海綿城市理念在市政給排水設計中的運用探究

劉晨晨

【摘要】海綿城市效應的重要內容是通過對城市有關設施開展綜合改造，如同海綿一般，吸附大量的雨水資源，進而改善城市用水難的現狀，同時，減少城市內澇，提升城市對自然災害的抵御和應對能力。加強對海綿城市的研究和應用，對于新時期的城市創新發展有著非常突出的借鑒意義。海綿城市效應能夠通過人工干預與疏導，優化自然資源利用，為市政給排水減輕壓力而節省的水資源，可在綠化、灌溉、衛生等諸多領域顯現應用價值，促進城市水資源的循環利用，維護城市健康有序運轉。市政給排水系統的設計者應該加強對海綿城市理念的研究與分析，認清這種理論和思想的重要意義，并把其中借鑒的原理和方法運用到給排水工程建設當中，為水資源開發利用提供支持。

【關鍵詞】海綿城市理念;市政給排水設計;應用實踐? ? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.090

1、海綿城市的概念與意義

海綿城市是生態城市發展模式下提出的一種全新的城市規劃設計理念，通過一些特殊結構的路磚、具有吸納性的施工材料以及具有蓄水能力的設施提升城市的排水能力，同時也能合理地將雨水利用起來。海綿城市的設計理念改變了傳統市政道路的設計模式。傳統的市政道路工程所使用的施工材料多為實體結構的路磚及路基，這些施工材料的滲透性能較差。在雨季降雨量較大時，大量水體會被阻隔在道路表面，此時就考驗著市政給排水系統的排水能力。當給排水系統設計不合理、降雨量大于排水系統排水量時，城市排水系統就會發生癱瘓，導致城市中出現大量積水區，引發城市內澇災害。出現積水區不僅影響市民出行，同時區域范圍內的車輛、建筑也會受到影響，造成一定的經濟損失，這對城市發展極為不利。將海綿城市設計理念應用于市政道路給排水工程，對傳統的設計模式加以優化改進，減少硬化路面設計，采用更具吸納性、彈性的施工材料，設計具有蓄水能力的綠地景觀區域、濕地區域，不僅可以有效緩解城市排水系統的壓力，也能有效地利用雨水，引進生態城市的建設。雨水的收集與利用，能豐富城市的水資源供應，在海綿城市理念下設計的具有蓄水功能的綠地景觀區域、濕地區域也能發揮生態功能，成為城市中重要的景觀區域，這種設計模式符合生態城市建設發展的要求。

2、市政給排水設計存在的不足

2.1排水設施不完善

隨著城市化腳步進展加快，城市規模也不斷擴大。由于城市建筑物種類不斷增加，城市的廢水排放量也有所增加，居民對水資源的需求量也逐漸增大，市政給排水設計原有的排水設施不能滿足城市發展需求。原有的排水設計存在技術不足和排水設施不夠完善等缺陷，同時排水管道隨著時間推移也開始老化，排水系統設計的覆蓋范圍不夠廣泛，不能滿足現代城市化建設對排水系統的需求。因此，針對原有排水系統存在的問題，市政管理者需要在城市排水系統建設方面加大資金投入，對原有的排水系統設計進行優化，同時完善排水設施。

2.2城市環境條件較為復雜

針對現代城市的發展，市政道路的規劃建設是極為重要的內容之一，為了充分發揮市政道路的使用功能，延長其使用壽命，應做好給排水系統的設計工作。當前的給排水設計已難以適應越來越復雜的自然環境條件，導致城市給排水系統面臨較多難題。例如，在惡劣的暴雨天氣影響下，城市給排水系統無法及時排水，降雨量顯著增多超過給排水系統負荷時，容易引發洪澇等自然災害。另外，在實際開展給排水設計工作時，部分設計者對前期準備工作沒有足夠重視，未提前對周邊環境狀況進行實地調查，導致最終的給排水工程設計方案不符合相關標準規范，未能有效減輕城市在暴雨天氣時的給排水負荷。

2.3未充分利用水資源

城市人口密度較大，對水資源需求較高。但是，城市現存水資源有限，不能有效滿足人們的用水需求。另外，大部分城市中擁有的土地資源都表現出硬化程度，顯著降低了城市土地的滲透能力，無法及時將降水與排水滲透至地下，形成的積水會通過蒸發上升至空氣中，或者流入城市排水管道內形成死水，這些水未得到充分利用，降低了城市水資源的利用效率。

3、海綿城市理念在市政給排水設計中應用的原則

第一，防澇原則。在目前的城市化發展當中，有很多給排水設施比較老舊，無法正常發揮作用，因此，出現了明顯的積水、洪澇等問題，這無疑為市政給排水系統正常運行效果帶來了消極影響。面對這種情況，設計者需要在實際設計活動當中貫徹防澇原則，提高洪澇防范和應對能力。在城市建設中排除積水是非常關鍵的，既可以確保給排水系統的設計質量，也可以在此基礎之上回收水資源，減少資源浪費，改善水資源緊缺的現狀。第二，節約原則。節約一直以來都是我國備受推崇的文化觀念，當然這種節約原則也適合用于市政給排水設計當中。設計者應該認清資源節約的重要意義，在系統設計和動態優化當中，都要始終堅持節約準則，避免對原有管路進行修改，而是立足原有基礎展開科學化設計，注意水資源的回收再利用。

4、海綿城市理念在市政給排水設計中的具體應用

4.1車行道的設計

在設計車行道時，要選擇合適的施工材料，尤其要選擇透水性能良好的材料，如瀝青混凝土結構，借此提升路面的承載能力，也可以將傳統材料與新型材料結合在一起進行應用。另外，相關設計者還要對其坡度予以科學驗證，避免在大雨天氣，出現雨水聚集的現象。可以在機動車道兩邊設計邊溝，同時在邊溝中種植合適的植被，借助兩邊的坡度，將雨水引流到邊溝中，既能滿足植物的生長需求，還能使多余的雨水經邊溝植物的過濾，被引入到蓄水設施或者是其他綠化帶之中，實現有效地分流，也能夠在干旱時緩解用水緊張問題。

4.2人行道設計

人行道會給市政給排水設計帶來重大影響，尤其是會影響到整個系統功能的發揮，所以應該將人行道的合理設計作為一項重要工作來抓，結合工程施工建設的要求，改善和提高市政給排水系統功能，徹底變革以往落后的人行道設計思想，用海綿城市理念推動設計創新。設計者應該對城市地形情況進行綜合考量，恰當選取科學材料，設計人行道給排水系統，著重促進雨水資源的利用。例如，新型排水系統設計需要隨地形變化而發生相應的變化，做好科學化的密度分布。西高東低的城市需要確保設計的給排水系統順應這樣的地形趨勢，呈現樣態分布特征。東高西低的城市，當然也遵循著這樣的規律和地形趨勢保持一致。在人行道給排水系統設計中，要注意對新材料的使用，選擇性能好、經濟安全以及可再生的材料，確保雨水滲透有效性，提高雨水資源的收集效果，并為后續利用打基礎。

4.3運用于城市綠化建設

市政給排水系統采用海綿城市理念，能夠有效促進水資源的循環利用。為了改善城市居住環境，城市建設過程中會對城市進行綠化設計，城市綠化保養工作離不開對水資源的利用。因此，在市政給排水系統采用海綿城市理念時，排水系統的建設可以和綠化場地的建設相結合，在城市遇到大量降雨時，綠化場地能夠及時分擔排水系統的壓力，從而不會造成城市洪澇的情況發生。在干旱天氣時，排水系統儲存的水資源能夠對綠化場地進行養護，有效保護了綠化植物的正常生長。因此，通過排水系統和綠化場地建設功能相結合的方式，合理的對水資源進行了循環利用，從而城市建設也走上了可持續發展的道路。

4.4海綿城市理念指導下的路基排水設計

對于城市道路給排水設計來說，設計優化必須確保設計前對相應的施工道路情況有充分的了解，以相應數據參數指導給排水方案設計。不同的氣候條件、土壤類型、地質條件對應不同的給排水路基設計方案，因此，前期調研與綜合分析是城市道路路基排水設計優化的基本要求。以海綿城市理念指導路基排水設計，必須確保施工道路的透水性能，正式施工前，以晾曬的方式進行路面排水性能檢測與調整，配合碾壓的方式。若晾曬與碾壓都沒有起到良好的排水性能調整效果，可以配合換填技術，以提高路基透水能力為路基排水設計的主要目標。具體情況具體分析，施工區域如果是軟土層，對應的路基強度要相應提高，只有準確地了解路面情況施工各要素的影響，提出針對性的改善措施，才能確保路基排水設計的優化。

4.5海綿城市的銜接帶設計

海綿城市銜接帶設計，是指對海綿城市道路綠化帶的設計，海綿城市的綠化帶設計，還包括其他與海綿城市進行連接的重要紐帶，對于海綿城市的設計，我們要對海綿城市在設計時，就要檢索當地的資料，要結合當地的氣候條件，要掌握當地適宜種植的植物，要將綠化帶形式考慮到設計之中，這樣才能有效地選擇海綿城市銜接模式和銜接技術，才可以完成海綿城市的設計。同時還要應用源頭滲透、中途滲透等相關技術，對海綿城市進行設計，這樣才能使海綿城市建成后，可以有效地排放雨水。為了提高海綿城市的功能，我們還要在海綿城市的設計過程中，積極采用植草溝，積極利用調節塘來收集雨水，形成濕地，使海綿城市可以有效地蓄存雨水。此外我們還要根據海綿城市的不同區域，對海綿城市的不同情況，采取適當的措施，對海綿城市進行具體的設計，使海綿城市能夠成為水資源豐富的區域。因此，在海綿城市的設計過程中，我們可以選擇現代科技中最佳的凈化技術來保證雨水水質，而對于一些海綿城市水資源比較缺乏的區域，我們要注意雨水的回收率，要注意采取有效的對策，提高這些海綿城市的雨水回收率。這樣就可以使這些海綿城市提升雨水的回收率，使這些海綿城市更加科學合理的利用雨水，使海綿城市更好地為人類服務。

4.6附屬設施設計

附屬設施在市政給排水系統中發揮的作用不容忽視。在對附屬設施進行設計前，應安排專業人員做好周圍環境的調查工作，為設計工作的有效開展提供可靠的參考依據。應注重對設計理念的更新，嚴格將海綿城市理念落到實處，確保施工材料選擇的合理性，可采用草植溝的模式取代傳統混凝土材料，增強附屬設施的吸水性能。

結語：

市政給排水建設系統采取海綿城市的理念，增加了獲取水資源的渠道，從而緩解了水資源缺乏的問題。海綿城市理念運用到市政給排水系統建設中，能夠有效提高城市空間的使用率，同時提高了水資源的利用率也促進了對生態環境的改善，符合可持續發展理念。海綿城市理念運用在道路設計、城市綠化建設和城市水資源凈化系統等方面，不僅促進了水資源在城市運轉中的循環利用，同時也改善了城市生態環境。

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