海綿城市理念在市政道路排水施工中的應用分析

秦成龍，虞潮洋

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

城市的基礎設施建設直接關系到城市發展水平，市政基礎設施包含城市建設的各個方面，其中，作為城市水循環系統重要部分的市政工程排水尤為重要。當出現強降雨等惡劣天氣時，國內許多城市的市政排水管網都會因排水能力不足導致內澇現象，主要原因是市政排水系統設計不當。因此，完善城市的市政排水管網可以提高城市的生活品質和形象。近年來，以海綿城市理念為基礎的市政排水管網設計成為了主流，在設計中結合城市發展特點，保障排水系統設計的合理性，充分發揮排水系統的作用[1-5]。

2 海綿城市的概念

海綿城市又被稱為“水彈性城市”，其主要原理就是強降雨天氣下，城市排水系統可以吸收和存儲雨水，然后雨水經過排水系統得到滲透和凈化，當在城市水資源匱乏時，可以釋放存儲的雨水，實現完善科學的雨洪管理和利用。海綿城市建設采用防滑、滲水特性較好的施工材料，同時以海綿城市為基礎進行的路面景觀設計美化了城市的環境，改善了城市的小生態系統，城市的市容市貌得到了整體提升。與傳統的市政排水工程不同，傳統的道路建設是硬化路面、排水溝建設，側重雨水的快速排放，集中匯集。而海綿城市思維就是對城市進行綠化，建設雨水花園、植物河溝等，側重雨水就地吸收、緩慢排放，有效防范內澇發生。

3 海綿城市理念在市政排水設計中應用的重要作用

3.1 提供設計指導，優化工程規劃

隨著時代的進步和發展，人民群眾對城市建設更加美好的期望提高，因而傳統的市政排水設施已經嚴重影響了城市的生活需求，海綿城市建設的出現不僅具有城市排水功能，還具有蓄水與用水的作用，使城市雨水管理利用效率顯著提高。在市政排水工程設計中，海綿城市符合現代文明城市建設的發展趨勢，有效降低了城市內澇災害。

3.2 提高水資源利用率

基于海綿城市建成使用的城市排水工程，兼具吸水、蓄水、凈化水，利用水的多方面功能，當城市水資源匱乏時，可以將存蓄的雨水轉化為城鎮生活用水，回收利用的雨水可以緩解城市水資源匱乏困境。海綿城市的推廣和建設使水資源得到高效地分配利用，提高水資源使用效率，符合新時代可持續發展的低碳環保、綠色生態城市發展理念。

3.3 提高城市空間的合理利用度

城鎮化的建設發展，帶來大量新增城市居民，在城市承載力有限的條件下，新增人口的涌入給城鎮基礎設施帶來考驗。市政基礎設施建設，尤其是排水系統的規劃和建設應充分考慮這個問題。市政排水設施應考慮城市的發展現狀和趨勢，對人口數量和居住特點進行統計分析，高效利用土地資源，實現市政排水的合理規劃。海綿城市的發展思路可以更加科學合理地利用城市空間，提高城市空間的使用效率。

4 工程實例

本項目位于鄭東新區的某主干道路，是該地近期開發建設的重點道路工程項目，該項目設計遵循人與自然和諧統一的原則，采用海綿城市的設計理念，其內容包括路面排水設計、多功能蓄水池、排水附屬設施布置、生態植草溝、車行道、人行道設計、綠化帶設計。

5 海綿城市理念在市政給排水設計中的運用

5.1 路面及結構內部排水設計

城市道路與排水系統設計相輔相成、互相影響，很多城市道路排水不暢，造成嚴重積水，嚴重影響城市交通出行。因此，對于市政排水系統的規劃設計，應統籌全局考慮路面結構與配套排水設施的匹配合理，路面寬度坡度與雨水匯集口的相關設計應具科學合理，確保雨水季節路面積水有效排放。當路面寬度較小，不利于排水時，可以設計單側坡度實現雨水排放。在本項目的路面設計中，對道路路面的結構進行優化設計，有利于道路積水的排放，同時，可以控制和預防路面裂縫現象。在對路面結構進行優化時，需要考慮路面的實際坡度，以免影響道路的內部結構。此外，在道路中央隔離帶滲水位置處設計縱向盲溝，同時還需要設計排水管和集水井，利用盲溝收集雨水，并通過集水井和排水管進行排放，增強對雨水的收集、排放效果。

5.2 建設多功能蓄水池

市政設施工程巨大，尤其是市政排水工程需要大量投資，因此，在進行海綿城市設計時，要保障頂層設計的合理性。海綿城市設計源于日本，由于日本特殊的地理位置和環境，需要建設功能強大的市政排水工程。在日本排水系統中，多功能蓄水池作用顯著，蓄水池可以合理調配雨水資源，同時對城市微生態有積極效果。因此，本項目的排水工程設計借鑒這一成果，充分考慮城市的地理環境等因素，合理設計蓄水池，使雨水經過地下排水管網匯集至蓄水池，經過蓄水池的凈化處理后成為城市用水循環利用。

5.3 附屬設施的設計

排水附屬設施對排水工程也是不可或缺的，應根據城市地理環境等特點進行綜合設計。在本項目的排水工程中附屬設施就是路緣石了，路緣石分為平緣石和立緣石，平緣石高度與周圍地面等高，這樣可以避免路面積水，確保雨水順利流入到綠化帶、雨井口；而立緣石一般比周圍地表要高，積水高度達到一定程度，再流入雨井口。同時，本項目的附屬設施也包括路肩邊溝，傳統的路肩邊溝使用材料為混凝土，不僅美觀性不足，而且起不到雨水凈化作用，反而經常會發生堵塞，應用海綿城市設計理念，采用植草溝代替路肩邊溝。

5.4 生態植草溝

綠化帶同樣是市政排水工程的重要組成部分，在海綿城市理念下，應結合城市地形對綠化帶進行優化設計。綠化帶可以設計下凹形，綠化帶土壤選擇透水強的，并且土壤層用碎石和砂石配合，并在其上面種植綠植形成草溝。植草溝有很強的雨水收集能力，在道路橫坡位置設計草溝可以發揮其強大收集雨水能力，并在草溝土壤下面的砂石設計盲管，可以避免雨水滿而溢流。但是植草溝的設計會使路基經常在雨水中浸泡，破壞路基結構的安全和穩定，可以在植草溝的底部和側面鋪一層土工布解決路基遭受浸泡的問題。

5.5 車行道中滲透海綿城市理念的設計

目前，我國道路普遍為柏油馬路，雨季來臨時柏油馬路透水能力不強，會導致嚴重的道路積水，高溫增發會產生熱島效應，同時影響地下水的補給。本項目結合海綿城市理念，馬路鋪設采用透水性較好的混凝土材料，確保能夠及時吸收雨水，避免路面積水，保障地下水系統的正常補給，然后在路面鋪設一層瀝青，確保大多數雨水直接流入道路兩側的盲溝中，同時防止雨量過多，影響材料的吸水性能。

5.6 人行道中滲透海綿城市理念的設計

人行道是市政工程的一部分，直接影響著城市居民的出行體驗，在傳統的人行道路面上，經常由于材料的透水性較差，雨天積水濕滑嚴重影響了行人的出行便捷。本工程基于海綿城市設計理念，人行道建設采用透水性較強的混凝土材料，提高路面雨水吸收效率，在補充地下水資源的同時，可以調節路面的溫度和濕度，改善局部氣候條件。但是，就目前的道路建設情況來看，由于部分城市經濟能力有限，對海綿城市建設這種投資量大的工程預算有限，尤其是透水性好的材料價格比較高。因此，在市政排水工程設計時依然采用基層排水管來實現，通過傾斜管道在合理的范圍內，達到良好的排水效果。

5.7 設計綠化帶

基于海綿城市這一新的方法，綠化帶設計有以下幾個方面注意需要考慮：①綠化帶設計應有滲透和過濾功能，雨季時，降雨可以通過綠化帶得到過濾并凈化，然后再鋪設綠植，收集并凈化后的雨水可以用作城市道路灑水等用途；②選用滲透性好的材料，將收集的雨水引入綠化帶內，經過滲透后，可以經過地下盲管和排水管網實現雨水的收集和排出；③綠化帶中應配套設計導流設施，合理引導雨水流動，防止內澇破壞綠植。

5 結語

近年來，城市人口擴張，城市版圖不斷擴大，城市排水系統沒有得到相應改善，尤其是老城區，由于地理環境受限，市政排水設施較差，內澇現象經常發生，給城市設施和人民的財產安全造成了巨大損失。海綿城市理念給城市排水系統的建設帶來新思路，通過引入新的設計思路，市政排水系統和其他系統的有效配合，城市排水效果得到了顯著改善，海綿城市為下一步生態化、現代化、低碳化城市的規劃建設提供了新思路。