建筑給排水設(shè)計中海綿城市理念的概括

武春芳

（太原市建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030000）

0 引言

在全國范圍內(nèi)，太原市屬于一個水資源相對匱乏的城市，據(jù)相關(guān)研究資料顯示，該市的人均占有量僅為全國人均的7%。由此可見，太原市全面做好水資源的管理和利用十分有必要。鑒于此，針對建筑給排水設(shè)計中海綿城市理念這一內(nèi)容進行深入分析具有重要現(xiàn)實意義。

1 海綿城市理念

1.1 政策背景

2018年7月，太原規(guī)劃局對外推行了《太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃局海綿城市規(guī)劃管理暫行規(guī)定》，并于2019年10月末，太原市第十四屆人民代表大會常務(wù)委員會第二十五次會議通過《太原市海綿城市建設(shè)管理條例》，同年11月29日山西省第十三屆人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議批準(zhǔn)，于2020年1月1日起施行，并確定海綿辦在施工圖階段及項目驗收階段，對海綿城市按相關(guān)要求進行審查[1]。

1.2 基本內(nèi)涵

海綿城市是指城市在生態(tài)管理中，能夠如同海綿一樣，在面對自然災(zāi)害或者環(huán)境變化時，能夠發(fā)揮出“海綿”一樣的彈性[2]。例如在降雨之時，同步做好水的吸收、儲蓄、滲透和凈化，并在城市發(fā)展需要之時，將之前所儲蓄的水對外釋放并加以利用，使得人造城市能夠升級優(yōu)化，發(fā)展成類似于一個“超級大海綿”，發(fā)揮出吸收雨水、過濾雜質(zhì)及空氣的功能。同時，起到降溫、抗旱以及防洪等效用，從根源上將水、生態(tài)與人造城市發(fā)展之間的矛盾加以解決，最終實現(xiàn)真正的生態(tài)型低碳城市建設(shè)發(fā)展目標(biāo)。

城市的發(fā)展對于水資源的利用必不可少。此過程中不僅需要強化綠地對于水分的吸收以及滲透功能的發(fā)揮，且在城市雨水徑流控制方面也不可松懈。與此同時，針對雨水資源加以利用時，還需對雨水自然消化進行處理，對于雨水資源凈化能力加以提升。上述目標(biāo)的實現(xiàn)，不僅能實現(xiàn)太原市對于水資源的利用率增長這一發(fā)展目標(biāo)，同時對于太原市當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善性及系統(tǒng)性優(yōu)化也可起到顯著促進作用，最終為海綿城市理念在太原市給排水設(shè)計中的應(yīng)用提供更為有效的幫助。

2 建筑給排水現(xiàn)狀分析

2.1 缺乏系統(tǒng)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，我國無論在理論完善方面還是在技術(shù)應(yīng)用方面，均存在一定的經(jīng)驗缺失問題，而問題出現(xiàn)的根源在于，所有的海綿理念完善和補充，完全依賴于當(dāng)?shù)財?shù)量極少的科研部門以及政府支持，此種不注重社會實踐的研究方式，必然會導(dǎo)致海綿理念的現(xiàn)實應(yīng)用成效受限，相對應(yīng)的管理法規(guī)以及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)自然也隨著與城市給排水建設(shè)結(jié)果產(chǎn)生偏差。

就太原市而言，海綿城市建設(shè)工作開展過程中，雖然政府相關(guān)部門已經(jīng)圍繞城市生態(tài)建設(shè)出臺了諸多的管理方案及規(guī)定，但卻有超出50%以上的規(guī)定僅是居于宏觀角度進行分散且零散的規(guī)劃管理，并未在制度層面形成更具系統(tǒng)性的管理體系[3]。同時，在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，目前山西省僅對外出臺了海綿城市技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)這一政策，且政策中未涉及對于具體開工建設(shè)項目的操作細(xì)節(jié)規(guī)定，導(dǎo)致相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范處于盲區(qū)，影響太原市海綿城市建設(shè)質(zhì)量的同時，縱向視角也無法與其他海綿城市建設(shè)水平相對等，最終對太原市未來海綿城市建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃造成限制。

2.2 雨水資源未充分利用

自然生態(tài)系統(tǒng)中，雨水往往會直接滲透至大地之下，其中少部分會流失，這一特性對于城市建設(shè)而言，能夠顯著促進城市開展地下水補充工作[4]。同時，對于城市給排水的平穩(wěn)運行也可起到一定維持效用，借此進一步為城市發(fā)展提供客觀支持。但是，隨著城市建設(shè)規(guī)模的日益擴大，傳統(tǒng)的自然道路逐步更新升級為硬化類道路，而此項舉措會導(dǎo)致超出85%的雨水無法進入城市地下轉(zhuǎn)化為補充水加以利用。

此外，現(xiàn)階段太原市部分給排水設(shè)計中，對設(shè)計方案進行構(gòu)設(shè)時，并未將雨污分離做到位，造成太原市進行城市水資源管理時，不僅利用率不高，對于其未來現(xiàn)代化城市建設(shè)目標(biāo)的達成也造成諸多阻礙。

2.3 自然氣候影響較大

隨著生態(tài)問題的出現(xiàn)，城市熱島效應(yīng)隨之形成，導(dǎo)致近幾年全球范圍內(nèi)出現(xiàn)高頻次的極端天氣情況，此變化影響下，極大程度會導(dǎo)致城市給排水系統(tǒng)在強降雨天氣形成癱瘓，嚴(yán)重者甚至造成城市內(nèi)澇現(xiàn)象，損害城市居民生命財產(chǎn)安全[5]。與此同時，部分城市在進行海綿城市建設(shè)時，對于氣候變化類因素的思考不夠完善，導(dǎo)致極端天氣出現(xiàn)時嚴(yán)重缺乏緊急應(yīng)對方案，影響城市給排水能力及功能發(fā)揮。

2.4 給排水管網(wǎng)系統(tǒng)陳舊

城市建設(shè)中，由于受到年限的影響，部分區(qū)域內(nèi)的給排水管線由于年久失修，致使當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)諸如土質(zhì)變軟或是地下滲水類問題，甚至部分地區(qū)更為嚴(yán)重，直接形成了“地下空洞”，不僅造成地表路面承載力降低，同時面臨大雨或暴雨沖刷時，很容易出現(xiàn)路表坍塌類安全事故，使過路人員以及周邊居民的人身財產(chǎn)安全受到威脅。

對于上述問題進行解決時，應(yīng)重點針對問題根源進行分析，即對現(xiàn)有的給排水管網(wǎng)系統(tǒng)加以更新[6]。但是，受到系統(tǒng)更新要求專業(yè)性強以及相關(guān)專業(yè)人才匱乏類因素等影響，進一步加大了系統(tǒng)更新和優(yōu)化難度。

3 海綿城市理念應(yīng)用分析

3.1 健全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系

太原市在應(yīng)用“海綿城市”理念進行城市建設(shè)時，應(yīng)該重點將城市建設(shè)法規(guī)的宏觀與微觀充分結(jié)合，構(gòu)設(shè)更加完善的法規(guī)執(zhí)行體系。當(dāng)前，雖然太原市市政部門已經(jīng)對外出臺管理辦法及各項通知，但在管理細(xì)節(jié)上并未詳細(xì)闡明從規(guī)劃到建設(shè)、到維護等多項環(huán)節(jié)中的規(guī)范細(xì)節(jié)。為進一步改善此問題，太原市各級部門應(yīng)該充分做好不同建筑項目的調(diào)查工作，結(jié)合實況制定真正適宜不同建設(shè)施工項目的管理體制及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提升管理體制的靈活性和貼合性，同時在制度執(zhí)行強制性保障方面也不可忽視，為太原市海綿城市建設(shè)未來實現(xiàn)“小雨不積水，大雨不內(nèi)澇，緩解熱島效應(yīng)，水體不黑臭”的環(huán)境發(fā)展目標(biāo)奠定政策基礎(chǔ)[7]。

3.2 因地制宜進行給排水設(shè)計

雨水徑流過程中會出現(xiàn)污染，要建設(shè)海綿城市，在設(shè)計給排水方案時須切實考慮雨水徑流污染的控制，嚴(yán)格按照有關(guān)部門的要求，結(jié)合建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)和實際操作情況，從而做好雨水徑流污染防治工作[8]。針對部分出現(xiàn)雨水徑流污染問題的城市而言，當(dāng)其利用海綿城市理念開展城市給排水設(shè)計工作時，必須提前針對本地的水資源分布以及地質(zhì)狀況進行實況調(diào)查，方能得到最適宜本城市運行的給排水系統(tǒng)。

3.3 從“滲、滯、蓄、凈、用、排”入手設(shè)計

（1）滲——源頭減少徑流，凈化初雨污染。提高城市下墊面滲透性，可避免地表徑流，減少匯集至管網(wǎng)的雨水，同時還有涵養(yǎng)地下水和補充地下水的作用。具體形式為：改變各種路面、地面鋪裝材料、改造屋頂綠化、調(diào)整綠地豎向等。

（2）滯——延緩峰現(xiàn)時間。通過滯留，進一步將雨水的下滲效果發(fā)揮至最大，促使城市中雨水的匯集速度得到延緩的同時，也可對峰現(xiàn)時間延緩起到幫助，將排水困難度降低的同時，進一步預(yù)防和降低災(zāi)害引起的不良后果。具體形式有：雨水花園、生態(tài)滯留設(shè)施、滲透塘、人工濕地等。

（3）蓄——降低峰值流量，為雨水利用創(chuàng)造條件。主要用于收集雨水，使城市降雨得到自然散落，以達到調(diào)蓄和錯峰的作用，同時也為雨水利用創(chuàng)造條件，比較常見的蓄水方案主要以地下蓄水池建造或是塑料模塊水存儲為主。

（4）凈——減少面源污染，改善城市水環(huán)境。通過土壤、植被綠地系統(tǒng)等滲透，能凈化雨水水質(zhì)，減少面源污染，凈水回用，供生產(chǎn)生活使用。凈化工作在階段劃分時，主要分為三個階段：①土壤滲透和過濾凈化階段；②生物處理凈化階段；③人工濕地凈化階段。

（5）用——緩解水資源短缺，節(jié)水減排。充分利用雨水資源和再生水，提高用水效率，緩解水資源短缺等問題。整個過程通過“滲”涵養(yǎng)，通過“蓄”留住，再通過凈化利用，不僅能緩解洪澇災(zāi)害，還能緩解地區(qū)缺水問題。

（6）排——利用城市豎向與工程設(shè)施相結(jié)合。構(gòu)建綠色與灰色設(shè)施結(jié)合的蓄、排水體系，避免內(nèi)澇等災(zāi)害，確保城市運行安全；利用城市豎向與工程設(shè)施相結(jié)合、排水防澇設(shè)施與天然水系河道相結(jié)合及地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式實現(xiàn)一般雨水排放、超標(biāo)雨水安全以及下游用水，避免內(nèi)澇。

3.4 優(yōu)化給排水管網(wǎng)系統(tǒng)

在實際建筑給排水設(shè)計工作中，充分考慮自然因素影響，不斷完善城市建筑給排水系統(tǒng)，引入海綿城市理念，選取技術(shù)可靠的新型衛(wèi)生器具和相關(guān)配件，如感應(yīng)式?jīng)_洗閥、陶瓷芯進水閥、JS型虹吸式高效節(jié)水型坐便器等，對老城區(qū)的排水系統(tǒng)進行改造，對新城區(qū)進行合理規(guī)劃，以緩解雨天排水問題，避免水資源浪費的情況發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，太原市在進行城市給排水建設(shè)時，想要進一步提升城市水資源利用率，充分將海綿城市發(fā)展理念融入其中十分有必要。具體建設(shè)中，首先需針對當(dāng)前的給排水建設(shè)現(xiàn)狀進行分析，總結(jié)本城市水資源利用不足。隨后，抓住不足并利用海綿理念城市理念對其進行彌補，借此構(gòu)設(shè)更具科學(xué)性、合理性的城市給排水管理體系，解決城市給排水問題的同時，進一步促進太原市面向可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)前進。