海綿城市理念在市政工程設計中的體現探討

鄔青山

（陜西省漢中市南鄭區市政公用事業管理處，陜西漢中 723100）

0 引言

隨著我國經濟的飛速發展和城市化進程的不斷加快，城市規模不斷擴大，生態環境問題也不斷的出現，城市里的屋頂、公路、道路、公園和停車場等不透水表面數量急劇增加，降雨后的雨水迅速流過不透水表面，以極快的速度和數量到達排水口或公共排水管道，極易造成城市內澇災害。究其原因，就是在市政工程設計時采用傳統模式，標準過低，方法落后，存在重地上、輕地下的觀念，未對道路、綠化帶、人行道、街頭綠地等雨水排放進行統籌安排，排水系統銜接不暢。鑒于此，找到一種既對環境負責、又具有實用性、美觀性而且充滿活力的規劃、設計和施工的解決方案成為當前急需破解的難題。海綿城市建設就是我國在參考國外低影響開發、水敏感性城市等城市雨洪管理等概念基礎上提出的“中國式道路”。

1 海綿城市概述

海綿城市，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，即城市可以像海綿一樣自由伸縮，對空氣、水資源進行吸收、釋放和凈化，對外界表現出良好的環境適應能力。海綿城市理念是在生態文明建設背景下，基于城市水文循環、用城市資源解決城市問題，重塑城市、人、水新型關系提出的新型城市發展理念，是新一代城市雨洪管理概念。提倡利用建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，達到下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水的目的，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。在現代化市政工程建設中，融入海綿城市的理念，科學解決城市內澇問題，建設形成有效的水循環系統，改善城市水環境，促使城市健康持續發展。

圖1 海綿城市（圖片來源：網絡）

海綿城市理念的主要特點：①恢復城市水生態，重新構建城市水文系統。以往城市建設規劃中市政工程道路的設計中，地表硬化的情況比較普遍，對原本的城市水資源循環系統造成嚴重影響，同時還破壞當地的自然生態環境。海綿城市建設理念，徹底改變原來的單一性排水系統，統籌兼顧各個方面，比如生態系統模擬、雨水徑流量和當地徑流水質的控制進行有機化合理整合，加強對自然生態景觀的重視，重新構筑新的城市水循環系統；②改變傳統排水防澇設計思路。傳統的市政排水模式認為，雨水排的越快、越多、越流暢越好，海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，通過透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設施、滲透塘、滲井、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調節池、植草溝、滲管、滲渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲慮等技術手段。把雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環使用和排水等技術密切結合，經過設計師統籌設計規劃，減少城市地表水徑流量，維持城市地塊開發前后水文特征不變，強調對雨水的循環利用，維持或恢復城市的“海綿”功能。

2 海綿城市理念在市政工程設計中應用的要點

2.1 在城市道路設計建設中海綿城市理念的應用

在城市道路設計中，涉及各種不同的工程設計原理，將海綿城市理念融入到市政道路設計之中，體現“滲”的特點，使用透水性較好的鋪裝材料進行路面鋪設，充分發揮透水鋪裝具有峰值流量削減和雨水凈化作用，引導外界降水能夠快速地滲入到地層。重點是加強人行道與車行道的設計，特別是在進行車行道設計環節，要選用透水性能比較好的透水瀝青混凝土或透水水泥混凝土作為路面鋪裝材料，中間層和基層可選用非滲透性建筑材料，防止徑流雨水下滲對路面及路基的強度和穩定性造成破壞。利用路面的高低差異，使積水直接進入道路旁的綠化帶，實現水資源的再利用。同時透水鋪裝路面設計還應滿足路基路面強度和穩定性等要求，道路縱坡控制在0.3%～6%，橫坡控制在1%～1.5%。

在人行道設計中，選用透水性好的新型鋪裝材料。透水鋪裝所用的磚塊有著密密麻麻的孔隙，它模擬土壤的空隙結構，使雨水能迅速通過這些空隙排走，流入地面，人行道的溫度和濕度可以調節，以補充地下水資源。人行道上的行道樹可建成生態樹池，在樹池之間采用透水鋪裝，通過雨水滲透補給地下水，凈化雨水，促進行道樹的生長。

2.2 在城市綠化帶設計中應用海綿城市理念

城市綠化帶不僅有美化城市路面環境的作用，而且還有利于城市水資源系統的建設構筑，參考海綿城市的設計理念，做好雨水導流設計，通過綠化帶成功截留和凈化雨水，削減雨水徑流量補充地下水含量。將綠化帶設計為回式結構，改造原本的雨水收集口、變為溢流式雨水口，在雨水口位置設計明溝，明溝兩側位置設計相應的出水溝渠，合理分配雨水。對綠化帶內土壤結構進行科學合理的設計，使其能夠具有過濾雨水的作用并下沉15～20cm。利用綠化帶內的植被、綠地的天然滲透性特點和下凹空間來對雨水進行存儲，體現“滲”“滯”“蓄”“用”的特點。在綠化帶下方設置排水管，當土壤含水率達到飽和后，多余雨水將及時通過垂直方向的排水管道向外排出。也可以在排水管中安裝滲透裝置，使雨水進入地下水中，防止積水。綠化帶中行道樹設計為喬木、灌木、地面植被共同組成的一套連續的綠帶。

2.3 在城市公園綠地設計中應用海綿城市理念

城市中的不同區域有不同的綠地，在園林綠地設計中，可以設置多處雨水花園、下凹式綠地。下沉式綠地可以起到排洪減澇的作用，在降水的過程中，它可以將大量的雨水迅速滲透到地下水循環系統中，從而減少城市排水緩慢和排水管道堵塞的問題，同時，下沉式綠地還減少土壤中水分的蒸發、加大水資源的循環利用，降低養護人員的工作強度，進而減少綠地維護支出，達到節能減排的效果，除此之外，下沉式綠地還能對雨水中的污染物進行過濾和凈化，減少污染物的富集，使滲入地下水的污染物含量得以減少，保護城市環境。

2.4 運用海綿城市理念進行附屬設施設計

在城市道路建設當中，道路以及雨水排放的附屬設施（路緣石、雨水口、路肩邊溝）也是十分重要的建設內容。路緣石是城市道路邊緣排水設施，在海綿城市理念中立緣石的設計可以采用打孔立緣石、豁口立緣石以及間隔式立緣石等設計，促進雨水快速進入綠化帶。雨水口是城市收集路面雨水的重要設施，雨水口的設計位置大多在機動車道或者非機動車道的邊緣部位，設計時可以在傳統雨水口設計中增加截污裝置，幫助攔截細小的污染物，使雨水口能夠保持暢通。路肩邊溝是一種幫助進行排水工程的設施，在進行路肩邊溝設計時，應當注重植草邊溝的設計，強化其在發揮雨水收集、凈化、排放功能。

2.5 海綿城市理念下的透水鋪裝

透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、透水磚鋪裝是目前主要幾種透水應用設計，第一種適合在機動車道上使用，后兩種適合在非機動車、人行道上使用，在實際應用的時候，可以根據路基條件和車輛載重來設計。但是實際應用透水鋪裝的時候，容易造成堵塞，使用效果會受到嚴重的影響，需花費比較高的維護成本。采用透水性設計的路面不適用一些軟土層較厚的地層，其后果是可能造成路面損壞和沉降，不但對緩解路面積水沒有作用反還會對以后的城市交通產生不利影響，需統籌考慮。

3 結語

總而言之，建設海綿城市并不是推倒重來，而是對傳統排水系統的一種減負和補償，可最大程度地發揮城市本身的作用。結合海綿城市理念進行城市化建設，借鑒海綿的吸水凈化特性，改善市政工程設計，統籌天然降水、地表水和地下水的系統性，對合理回收處理雨水資源，緩解雨季排水系統的壓力具有非常重大的意義。通過科學構建城市水資源循環系統，保證現代化城市建設與自然生態環境可持續發展的和諧共處。