海綿城市理念在市政給排水設計中的應用

丁凱揚 廈門中平公路勘察設計院有限公司

1 引言

海綿城市就是使城市在適應環境變化和應對自然災害方面具有良好的“彈性”，發揮城市建筑、公共設施、交通設施等城市基礎設施對雨水的吸排能力，科學合理改變雨水流徑，使城市像海綿一樣可以發揮儲存、滲透、凈化和再利用的作用，解決城市水安全、水污染、水環境問題。基于海綿城市理念的新型多功能、生態環保給排水系統，通過結合城市發展的整體規劃建設，實現城市不用地域功能的合理劃分，在市政給排水設計工作中有著非常重要的作用。

2 海綿城市在市政給排水工程中的重要作用

2.1 保護城市生態環境

城市快速發展不可避免會出現一些問題，例如初期雨水直接排放，雨污合流等造成環境污染，海綿城市理念通過源頭消減、過程控制和末端處理，實現在城市開發前后水文特征基本不變的情況下，減少對環境的危害，改善城市的水體環境。將海綿城市理念運用于市政給排水設計中，充分考慮城市生態環境因素，完善給排水系統，減少水污染。

2.2 提高雨水資源利用率

海綿城市排水工程體系在不破壞原先排水設施體的基礎上進行改良，提高優城市的降水抗洪能力，并適當增加城市儲水量，依據回用需求對雨水進行集中處理回收利用，實現水資源循環利用，促進給排水系統的高效運轉。海綿城市建設中，雨水資源化利用一般作為總量控制目標的一部分，以促進水資源循環利用，實現城市的可持續發展。

2.3 提升城市空間利用率

隨著城市持續建設，城市人口不斷增長，導致城市居住面積擁擠，基礎建設面臨巨大壓力。通過引入海綿城市理念，科學規劃和設計城市給排水系統，參考當前城市人口數量、城市規模、發展需求，合理設計排水管道和排水設施，減少其占地面積，并盡可能將其融入居民生活工作基本建設設施中，提高城市資源的綜合利用水平。

2.4 提供科學指導意見

海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的原則，其系統建設使城市的排水系統在面對降水變化和洪澇災害時，能夠像海綿一樣發揮彈性作用，實現水資源存儲和凈化，廢水積水排放。在市政排水設計中，海綿城市理念可結合城市地貌、發展特征、老舊傳統給排水系統改造等因素，優化完善排水系統規劃設計。

3 海綿城市在市政排水設計中的應用

海綿城市以構建低影響開發雨水系統為目的，主要控制目標包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等，其建設內容包括：建筑與小區、城市道路、城市綠地與廣場、城市水系等。市政排水系統中主要應用在如下幾個方面。

3.1 海綿城市在綠化帶設計中的應用

綠化帶作為市政園林綠化工程項目，給排水設計人員需要掌握一定的園林綠化工程設計要求和規范，合理貫徹海綿理念來設計綠化帶排水。首先加強自然排水系統設計，鋪設耕種土壤，科學設計砂巖層、滲漏管，使雨水滲透綠化帶時能有效過濾雨水中的雜質，并實現自我水分補給。其次選用透水性較好的材料來鋪設綠化地帶，加上下沉式綠地的作用，使水流可順地面徑流進入雨水槽內，可以有效的儲存雨水。另外設計人員要結合地形設置導流管道、儲水排水溝渠、滲溝渠等。使綠化帶能在強降雨時期大量保存水分并凈化，在干旱缺水時進行水分的補給，實現雨水的循環利用。最后要將綠化帶與給排水管道有效連接，合理設計溢流系統，設置溢流式雨水口，保證在降水量大的時節，雨水會基于溢流系統進到市政管網，起到控制洪峰，防止洪澇災害的作用，或者在下沉式綠地暫時儲存。

3.2 海綿城市在車行道和人行道設計中的應用

目前我國城市的車行道和人行道慣常使用的工程材料透水性能不強，雨天路面濕滑，極端天氣低洼處非常容易產生積水，運用海綿城市理念設計透水鋪裝，更好地改善城市地面土壤成分，對路面材料進行優化，采用透水磚、透水混凝土、透水瀝青等材料，在保證人車安全通行的情況下，提高其透水性和硬度。同時，工作人員需要對雨水口設置、路面坡度進行合理設計，如果路面寬度不夠，可在道路合適的一側進行單坡設計，在道路中央分隔帶的滲水位置下端設置縱向的盲溝，按一定間距設計集水井及橫向排水管，避免路面積水影響人員同行和地下設施結構安全。

3.3 海綿城市在附屬設施中的應用

路緣石是非常重要的道路附屬設施，分為平緣石和立緣石兩種。在進行設計時要根據不同的種類進行分析，平緣石設計時，由于和周圍地表的高度相同要確保降水能由綠化帶流向雨水口，減少積水。立緣石比較高，由于地勢原因只有積水達到一定高度才會流向排水口，這就需要設計人員在給排水設計時增加穿孔路緣石，或者按一定間距分區設置立緣石，做好空隙邊石與間隔邊石的設計。

溝壑可以聚集市政路面的雨水，將其引入排水管道，在此過程中一定要注意不能使雨水口被雜質、垃圾等堵塞。市政水處理設計時要規劃雨水口攔截設備，既能有效溶解微小污染成分，又能阻擋大的堵塞物，保持雨水口落水暢通。

傳統的路肩邊溝主要施工材料是混凝土，其造型不夠多變缺乏欣賞性，不能凈化雨水還容易滯留垃圾造成堵塞，影響雨水排放。而海綿城市利用植草溝來構建給排水系統，在地表的溝渠中種上植被，實現植物對雨水的收集、凈化以及排放作用，將城市附屬設施、園林綠化以及排水設計相結合，使其兼具美容與雨水凈化作用，確保了市政給排水工程效率。

3.4 海綿城市在污水處理系統的應用

科學合理的對城市生活污水、生產廢水、初期雨水分類進行處理排放，是維護城市生態環境、保持良好的城市面貌的有效途徑。運用海綿城市理念將城市道路基礎建設和城市污水排放管路合理結合，深入研究不同污染程度污水處理凈化技術，對城市基本發展情況進行研究改善，提升給排水管道實用性，完善區域水資源平衡設計，解決城市面源污染負荷日趨嚴重的問題。

4 結語

近年來，隨著城市建設的發展，市政給排水系統壓力不斷增加，做好市政給排水設計與建設，緩解城市排水壓力，提高市政排水設計水平是非常有必要的。海綿城市通過滲透、儲存、調節、運輸、截污凈化等技術的組合應用實現低影響開發的目標。如何更好地將其運用到市政排水設計中，從而提升城市環境質量，促進城市健康持續發展有著非常重要的意義，需要人們充分理解海綿城市，加強對其具體應用的研究，將海綿理念貫徹到給排水系統工程的各個環節，為市政給排水建設提供科學的指導方向，保障給排水系統功能的有效發揮，實現城市的全面現代化發展。