市政排水設計中融入海綿城市理念

余 汐，張 磊

（成都城格城鄉規劃設計有限公司，四川成都 610000）

0 引言

在當今社會，經濟的不斷發展加快了城市化進程，逐漸提高了路面硬底化程度，增大了暴雨期間徑流量，加劇了城市排水系統的運行壓力。因降雨無法及時下滲和排出，給城市居民生活帶來了不利影響，甚至造成直接的經濟損失，阻礙了城市的發展。基于此，加強海綿城市理念研究，充分發揮城市土壤滲、滯、蓄功能，優化市政排水系統的設計，創建可以“呼吸”的生態化城市，具有非常重要的意義。

1 海綿城市理念概述

海綿城市是城市化建設過程中為優化城市環境，提升城市化建設科學水平而產生的新型設計理念，對于城市雨水的處理可以猶如海綿一般進行吸水、蓄水、滲水、凈水，從而優化排水、用水，實現水資源的合理調度與利用，具有極強的彈性。具體而言，海綿城市具有在降雨時收集雨水的功能，使城市具有吸收、存蓄、保存雨水的能力，城市需要用水時則可及時排出，供人們使用。因此，海綿城市理念下，市政排水設計不僅是對雨水的吸收存儲，更是對雨水的凈化、處理與利用，具有極強的生態性、環保性特征，提高水資源利用率的同時優化城市生態環境。

2 海綿城市理念對于市政排水設計的重要意義

2.1 防洪防澇

所謂海綿城市就是要將城市排水系統打造為一塊巨大海綿，可以吸存雨水，也可以滲透過濾雨水，更可以在城市建設需要時及時排出雨水，滿足城市用水需求，實現對水資源的有效利用。更可以在雨水季節，雨量較大時，緩解城市排水系統壓力，緩解道路積水內澇等問題。“海綿城市”理念指導下的市政排水設計，要基于城市地勢特點，結合城市建設要求及城市本身的基礎設施建設情況，優化排水設施設計，打造具有高效運行性能的排水系統[1]。

2.2 有效利用水資源

有效且充分利用水資源，減少對水資源的浪費是新時代城市化建設的又一重點。“海綿城市”的引入恰好可以實現水資源的充分利用，通過科學化的設計，可增強城市對雨水的“滲、滯、蓄、凈、用、排”功能，通過對雨水的收集、存儲、凈化，使雨水達到可利用程度，可以在應對城市內澇的基礎上充分利用水資源，改善城市水資源短缺情況。在城市排水設計上，既要保證水資源的有效存蓄，還要確保高效利用，建構自然排水系統，提升城市水系統運行能力。

2.3 優化生態環境

海綿城市建設不僅可以協調排水系統，還可以優化生態環境系統。隨著城市化的深入推進，社會經濟的飛速發展，水環境污染與水資源浪費問題仍然較為嚴重，而海綿城市的引入，則可通過可實現雨水滯留、儲蓄、凈化，有較強的污水處理能力，最大程度降低對水體的污染破壞，改善城市生態環境。為改善城市生態環境做出了突出貢獻。在城市排水設計上，應充分發揮“海綿城市”建設要求，充分利用自然資源，合理布設給排水管網，協調整合資源，減少對環境的不良影響，提升生態環境優化恢復能力。

3 市政排水現狀

3.1 排水設施不夠完善

隨著城市的不斷擴建，在市政排水設計中，一些城市的排水設施還不夠完善。原有的排水管道因使用年限過長，出現了破損、老化的現象，且管網覆蓋率較低，難以滿足暴雨期間排水負荷的要求，因此需要引進海綿設施。城市規模不斷擴大，建筑類型增加，初期雨水難以得到有效收集和處理，這對城市的市政管理人員提出了相應要求，需不斷提高城市排水設施的完善程度，適應城市發展要求，加大資金投入力度，引進先進的市政排水設施。

3.2 城市土壤的滲透能力降低，雨水徑量流增大

隨著城市人口的不斷增加，用水需求增大，水資源緊缺成為限制城市發展的重要因素，故而要促使城市快速發展和平穩運行，就必須合理利用水資源。當前大部分城市土地硬化程度提高，雖然給人們的出行帶來了便捷，但是也降低了城市土壤的滲透能力，加大了降雨期間的徑流量。雨水水質較好，經相關處理即可作為優質回用水源，而大量雨水未經調蓄和利用便徑流排放至周邊水體，一方面對雨水資源造成了浪費，另一方面也加劇了城市排水系統的運行負荷。因此，推廣海綿設施的運用，合理調蓄利用雨水，可充分提高水資源的利用率。

3.3 污染物削減率低

在傳統的排水工程設計中，地面雨水徑流通過雨水篦子進入城市排水系統，因初期雨水含有一些污染物，大部分未經截流處理便排入下游河道，對城市水體造成污染。在進行城市開發建設的過程中，水土發生流失，因大量淤泥長期淤積于排水管道，給排水系統帶來了不利的影響[2]。通過海綿設施的滲、滯、蓄功能，對初期雨水的污染物進行截流和消納，削減進入城市水體的污染物，可在很大程度上提高城市排水系統的運行能力，保護城市生態環境。

3.4 雨水資源化利用措施少

大部分城市缺少有針對性的雨水資源化利用規劃，可持續排水系統理念未融入城市建設中，雨水蓄滯、下滲等措施缺乏，雨洪調蓄能力較差。

4 海綿城市理念在市政排水設計中的應用措施

4.1 加強市政道路排水設計

（1）人行道設計。人行道作為市政道路中的重要組成，在為人們出行帶來便利的同時，也是發揮城市功能的表現。以往市政工程設計的人行道以不透水路面為主，受降雨等惡劣天氣的影響，常常導致路面發生積水的現象，這直接關系行人的出行安全。通過海綿城市理念的運用，實際鋪裝時以透水性材料為主，在不影響道路使用功能的前提下，可加強土壤的滲水性。在遭受暴雨期間，雨水通過透水鋪裝及時滲入地下，減少雨水地表徑流量，防止路面積水，同時促使人行道路面保持良好的溫度和濕度，這對地下水資源能起到良好的補充作用[3]。在對城市的市政工程進行分析時發現，當受到各個方面條件限制難以保障當地土壤環境的透水性時，可從基層位置著手加強排水管設置，進而強化排水系統的排水功能。

（2）車行道設計。在市政道路排水設計的過程中還應加強車行道的設計。通過對當前城市的車行道進行分析可知，基本上以非透水性路面為主，但這種路面在降雨的影響下很容易產生積水的問題。因此，從設計人員的角度看，在進行車行道設計時要加強海綿城市理念的運用，以透水性路面為主，進而降低徑流量。不管是設計工作還是施工工作，都需要加強瀝青混凝土的應用，并運用合理的鋪設方法將其鋪設在車行道的上層，中間層和下層則以非透水性材料為主，防止降雨入侵路基給市政工程帶來不利影響。在車行道中運用透水性路面，如果遭到強降雨，在雨水和路面實際接觸的過程中不僅能實現雨水排放，還能將其排放到道路旁盲溝，防止路面車行道雨水積蓄。

4.2 科學選擇排水管道材料

材料直接影響排水系統的工作效果，因此應加強材料選用設計，使之滿足排水系統的相關要求，避免盲目選擇。以管道類材料為例，在實際選擇的過程中需充分考慮管道的抗壓性，同時其內摩擦系數要低，以提高管道通暢程度。此外，在選擇排水管道的過程中應將排水能力作為關注的重點內容，充分體現管道在排水系統中的價值。

4.3 綠化帶設計

城市綠化帶是海綿城市排水設計中的基礎設施之一，可以對雨水實現分引流。在給排水設計上可通過以下4 個方面實現綠化帶與雨水的有效銜接。

（1）過濾雨水。海綿城市的重要作用之一就是對雨水的過濾，保證雨水清潔度。對此，可鋪設植土、增設礫石層，并在其下安裝滲透管，可將雨水進行初步過濾后向地下滲透，補給地下自然水體。

（2）收集雨水。為保證雨水降落后可隨地表徑流至綠化帶，在綠化帶設計可結合雨水口的分布，保證雨水順流到綠化帶植土道路地面間。

（3）存蓄雨水。綠化帶設計上，結合地形結構，設置導流系統，強降雨時雨水可以分流，增大雨水流速，避免水流不及時導致城市積水嚴重，還可通過設置明溝，實現沉淀雨水作用，兩邊設置排水溝渠，實現配水，雨水可以更好地排入綠化帶。

（4）排放雨水。對于雨水排放可設置溢流系統，地勢低的綠地暫時存儲雨水，再通過溢流系統將多余降水排出。

4.4 綠化銜接設計綠地銜接的設置

可將市政道路與綠化項目相銜接，在設計上引入海綿城市理念可以進一步優化設計，進行雨水分流或下沉式綠地設計，還可以應用LID 源頭滲透技術，使綠地銜接更為合理。例如，下沉式綠地就是利用綠地下沉提升雨水調蓄容積，綠地下沉100~200mm，當蓄滿雨水后，會逐漸流入植水溝，從而實現雨水的存蓄、凈水作用，常見的有濕塘、濕地等。在雨水花園的設計上，還可通過綠地銜接，更為充分地利用水資源，打造水資源循環利用體系，優化城市生態系統。

4.5 海綿設施維護

海綿城市理念不僅僅體現在設計上，實施完后的海綿設施維護也非常重要。首先，應建立健全低影響開發管理人員和操作人員加強專業技術培訓；其次低影響開發設施的維護管理部門應做好雨季來臨前和雨季期間發設施的維護管理制度和操作規程，配備專職管理人員和相應監測手段，并對管設施的檢修和維護管理，保障設施正常、安全運行。應加強宣傳教育和引導，提高公眾對海綿城市建設、低影響開發、綠色建筑、城市節水、水生態修復、內澇防治等工作中雨水控制與利用重要性的認識，鼓勵公眾積極參與低影響開發設施的建設、運行與維護。海綿設施的維護措施如下：①注意觀察植被，如果植物生長情況不好就需要移除。有時還可能需要修剪，疏伐或更換設施上種植的植物。②根據不同的設施要求，按需要定期剪草。③每年定期添加天然硬木材作為土壤覆蓋層抑制雜草和保持水分。④每過幾年檢查土壤覆蓋層的厚度，如過厚則需移除多余覆蓋材料。⑤防止細微沉淀物積聚，如沉積物形成硬土層，那么就需要移除這層物質并重鋪表層土。⑥強徑流可能造成設施土層的侵蝕，這需要及時對侵蝕的部位進行修理或補救措施，以防止類似情況的再次發生。⑦進水口不能有效收集匯水面徑流雨水時，應加大進水口規模或進行局部下凹等。⑧進水口、溢流口因沖刷造成水土流失時，應設置碎石緩沖或采取其他防沖刷措施。⑨進水口、溢流口堵塞或淤積導致過水不暢時，應及時清理垃圾與沉積物。⑩調蓄空間因沉積物淤積導致調蓄能力不足時，應及時清理沉積物。11○當調蓄空間雨水的排空時間超過36h 時，應及時置換樹皮覆蓋層或表層種植土。12○維護頻次為檢修、植物養護2 次/年（雨季之前、期中）。植物栽種初期適當增加澆灌次數；不定期的清理植物殘體和其他垃圾。

4.6 發展科學合理的排水系統

在城市給排水工程中，有效地設計排水管網對節約和排放污水非常重要。對排水管網走向的正確選擇，可以有效減少污染面積。為了取得更好的節能效果，在設計時應充分考慮建筑地形和外部條件等因素，使其最大限度地滿足我國的節能環保要求。并充分把握施工地形，合理安排后續施工，在一定程度上可以縮短工期。合理確定城市污水、工業廢水和雨水的排放標準，是城市給排水工程達到節能環保要求的關鍵。雨水少的地區，可采用分流排水方式。科學合理地改造輸水管網，實現污水凈化。在降雨量少的地區，可采用雨水截排回用等措施，對市政給排水工程實施節能環保方案。在處理污水時，應根據當地對水質的要求，合理選擇處理工藝，特別是在水質要求較高的地區，應采用新的處理工藝，以有效提高污水處理質量。

4.7 重視附屬設施設計

（1）路緣石。路緣石是常見的排水設施，設計人員要清楚路緣石的主要類型并加以全面分析。以平緣石為例，其高度與地表一致，能使雨水流入設置的雨水溝渠中，防止道路雨水蓄積。

（2）路肩邊溝。應加強對植草溝的應用，這就需要將大量的植被種植在地表溝相應的位置，進而實現雨水收集，更好地排放雨水。

除此之外，設計人員還要加強市政工程和排水設計的融合，使其實現路面徑流分流，引入先進的技術，不斷提高排水效率。

5 結語

現代城市化建設不僅講究規范化發展與美觀性能，更要保證其環保性與實用性，面對近年來頻繁發生的城市內澇問題，運用海綿城市理念科學地進行市政排水設計，增強市政排水的收集、滲透、存蓄、凈化功能，實現城市水資源的平衡運行，同時基于海綿城市理念的市政排水設計擁有較強的凈化功能，可對水資源進行再利用。市政排水系統與自然環境的有效銜接，還可以實現對城市生活環境的改善，協同城市排水與給水，推動城市建設的健康持續發展，為人們營造更為健康安全舒適環保的生活環境。