海綿城市排水系統設計要點分析探索

于冰

(山東省冶金設計院股份有限公司)

1 海綿城市的概念和應用原則

1.1 海綿城市的概念

海綿城市是對城市的一個比喻，指的是該城市在應對城市生態環境問題，尤其是在處理城市內澇問題和雨水徑流污染等問題過程中具有一定的靈活性和良好的彈性。當發生降雨時，位移及時同吸水、蓄水和凈化水的方式及時清除路表面積水，這樣就能避免因為積水過多而產生洪澇災害，或者造成水污染。另外，通過存儲水的方式可以提高雨水資源的利用率，在需要的時候將所存儲的雨水釋放出來利用。

1.2 海綿城市的應用原則

海綿城市在其設計應用過程中，主要是進行城市給排水系統工程的設計施工。在具體實施過程中，首先應該遵循城市生態環境保護的原則，將自然應用和人工處理措施結合起來。此外，需要在保證城市用水安全，城市排水防澇的基礎上，對雨水資源進行合理存儲。在應用設計中值得注意的是，海綿城市建設應用不是對原有傳統的排水建設系統進行替換，而是在傳統給排水系統設計的基礎上進行恰當的補充或刪減，目的是為了能夠充分發揮城市防內澇和存儲水資源的功能，實現對雨水資源的合理配置，提高雨水資源的利用率。

2 城市給排水工程系統中存在的問題

2.1 設施老舊、改造周期長

城市社會經濟的發展以及城鎮化進程的加快，城市用地量在不斷增加，尤其是在工程建筑技術快速發展之后，城市中高層建筑物的數量越來越多，這就導致地下構筑物空間大規模縮小，尤其是地下給排水管道安裝鋪設的規模減小，原有的輸配水管道老化嚴重，管線鋪設和構造無法滿足實際功能要求。另一方面人們生活生產對用水需求量增多，城市排水量需求增加，這和城市給排水工程建設之間形成了矛盾。現階段，在工程建設中注重的是地面建筑物的施工，對地下空間的建設缺乏合理性布局，重視程度不夠，所以使得地上和地下建設出現了兩極分化不平衡的現象。在工程施工管理和后期維護管理中，對于地下管線缺乏檢查和維修保養，注重新管道的鋪設安裝，而忽視了周期性的管線維護，使得城市地下管網改造進程較慢。

2.2 沒有充分利用雨水資源

隨著工程技術的發展，許多新的施工材料、新工藝被應用到了工程建設中，尤其是城市道路建設中，許多新材料的運用提高了城市道路的施工質量，但同時也提高了道路的硬化比例，對徑流水循環造成一定影響，導致大量雨水徑流被排走，從而使城市地下水補給不充分。另外，由于我國水資源本來就短缺，加上雨水資源的循環利用還處于發展探索階段，技術水平還有較大的發展空間，如果城市給排水管道設計施工不完善，比如雨水和污水使用相同的管道，就不能充分利用雨水資源。

2.3 對短歷時強降雨天氣的承受能力較差

因為溫室效應的存在，所以我國許多地區氣溫極其不穩定，頻繁發生地域性的極端氣候，短歷時強降雨天氣時有發生。短歷時強降雨具有發生隨機性大、強度高的特點，在發生之后便會引起地區大面積的地表徑流，如果沒有及時建設好成熟的給排水系統，就無法承受強降雨帶來的壓力。當出現強降雨天氣后，也無法及時排出積水，導致城市內澇的產生，同時會污染水資源，甚至對人們的生命財產構成威脅。

3 城市給排水系統設計要點

海綿城市給排水系統設計的目的是為了使城市能迅速適應環境的變化，靈活應對自然災害，在下雨時能夠通過吸水、蓄水、滲水和凈水的方式，緩解城市內澇壓力，使水資源得以循環利用。在給排水系統設計中，要適當提高設計標準，根據海綿城市的特點和城市未來發展規劃進行合理設計。

3.1 基于城市規劃體系設計

在城市給排水系統設計之前，首先必須要全面了解該城市未來發展規劃，并將城市規劃發展作為城市給排水系統設計的參考依據。比如考慮城市發展的進度和未來發展趨向，通過近幾年來用水情況的分析，設立平衡用水模式，設計出合理的供水方案。這樣，不僅可以滿足城市排水需求，而且也能在最大程度上提高水資源的利用率。由于海綿城市是一種新型的城市管理模式，在排水系統設計時候必須要考慮到在該管理模式下的排水系統具有系統性強、復雜多變的特點，所以應該將供水、防洪防澇以及城市生態環境建設與保護等考慮在內，通過綜合統籌規劃，使得設計方案能滿足城市發展要求，并且通過分階段的設計來完善城市給排水系統。

3.2 專業性專項規劃設計

一方面給排水系統工程建設是城市重要的基礎設施建設項目，該系統工程設計和施工的質量關系著城市未來的綜合發展水平。但是給排水系統工程建設周期較長、所需要的資金量較大，對于規劃設計和建設施工的要求較高。考慮到我國海綿城市管理模式還處于不斷探索發展階段，在規劃設計中能夠參考的依據較少，加上城市給排水系統工程是公益項目，所以資金和其他資源來源并不廣泛。鑒于此，想要科學合理地設計海綿城市給排水系統，就必須要加強專業性研究，加強城市專項規劃設計，并對專項規劃設計進行合理有效的執行。

城市專線規劃設計包括城市給排水系統、道路交通系統和綠地系統，在城市給排水系統設計中關系到的水工程眾多，如果能通過技術手段凈化綠地區域雨水，實現雨水管渠系統和超標雨水徑流排放系統的科學設計和相互連接，這樣一方面可以解決城市內澇問題，另一方面還能使收集的雨水用于城市各項目的用水計劃中，提高水資源利用率。此外，在設計中加強對專項規劃設計的指導，明確劃分城市整體設計相關的專項設計，并通過指標細化和控制，可優化海綿城市建設內容。比如根據海綿城市發展總設計目標確定建設分項目目標為制度建設、水生態恢復、用水安全保障、水資源合理利用和水環境改善等，通過這樣一系列的給排水設計，使海綿城市快速排出積水，有利于城市建設和未來發展。

3.3 落實體系建設責任

規范系統建設和有效落實體系建設責任，是保證海綿城市給排水系統和城市其他系統協調運行的基礎。所以在給排水系統設計時應將已有的基礎設施作為基礎，然后結合實際城市規劃建設情況，對符合海綿城市規劃建設的區域進行改造，通過合理的規劃設計可提高基礎設施的安全穩定性，使得基礎設施可以和給排水系統相互協調。比如在進行某公園廣場用水工程建設中，從生態治理、循環用水的理念出發，在廣場中心區域和機動車道路上設置透水裝置，設置下凹式綠地和滲透性樹池，從而將多余的雨水收集到管道，進入蓄水池。這樣不僅可以使積水快速排出，而且蓄水池中的水可以用于城市其他建設項目中。

4 結語

綜上，城市給排水工程系統設計施工是城市建筑工程設計的重要組成，同時也是城市規劃建設的重要內容。為了促進城市建設有序發展，在進行城市規劃設計中應重點加強城市給排水建設的能力和質量，通過生態城市環境的打造，推動城市的可持續發展。