基于海綿城市理念的市政道路排水設(shè)計思考

薛曉虎

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 山西太原 030001）

0 引言

市政道路給排水工程在城市雨水、污水及生活用水等方面具有重要的作用，將直接影響居民的生活質(zhì)量要求。海綿城市的理念在近年來得到了諸多相關(guān)領(lǐng)域人員的青睞，并且對市政道路給排水項目的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。

1 海綿城市的理念

海綿城市理念是新世紀(jì)出現(xiàn)的一種科學(xué)的管理概念，也被稱作“水彈性城市”，甚至被譽為低影響雨水管理系統(tǒng)。它能夠發(fā)揮吸水、蓄水、凈水等多重水處理功能，滿足城市發(fā)展過程中的不同需要。同時海綿城市理念的運用能夠有效的減少和緩解當(dāng)前城市熱島效應(yīng)帶來的不利影響，通過降低和保持道路表面的溫度，使其避免發(fā)熱[1]。更重要的是，在市政道路給排水項目的設(shè)計中，該理念能夠?qū)⒄麄€設(shè)計系統(tǒng)的功能進(jìn)行合理的完善，使系統(tǒng)價值最大化發(fā)揮，促進(jìn)市政道路修復(fù)、滲透等功能的提升，從而幫助我國緩解自然生態(tài)與社會發(fā)展中的問題，提高水資源的利用率。

2 海綿城市理念在城市建設(shè)中的重要性

2.1 改善自然環(huán)境

市政道路給排水項目是我國城市建設(shè)中的重點項目，但是在當(dāng)前城市化的發(fā)展過程中，與環(huán)境資源的保護出現(xiàn)了一些矛盾，使社會的發(fā)展受到一定的限制。目前我國很多城市出現(xiàn)了水資源短缺和雨水地表徑流的污染問題，為了避免生態(tài)退化與環(huán)境污染問題，城市給排水項目的完善與提升十分重要。通過海綿城市理念與市政給排水項目設(shè)計的融入，不僅能夠很好的改善這一現(xiàn)狀，還能根據(jù)相關(guān)政策的要求有效的協(xié)調(diào)城市發(fā)展與自然環(huán)境的關(guān)系，達(dá)到改善自然環(huán)境的目的。

2.2 水資源的科學(xué)管理

海綿城市理念的科學(xué)運用，能夠在城市市政道路的設(shè)計中發(fā)揮重要的作用，并將其海綿效應(yīng)充分發(fā)揮，優(yōu)化排水系統(tǒng)，更好的提升城市在蓄水、排水方面的水平。海綿城市理念的應(yīng)用能夠確保水資源的合理應(yīng)用，減少資源的耗費，并在此基礎(chǔ)上能提高城市的排澇能力，實現(xiàn)水資源的科學(xué)管理。

2.3 提高市政道路給排水設(shè)計的質(zhì)量

在城市市政道路的設(shè)計工作中，運用海綿城市理念到市政排水項目中還能夠根據(jù)需要進(jìn)行流程的調(diào)控，能夠有效的改善城市自然環(huán)境，并降低建設(shè)過程中對城市基底環(huán)境造成的危害，從而提升經(jīng)濟效益。另外，海綿城市理念的運用還能夠借助系統(tǒng)的建設(shè)，緩解我國現(xiàn)階段多數(shù)城市面臨的水資源短缺問題，地表雨水徑流污染問題。

3 市政道路海綿設(shè)計思路

市政道路海綿設(shè)施是海綿城市的重要組成部分，是城市排水防澇的重要設(shè)施，一般采用低影響開發(fā)理念進(jìn)行技術(shù)設(shè)計。海綿城市是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，市政道路海綿設(shè)施是這個系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計不僅應(yīng)與城市海綿設(shè)施規(guī)劃相銜接，還要符合城市排水防澇設(shè)施的相關(guān)要求。城市海綿設(shè)施建設(shè)的目的是促進(jìn)雨水資源利用，主要目標(biāo)就是控制雨水的地表外排量，增加雨水的儲存和下滲量，使城市水資源具有彈性。城市道路作為城市排水設(shè)施的載體，也是實現(xiàn)海綿城市的有力抓手。市政道路海綿設(shè)施通常采用透水鋪裝和下凹式綠地等措施來控制雨水徑流量，其思路是雨水降落到路面后，先通過道路或綠地的滲入地下進(jìn)行儲存。隨著雨水滲透量的增加，土壤的吸水性將達(dá)到飽和，剩余的雨水再通過排水管渠進(jìn)入雨水儲存設(shè)施中，雨水儲存設(shè)施存滿后多余的雨水最后進(jìn)入市政排水系統(tǒng)排入河流。海綿化設(shè)計具體實踐到市政道路是一個比較復(fù)雜的綜合性工程。不僅要考慮城市的規(guī)劃、防洪排澇、綠化和工程地質(zhì)等多個專業(yè)，還要考慮工程的經(jīng)濟合理。因此在設(shè)計前要對這些條件進(jìn)行綜合考慮才能設(shè)計一個完善健全符合海綿城市要求的排水系統(tǒng)。

4 市政道路海綿設(shè)計的措施

4.1 道路設(shè)計

城市道路由機動車道、非機動車道和人行道組成。在車行道的設(shè)計中基本會采用非透水性道路施工的手法，但是這樣的工藝很有可能導(dǎo)致道路表面的滲水能力不足，在雨水季節(jié)甚至?xí)斐煞e水，影響車輛的正常行駛。而通過海綿城市理念的應(yīng)用能夠很好的控制這類問題。例如，在車行道的設(shè)計中相關(guān)人員可以挑選質(zhì)量上佳、具備良好滲水能力的瀝青混凝土作為主要材料，并鋪設(shè)于道路的上面層部分，下面層的部分則需要挑選不具有滲水性的材料，防止影響地基的穩(wěn)固性。在上下面層中間要設(shè)置導(dǎo)流層將雨水集中到盲溝，盲溝導(dǎo)入道路周邊綠化帶，從而促進(jìn)水資源的循環(huán)利用[2]。在引流的設(shè)計方面，工作人員需要注意根據(jù)地質(zhì)特點與實際需要控制坡度的范圍，一般情況下，需要保持在0.3%～1%之間。

人行道的主要作用在于方便人們的步行，也已經(jīng)成為市政道路工程中重要的環(huán)節(jié)。運用海綿城市的理念，可以進(jìn)一步改善人行道的設(shè)計，提升人們的出行質(zhì)量，同時能夠增強雨水等資源的利用率。在人行道設(shè)計的過程中通過采用滲透性鋪裝材料增強市政道路的滲水能力能有效的減少和避免路面出現(xiàn)積水的問題。并且還能對道路的溫度與濕度進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而有效提升我國城市建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)城市化的發(fā)展。

4.2 道路綠化帶的設(shè)計

市政道路綠化帶海綿設(shè)計過程主要有以下幾點：①雨水的收集主要采用下沉式綠地。下沉式綠地設(shè)置在三塊板道路的機非隔離帶處，在結(jié)構(gòu)形式上承凹型，可以使雨水下滲并存儲部分雨水，下凹式綠地的高度通常是在道路路面下方15cm左右。為了在大雨時使路面的雨水能夠盡快排走，在下凹式綠帶中間設(shè)置溢流口，溢流口的高度與該處道路橫斷面最低處高程一致，溢流口連接道路下的雨水排出系統(tǒng)能使超量的雨水盡快排走。②綠帶要考慮對水質(zhì)的過濾，城市路面的初期雨水污染比較嚴(yán)重，初期雨水的過濾環(huán)節(jié)能夠緩解地下水的污染問題，保證其清潔度，并且提升雨水的利用率。在綠地與道路銜接處鋪設(shè)砂石，能有效的截留一部分污染物進(jìn)入綠地和城市排水系統(tǒng)。③滯蓄緩排，傳統(tǒng)道路排水將人行道、非機動車道和機動車道雨水均通過雨水口排入道路排水系統(tǒng)。道路海綿設(shè)計通過機動車道兩側(cè)的開口路緣石將雨水匯流至下沉式綠地，下沉式綠地中設(shè)有溢流式雨水口，綠地內(nèi)土層隨著雨水滲入量的增加，含水率飽和后水位上升到高于溢流式雨水口頂面標(biāo)高時，雨水溢流入雨水口排入下游雨水排水系統(tǒng)。這種道路海綿設(shè)計不僅可對雨水進(jìn)行調(diào)蓄，還能達(dá)到雨水錯峰排放的效果。

4.3 路緣石的設(shè)計

市政道路一般設(shè)置路緣石，路緣石的設(shè)置又影響雨水排入道路中的綠帶內(nèi)。因此設(shè)計中需要對路緣石包括平緣石與立緣石進(jìn)行科學(xué)的安排。正常情況下，平緣石的高度與地面基本一致，因而能夠?qū)⒂晁樌匾髦潦占?，防止路面積水的問題。但是立緣石特征較為明顯，雖然具有同樣的引流功能，但是高度比路面高，阻止了雨水直接排入綠帶。因此，在海綿設(shè)計中可以通過打孔、豁口等方式實現(xiàn)雨水引流和排入綠帶。在實際的工程設(shè)計中如果道路中的綠帶比較寬，可以去掉立緣石采用路肩的方式，使道路路面雨水更快的排入兩側(cè)綠帶中。

4.4 排水系統(tǒng)設(shè)計

海綿城市的設(shè)計理念為“滲、滯、蓄、凈、用、排”，道路海綿設(shè)計要結(jié)合城市的實際情況，利用LID源頭滲透技術(shù)中涉及到植被緩沖帶，并且將中途技術(shù)與末端存儲技術(shù)合理應(yīng)用，因地制宜選擇科學(xué)合理的措施。例如，在降水多不缺水的地區(qū)，采取的主要措施是“滲、滯、凈、排”主要通過下滲式路面、下凹式綠地結(jié)合排水系統(tǒng)，能有效的起到雨量消峰和減少排水系統(tǒng)建設(shè)投資的作用。采用海綿設(shè)計將雨水導(dǎo)入綠化帶，綠地設(shè)計中通常設(shè)計有沉淀過濾設(shè)施，對初期雨水起到了有效的凈化作用。但是在缺水的地區(qū)，除了上述的措施外還需要在綠地中建設(shè)需水池，或結(jié)合城市公園建造人工湖對雨水進(jìn)行儲存，對雨水進(jìn)行凈化后對水資源進(jìn)行綜合利用。另外，在徑流受到污染的區(qū)域，還要注重對污染源的管控，結(jié)合凈化技術(shù)的使用，實現(xiàn)雨水資源的再利用。

5 結(jié)論

綜上所述，基于海綿城市理念的市政道路給排水項目的設(shè)計對于我國城市建設(shè)水平的改善與提升有著重要意義。設(shè)計人員需要在該方面加大重視程度，并在充分了解海綿城市理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況，運用有效的海綿設(shè)計手段，實現(xiàn)我國城市建設(shè)質(zhì)量的提升。