海綿城市建設與市政給排水對策探究

解朝強 關 震 杜志鋒

1 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司青島分公司 山東 青島 266000

2 上海城市空間建筑設計有限公司青島分公司 山東 青島 266000

海綿城市理論與水吸收、儲存、滲流和水凈化作為其主要功能,在解決城市內澇及雨水排水的隱患積累的問題上發揮了積極作用，并能提高市政基礎設施和實現水資源的循環利用，使海綿城市的設施在使用過程中得到最好的價值性能。海綿城市建設的目的主要是加強城市的市政建設，有效的解決城市的雨水和洪澇災害的問題，使內澇問題在現代城市中不會發生。

1 海綿城市和給排水技術的概述

1.1 海綿城市

海綿城市的意義是指在現代城市的建設過程中，使現代城市能夠防止內澇，起到海綿體的作用，以及吸收大量水的能力。海綿城市的可吸收性功能，可以使城市在雨季吸收大量的雨水，使城市的雨水能夠被吸收、滲透和儲存在市政工程中，使道路上的水大大減少，使海綿城市能夠保持區域水資源的平衡。因此，要加強對海綿城市發展的重視，大力支持海綿城市建設。城市化進程使得現有的城市排水系統難以完善，阻礙了排水能力；且目前存在地下排水設施管理不當，維護困難、不及時，洪澇災害等也會造成經濟損失。排水設施應對極端天氣的能力不高，雨水流失大多影響水資源利用不足，污水再處理研究不足，水資源短缺問題突出。我國地區跨度很大，南北各個城市差異大，但存在的問題都比較大，特別是城市內澇及防洪問題。海綿城市建設可以有利于節水減排，改善城市的洪水內澇問題[1]。

1.2 給排水技術

由于現有的許多城市給排水系統不能有效治理城市，導致在快速發展的過程中出現污染問題，海綿城市的概念不僅實現了現階段改善城市水環境的目的，也減少了水污染的影響。海綿城市建設可以提高水循環利用的效率和用量，保證城市用水的科學合理利用。海綿城市技術中的過程控制是指通過滲透、蒸發、截留、調節、儲存等方式，對超過水源頭控制范圍和能力的雨水進行排放和處理的過程。整體的控制過程包括降解污染物的生物過程，以及處理污染物的化學和物理過程。海綿城市技術中的過程控制能夠利用雨水調蓄罐及其處理回收利用、草渠、滲水渠等技術措施。要依據每個地方的自然城市地理環境特點，降雨降水條件規律，水資源保護環境，防治內澇的要求等等，進行整體合理的設計統籌和規劃方案。

2 海綿城市概念在給排水設計中的問題

2.1 易受氣候影響

隨著全球氣候變暖，局部氣候變得更加不穩定，依靠目前的天氣預報技術有時難以應對多變的天氣變化，再加上我國大多數城市的給排水系統不完善，這就造成了這個城市每次下大雨都會有雨水堆積的現象。有時天氣異常現象是突發而不可確定的,許多問題不能充分考慮在城市設計中。這時我們就要考慮到氣候這一因素的影響，認真研究氣候變化規律，來更好的解決氣候影響的問題。

2.2 雨水利用率不足

在過去很長一段時間里，城市無法很好地利用降水資源進行發展。據有關資料顯示，降雨落到地面后，使得城市降水難以滲透到地下，大部分降水都流走。就我國城市建設而言，我國城市降水再利用不到位，難以適應城市建設的發展。目前使用的城市給排水管網系統大部分是上個世紀建成的。當時的施工系統沒有將排水管和污水管分開，管道的規格也不符合當地的實際氣候情況。這些都是導致城市降水資源難以得到有效利用的原因。從當年的實際情況來看，當時對管網系統的相關要求相對較低。這時，相關工作人員就要根據天氣變化，在雨水來臨時，有效的利用和整合雨水，通過滯、蓄、滲等海綿里面留住雨水，利用雨水，這在給排水的設計過程中也是相當重要的一環[2]。

2.3 缺乏維護和施工

常用的市場上常見的建筑材料已經很難滿足城市排水的要求，排水結合城市周邊地區不斷擴張，在相關行業的建設中，很多從業者的思想是保守的，大多數人都把重點放在地標性建筑的建設上，而忽略了給排水工程的設計建設，而我國相關方面的技術發展還很不成熟，這最終導致了城市地表的不平衡，不能滿足現代城市發展的要求，在后續的維護不到位。因此，施工人員就要發散思路，重點關注城市的給排水工程項目，努力研究城市給排水建設的方法，加大這方面的研究力度，讓城市建設變的更美好。

3 海綿城市建設在市政給排水中的體現

3.1 海綿城市概念應用的原理和作用

海綿城市就是利用海綿的原理，通過各種相關的設施建設，城市的雨水和可以聯系到城市的水資源，合理的儲存在城市的各種渠道上，這就是海綿城市的原理建設，也是水資源利用的主要方法之一。在當前海綿城市的建設,合理使用相關功能及其概念實現整體資源合理利用,同時在其使用的過程中,使用它作為改善生態環境的主要目標之一,以其合理的規劃城市供水和排水系統。在海綿城市建設中，對海綿城市進行有效的設計，可以保證給水排水系統的整體建設效果，在目前的開發過程中，通過對實際情況的有效分析，可以保證整個排水工程的有效管理，并且在整個管理過程中，包括設計圖紙數據和項目概率預算，還要合理確定所需信息和材料的價格[3]。

3.2 海綿城市概念對市政給排水的優勢

城市市政道路給排水系統有幾個優勢。如何提高雨水的利用率，需要通過雨水的綜合回收利用來有效緩解城市缺水的問題。然后我們應該減少城市人均道路面積，或增加人均綠地公園面積。解決城市的雨水問題，可以為城市的抗旱性做出貢獻。通過市政工程的建設，有效緩解雨水對城市的影響。增加城市的區域綠地面積，城市區域綠地面積的增加不僅可以增強海綿城市的容量，還可以保護生態環境，海綿城市的保護能力是巨大的。雨水花園不僅能吸收雨水，還能起到景觀效果。要堅持自然環境原則，適應自然環境要求，確保城市防洪內澇作為城市市政道路給排水的核心內容，并在海綿城市建設過程中堅持生態保護原則，在海綿城市的設計中，設計者必須加強對生態環境的保護，從而增強對生態環境的影響。在海綿城市市政工程中，設計中要做好雨水的收集、儲存和利用的設計，以達到設計目的，減少海綿城市內澇的發生。

4 海綿城市概念在給排水中的應用

眾所周知，氣候變化是難以預測的，城市對氣候的突變抵御并不像即將到來的城市那么嚴重，并能使城市在面對內澇時將各方面的損失降到最低。海綿城市的建立將為城市帶來完善的城市給排水網絡系統（如圖1所示）。

圖1 給排水網絡系統中對雨水的利用

地球上大量的水是由降水形成的，所以如果我國城市很好地利用降雨資源，更有利于城市的建設和發展，經過一定技術處理后的降水可以再次用于生活，同時還可以減少地表水，建設這種類型的城市，可以起到保護城市的作用。可以連接城市現有的排水系統。這就要求在建設這類城市之前要做好建設規劃，盡量做好每一個環節的工作，從中國城市發展的現狀來看，這類城市在中國還沒有得到廣泛的發展，也缺乏相關的建設經驗。因此，城市建設在這方面應該學習更加成熟的經驗。鑒于目前我國相關技術的發展還不夠成熟，可以先選擇相對發達的城市地區進行試驗，從這些實踐中獲得更多相關的建設經驗。

海綿城市的概念可以在一定程度上實現降水資源的充分利用，減少城市內澇的發生，完善我國城市給排水系統。要加強城市綠帶設計，充分利用這些城市綠帶吸收沉淀，此外，要利用綠帶過濾沉淀的作用，科學合理設置城市綠帶，將有利于雨水的吸收沉淀。要做好城市的排水設計。舉例，可以將原完全硬化的路面改為部分透水路面，以充分利用降水，并在綠化帶附近設置雨水出口收集地表徑流。在做這些工作時要注意掌握排水管之間的間隔。雨水出水口不應置于綠化帶土壤以下，也不應置于地表以上。除以上幾點外，還要注意對雨水的過濾和清洗，使雨水滲透到地下水中更好的補給。在此期間必須注意合理的規劃。在實際的城市建設中，海綿城市的概念可以在暴雨期間減少城市地表徑流，延遲洪峰時間，利用它更好的吸收降水，幫助城市更好的排水，同時還利用雨水灌溉在綠化帶上，實現一舉兩得。

海綿城市理念融入城市建設中，可以更加有效的提升對于城市水資源方面的調蓄能力，并且一些蓄水設施設備中的水資源，還能夠在以后的城市發展建設中發揮一定的作用，所以城市建設中的蓄水相關的能力也應該被重點關注。對于相關的海綿城市，以及它的調配和儲蓄等設施建設中關于水資源方面的應用，應該給予一定配套設施建設，以及相對應的相關管道網絡（如圖2所示），從而可以把相關的水資源不斷的輸送到各個需要它的位置和地方。

圖2 蓄水設計和設施對水資源的利用

尤其是一些對水的質量沒有特別高要求的地方，更需要強化水資源的存儲率和使用率。比如，對于某一城市園林和草坪等相關綠化的澆灌和噴灑，以及生活中人們使用的清潔用水等，這些都可以很好的使用這些相關的水資源。用海綿城市理念設計為城市給排水發展背景，可以很好的減輕因為水資源不足而產生的城市建設用水壓力，并且還可以減少對一些可再生的水資源的浪費[4]。

5 海綿城市中市政給排水的對策

5.1 海綿城市主干道設計

在海綿城市主干道設計中，應注意海綿城市道路和人行道的設計。在選擇創新材料時，應選擇新的滲水混凝土材料進行鋪設，從而建設海綿城市。同時，道路坡度的設置可以在海綿城市中遇到更多的雨水時，將大量的雨水沿坡向綠地排放，可以避免路面積水，讓人們在道路上行走時感到舒適。舉例，海綿城市道路選材時，應選用一些滲水性能好的瀝青混凝土，以防止路基被雨水侵蝕而損壞。還能有效排出雨水，防止城市內澇。海綿在城市建設中，首先需要合理有效的建設設施，在城市建設中，首先設計的是有效的鋪裝布置，它是城市鋪裝的重要基礎，它可以給工作人員帶來方便，對于整個市政城市建設有很大的發展意義。在傳統的城市建設中，人行道無法進行相關的雨水入滲，但在海綿城市建設中，利用人行道完成各種雨水入滲設計，可以保證雨水的合理有效排放。

比如某城市交通車道設計安排要合理有效，讓每一個車道可以有良好的滲漏設計，讓雨水下滲，不積水是設計的關鍵,然后在整個道路的設計上，還要合理安排邊坡的設計，確保每個邊坡都能完成對水資源的有效處理，有利于雨水的排放和收集，達到綠色環保節能的效果。

5.2 海綿城市綠地設計

海綿城市的綠地設計主要是指城市道路兩側的綠地設計。海綿城市的建設應針對特定的雨水收集、凈化、儲存和排放（如圖3所示）。

圖3 城市綠地綠色街道設計

只有采取有效措施，才能使海綿城市為人們服務。比如，在某個海綿試點城市建設中可以種植一些樹木和植物，但要保證海綿城市中樹木和植物的均勻分布，同時在設施帶內設置下凹式綠化帶或滯留帶等設施，有效的提高雨水的滲透及收集效率。海綿的城市建設，要注意鋪設礫石過濾，確保雨水的純度，讓海綿城市可以對雨水有沉淀和凈化的作用，要在明溝兩邊構建水溝渠，水溝渠可以有效地調節雨水的分布。城市給排水設計中,第一步是完成一個雨水收集工作,雨水對城市建設有重要的影響,在完整的城市的建設中,可以有效地收集排放雨水,讓雨水能得到充分利用,在當前城市建設中要布置雨水管道，整體雨水通過管道流入水庫，與綠化建設相結合。海綿城市設計施工完成后，到了雨季可以使多余的水溢流入調蓄池或低洼的地方進行存儲，方便后續利用[5]。

6 結束語

海綿城市的概念適應了現代城市的發展，該概念進一步推動了城市給排水系統的發展。要合理有效地安排整體質量的滲透性材料的使用。要使干旱和內澇情況在城市作為一個整體處理和控制。同時，為了建設海綿城市，要堅持節約成本。在設計過程中要根據各個海綿城市的實際情況進行規劃設計，從而建設一個好的海綿城市。