面。大多數排水方式都是依靠重力排水，而現有用的最多的方式是根據路面的坡度采用分離溢流和集中截流兩種方式，當坡度大于等于3‰時采用的是集中集水的方法，當坡度小于3‰時采用的是分離溢流。路面材料基本采用的是混凝土和瀝青路面，但這兩種材料的透水性很差，滲透系數很小，雨水很容易造成路邊積水，同時也會造成城市熱島效應。道路兩旁每間距25～50m都會設置一個雨水口，但事實上雨水口很少有人進行清理，很容易堵塞。排水系統也不完善，大多數城市沒有實施雨污分流，下暴雨的雨水水量的突增，水管很容易堵塞的問題，從而出現雨水很難及時排走的情況。

2.2人行道

人行道的規劃設計也是市政道路上非常重要的一步，我國大多數城市把瀝青或者混凝土作為原材料，但這種材料的滲透系數幾乎為零，一旦遇到下雨天，路面就會形成積水，對行人的安全來說，無疑是一個極大的隱患。

2.3市政道路綠化設施

大多數的城市道路綠化也存在一些問題，如綠化形式簡單，樹種類單一，填充樹的材料也是硬質材料，既沒有達到美觀的效果，也沒有達到過濾，沒有吸收水的作用，更沒達到水的循環利用，甚至還要人工進行再次澆灌。綠化設施占了很大一部分道路設計寬度，但它起的作用非常小。

3海綿城市理念在市政給排水設計中的應用

3.1生物滯留帶設計

按照功能不同，可以將生物滯帶拆分為三部分，除了立交橋下的綠帶以外，還包括機動車非機動車分隔綠帶、人行道綠帶。本市政道路工程主要涉及機動車非機動車分隔綠帶、人行道綠帶兩部分生物滯留帶，主要用于處理遭受路面污染后的雨水，沿著收水側流入到凹結構的綠帶。為了起到雨水凈化作用，此處添加了卵石過濾帶。當雨水流入此處，攜帶的泥沙和大量的漂浮物都會被濾除，干凈的雨水將被土壤和植被吸收，下滲至積水層。根據當前蓄水池儲水情況，判斷是否可以繼續儲水，如果達到上限，那么這部分雨水就會通過溢流口排放出去。本設計方案滯留帶的最低高度為15cm，根據道路布設情況，控制滯留帶最高為20cm。另外，控制下凹部分的深度保持在一定范圍之內，使其與車行道路形成一定高度差，范圍20-25cm，從而保證雨水得以流入滯留帶。考慮到環境因素容易對滯留帶造成破壞，本設計方案在綠化帶和路基之間鋪設土工膜，在距離地表不足1.0m處均鋪貼保護膜。

3.2溢流雨水口設計

本工程地勢平坦，測得縱坡不高于0.003，所以按照溢流雨水口間距40m以下標準進行雨水溢流排放控制。該項功能是在雨水收納能力不足時，自動開啟。按照道路排水功能需求，分別為人行道滯留帶和機動車非機動車分隔帶布設溢流水口，前者為B型水口，即通過鋪設溢流井蓋，控制雨水溢流，后者為A型水口，外觀呈現圓形，與鐘罩相似。其中，A型水口支持50L/s雨水溢流處理，具有較強的抗堵塞能力，較傳統溢流設施流通性有所改善。B型水口成本控制較低，省去了水連管、雨水口的布設，使得工程材料的用量得以降低。

3.3擋水坎設計

本設計方案在生物滯留帶內部結構中布設了擋水坎，按照施工工藝部分，劃分為土坎和硬質擋水坎兩種。其中，土坎結構為梯形斷面，頂部寬度為10cm，邊坡設置為1：1，其高度超出綠植土面12cm。由于此類型擋水坎容易環境影響，導致結構發生改變，需要定期維護。硬質擋水坎的布設位置設置在溢流雨水口下游，與之距離保持在1m左右。此部分結構具有較強的蓄水功能，每兩個擋水坎之間均布設蓄水單元，該單元與兩側的擋水坎距離保持在16m左右。

3.4車行道規劃設計

海綿城市規劃建設過程中，車行道設計主要體現在建設材料的選擇上，為降低道路大范圍硬化的影響，應盡量選擇透水性強的材料。含水量是對路基質量影響較大的因素之一，含水量過高的路基會出現裂縫、斷板、沉降等問題，而路基含水量不達標則會出現承載力降低、結構不穩，引發路面病害等問題。城市道路建設中，應選擇滲水性較強的瀝青材料作路面，中下層則多使用不透水材料，當路面積水滲透到道路中層時被阻擋，積水被橫坡導向盲溝，然后流入綠化帶、下水道，避免路基因滲水不強而出現不均勻沉降、裂縫等問題。

3.5人行道設計

人行道作為城市中較為重要的基礎設施，方便居民的日常出行，也體現了城市功能。在設計人行道時，應結合海綿城市的理念，在提升城市建設質量的同時，促進城市基礎設施的建設。以往的人行道建設多使用不透水材料，造成雨天會出現人行道出現積水、路面濕滑的現象，影響城市居民的出行安全。根據海綿城市的概念，要求建造道路使用具有透水性能的材料，以確保雨水可滲入地下，可防止產生積水影響居民出行。設計階段受土壤滲水性因素的影響，施工單位應在地底加裝一部分排水管道，并設計安裝角度，以確保排水的順利進行。

結語

在市政給排水設計工作中，應充分利用海綿城市理念，將此理念貫穿給排水系統的每個設計環節中，充分利用此理念，可顯著提升城市水資源循環利用率，滿足城市居民用水排水需求，提升城市給排水系統設計質量與效率。綜上所述，合理的運用海綿城市的原理，并將其運用到市政道路排水中，可以有效減少道路積水和城市內澇的發生，使城市獲得可持續發展。合理的選用植草溝，下沉式綠地，生物滯留帶等技術，使城市環境也會得到改善。

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