海綿城市理念在市政給排水設計中的應用研究

谷志武 北京市市政專業設計院股份公司安徽分公司

近些年，我國水資源短缺、雨水徑流污染、自然水無效循環、防洪排澇等問題日益嚴峻，如何有效緩解這些問題，實現城市建設可持續發展，推進海綿城市建設成為當前市政基礎工程的重要內容。海綿城市理念具體指在發生自然災害時，城市能夠像海綿一樣，具有良好“彈性”，最大限度的實現雨水蓄存、滲透、凈化、吸收，提高城市水資源利用率，緩解部分城市的熱島效應，維持城市生態系統平衡，由此可見，將海綿城市理念引入傳統的市政給排水工程設計中，對實現城市的可持續發展非常重要。

一、建設海綿城市的概念

1.海綿城市理念。是指在面對自然災害效應時，城市能夠像海綿一樣，具有良好的“彈性”，最大限度的實現雨水蓄存、滲透、凈化、吸收，提高城市水資源利用率，緩解部分城市的熱島效應，維持城市的生態系統平衡，是現代化城市給排水工程設計的重要理念，打破了傳統觀念中的“以排為主”，從源頭實現對自然降水的綜合利用，完成有效的水資源循環[2]。

2.海綿城市理念的基本原則。（1）堅持人與自然和諧共處的原則。海綿城市理念是以現代城市建設的可持續發展為基礎，堅持人與自然和諧共處的思想理念，提高城市的“海綿彈性”能力。這種全新的給排水工程設計理念，打破了傳統的粗放式開發方式，對自然環境進行合理開發，實現城市綜合資源和諧發展。（2）遵循保護生態系統平衡原則。在進行海綿城市給排水設計中，設計人員應進行實際考察，在保護生態平衡的基礎上進行合理規劃。（3）遵循有效的“蓄、滲、凈、吸、用”原則。在傳統的給排水系統設計中，限于技術因素，在防澇排洪環節中主要以排為主，而全新的海綿城市理念打破了這一現狀，綜合運用城市建設的“蓄、滲、凈、吸、用”功能，實現水資源的有效循環。（4）堅持資源綜合、有效利用的原則。對現有的資源進行整合，做到科學、有效的綜合性利用，堅決不允許浪費資源的情況出現。

3.打造海綿城市的重要性。海綿城市理念對于打造現代化城市建設是十分重要的，對維持生態平衡、水資源有效利用、防澇排洪、推動城市可持續發展都具有重要作用。（1）就海綿城市理念的概念來看，與市政給排水系統功能是密不可分的，主要表現在：海綿城市理念的有效運用能夠改善給排水系統功能，打破傳統給排水工程以排為主的設計理念，緩解城市給排水系統壓力。因為海綿城市理念在實踐應用中融合了大量自然因素，特別是下沉式植草溝、綠化結構降水項目，都可以應用于給排水系統運行中。（2）更好解決城市內部旱澇問題。目前在我國很多城市中，自然氣候造成的旱澇災害以及生活和工業用水供給不均等現象非常常見，特別是遭遇強降水和連續干旱天氣時，城市內旱澇嚴重。因此，加強城市給排水系統優化建設十分重要，海綿城市理念作為重要內容，在城市遭遇強降水和干旱天氣時可以發揮更強的水資源利用能力。（3）提高水資源利用率。水資源匱乏、利用不合理已經成為目前很多城市發展所面臨的重要問題，如何有效利用水資源也成為市政給排水工程建設的關鍵內容，海綿城市理念基于強大的蓄、滲、吸、凈等功能，可以在干旱天氣給城市及時補水，在內澇時緩解城市壓力，有助于維持生態平衡[3]。

二、傳統市政給排水工程存在的問題

1.傳統市政給排水系統不完善。根據我國水利部2010年至2016年調查數據顯示，我國每年平均有約180座城市發生內澇災害，側面反映出城市給排水設計的不合理。傳統的給排水系統大多只注重人工排水建設，忽略了自然水循環的能力，導致在夏季強降雨天氣下，傳統給排水系統面臨巨大壓力，同時還會出現城市熱島化、地下水位下降等問題，由此可見，科學改造市政給排水系統，優化給排水設計是十分必要的。

2.雨水資源利用率不高。目前，我國已被聯合國認定為“水資源緊缺”國家，水資源短缺、水資源利用率低已成為限制我國經濟建設和城市發展的重要因素。我國對雨水收集及污水處理建設還存在很多問題，列如，在河道治理項目中，并沒有有效的終端攔截設計，導致很多垃圾進入河道，污染徑流；在很多中小城市，雨水收集與污水收集徑流處理還未做到有效區分[4]。

3.城市蓄水功能不足。隨著城市化進程加快，建筑面積增加，地表硬化率提高，綠化地減少，導致地下水無法下滲，只能將雨水通過導入收集管道的方式排出，大大降低了城市蓄水功能。

三、海綿城市理念在市政給排水設計中的應用

1.路面結構設計。（1）在系統設計前應進行全面的實際環境調研，掌握施工區域的地質水文、氣候條件變化規律等，本著優化路面結構滲透性、排水性功能，增大綠化面積原則進行方案設計。（2）雨水收集口設計要合理，既能保證雨水合理排放，又能回收水資源。

2.車行道設計。（1）合理設計人行道。基于海綿理念，應在掌握施工區域的地理環境等自然條件后進行設計，選擇透水性較強材料，避免在降雨量較高季節出現雨水積壓情況。（2）合理設計機動車道。道路鋪裝盡量選擇透水性較強的材料。

3.海綿城市蓄水設計。在海綿城市理念中，提倡在給排水設計中將雨水資源以自然環境的排水功能進行調蓄。通常采用降低綠化高度、布設透水墊層等方式，也可以在道路周邊利用公共地下空間設計蓄存水池，達到水資源回收、凈化、調節的功能。

四、總結

目前，打造海綿城市已經成為現代城市建設可持續發展的重要方向，對提高城市水資源利用率，維持生態平衡，改善人民生活質量，構建人與自然和諧相處的社會環境具有重要意義。