海綿城市理念在市政路橋設(shè)計中的滲透

黎婧

廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司 廣東 廣州 510000

海綿城市理念在市政路橋設(shè)計和建設(shè)中的應(yīng)用，不僅可以提高城市建設(shè)的現(xiàn)代化步伐，還能夠?qū)λY源進(jìn)行全面收集、儲存、處理，提高水資源利用率，改善城市環(huán)境，同時能夠緩解城市排水系統(tǒng)的壓力，提高雨水回收力度，推動城市現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。在該理念具體應(yīng)用過程中，設(shè)計人員要結(jié)合城市所在區(qū)域的降雨量、建筑設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等內(nèi)容，從總體出發(fā)進(jìn)行布局，提高設(shè)計方案的合理性、針對性和實用性，保證海綿城市理念下相關(guān)技術(shù)方案的應(yīng)用效果。

1 海綿城市理念分析

隨著我國城市經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)變得更加合理化、科學(xué)化，海綿城市理念是現(xiàn)代化的城市雨洪管理理念，城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水對環(huán)境造成的變化時具有較好的靈活性和一定的“彈性”，海綿城市又稱為水彈性城市。在持續(xù)降雨和強降雨季節(jié)，利用海綿城市理念下的城市給排水系統(tǒng)可以實現(xiàn)吸水、蓄水、滲水、凈水等功效，不僅能有效解決城市的澇災(zāi)、洪災(zāi)等問題，還能提高水資源的利用率和使用率[1]。如圖1所示，在海綿城市規(guī)劃和建設(shè)中，以建設(shè)為載體，新建和規(guī)劃一定規(guī)模的“海綿體”，利用河湖、坑塘、濕地等設(shè)施，提高雨水的回用率，海綿城市是基于雨水綜合利用的理論與技術(shù)，利用人工干預(yù)的手段強化和恢復(fù)城市生態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)，可以推動城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和給排水系統(tǒng)的建設(shè)朝著更加科學(xué)、合理的方向發(fā)展。

圖1 海綿城市建設(shè)原理

結(jié)合實際情況來看，海綿城市理念在城市道路設(shè)計、建筑規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計等方面都有著廣泛的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對雨水的儲蓄和滲透功能，控制雨水徑流，完成蓄水、滲水和凈水的功能設(shè)計和建設(shè)，實現(xiàn)凈化城市環(huán)境、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的效果，在現(xiàn)代化城市規(guī)劃和建設(shè)中應(yīng)用海綿城市理念，可以解決我國有些城市內(nèi)澇、洪災(zāi)影響嚴(yán)重的問題，在城市動態(tài)發(fā)展中不斷優(yōu)化和完善水循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)城市穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。從海綿城市建設(shè)原理圖來看，海綿城市理念要與城市總體規(guī)劃相結(jié)合，設(shè)計人員在應(yīng)用該理念前要深入考察城市周邊的水文條件，如河湖分布情況、地下水文條件以及城市給排水系統(tǒng)的應(yīng)用情況，在此基礎(chǔ)上，才能保證海綿城市理念與城市其他基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)相結(jié)合。

2 海綿城市特點及優(yōu)勢

2.1 具有恢復(fù)城市生態(tài)，重新構(gòu)建水文系統(tǒng)的特點

在城市長期發(fā)展過程中，我國有些城市所處地區(qū)年降雨量、持續(xù)降雨量比較大，老舊、傳統(tǒng)的城市給排水系統(tǒng)缺乏合理性、針對性，地表硬化問題在城市水資源循環(huán)造成比較嚴(yán)重的損害，當(dāng)發(fā)生強降雨天氣時城市會出現(xiàn)內(nèi)澇問題。而在城市現(xiàn)代化發(fā)展過程中，應(yīng)用海綿城市建設(shè)理念可以優(yōu)化、改善、創(chuàng)新傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，構(gòu)建集中雨水收集、儲存、處理、循環(huán)利用于一體的水循環(huán)系統(tǒng)，以推動城市的現(xiàn)代化發(fā)展，完成重構(gòu)城市水文系統(tǒng)的目標(biāo)，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，為人們打造一個舒適度高的城市居住環(huán)境[2]。

2.2 優(yōu)化傳統(tǒng)排水防澇中存在的弊端

在城市防洪、防澇設(shè)計中，如果排水排出速度越快，通暢度越高，解決內(nèi)澇問題的效率就越高。在傳統(tǒng)城市給排水設(shè)計中，由于排水形式單一，無法快速處理積水。利用海綿城市理念可以構(gòu)建滲透塘、滲井、蓄水池、雨水罐、植草溝、滲渠、植被緩沖帶等設(shè)置促進(jìn)城市排水系統(tǒng)的創(chuàng)新，采用多元化的排水和蓄水方式可以加速積水的排出速度，將雨水滲透、儲存、凈化、循環(huán)、英雄和排水等技術(shù)與新型排水系統(tǒng)相結(jié)合。

2.3 海綿城市理念的實踐有助于推動城市與自然相協(xié)調(diào)

結(jié)合目前情況來看，我國城市化發(fā)展比較迅速，但是在長期發(fā)展過程中對于城市化發(fā)展規(guī)模擴張對環(huán)境造成的影響重視程度不足，雖然城市得到了積極的發(fā)展，在城市發(fā)展與自然環(huán)境破壞之間的問題愈發(fā)凸顯，不利于城市實現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。在海綿城市理念不斷實踐和應(yīng)用之后，城市的規(guī)劃設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)趨向精細(xì)化轉(zhuǎn)變，可以為城市道路設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供有力的指導(dǎo)和方向。

3 海綿城市理念下市政道路設(shè)計

路橋建設(shè)是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要工作內(nèi)容，提高路橋設(shè)計的合理性可以城市交通的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，同時保證人們出行的安全性，市政路橋設(shè)計工作具有一定的復(fù)雜性，在設(shè)計中不僅要考慮通車、行人方面的功能，還要綜合考慮路橋的防洪排水功能。將海綿城市理念應(yīng)用于市政路橋設(shè)計中，常見的有以下幾種方式：改變路橋設(shè)計和廣場建設(shè)理念，根據(jù)城市道路系統(tǒng)的具體覆蓋范圍和城市建筑特征以及基礎(chǔ)設(shè)施的分布情況、年降雨量和極度降雨量等要素，將快速排水轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑽男问剑栽鰪姵鞘新窐颉V場對于雨水的滲、滯以及蓄的能力。以免在降雨量比較大、持續(xù)時間比較長的情況下出現(xiàn)城市內(nèi)澇問題。

3.1 機動車道和公交車道設(shè)計

機動車道和公交車設(shè)計是市政路橋設(shè)計工作的重要組成那部分，設(shè)計人員在要重視海綿城市設(shè)計理念在機動車道和公交車道設(shè)計中的應(yīng)用，優(yōu)化傳統(tǒng)設(shè)計模式和方案中存在的不足。結(jié)合現(xiàn)階段有些城市機動車道的設(shè)計和建設(shè)實際情況來看，已經(jīng)由傳統(tǒng)的路面設(shè)計優(yōu)化采用城市透水性路面，這一設(shè)計理念不僅能加速城市排水，還能有效緩解雨水對路面造成的侵蝕，提高車道的摩擦力，起到防滑的作用，增強車輛行駛的安全性，車道和路面大透水性設(shè)計是海綿城市設(shè)計理念的具體體現(xiàn)。值得注意的是，在具體設(shè)計過程中，要重視各類路面材料和透水性材料的選擇，通常情況下，在應(yīng)用基本的路面材料的基礎(chǔ)上，要選擇透水瀝青混凝土進(jìn)行鋪裝，保證道路建成之后具備良好的排水效果。除此以外，在道路設(shè)計中還要重視排水管道路線的規(guī)劃和設(shè)計，做好與其他管道和管線系統(tǒng)的碰撞實驗，提高道路設(shè)計的合理性和針對性。眾所周知，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)本就具有一定的復(fù)雜性、系統(tǒng)性，包含多個專業(yè)、多個工種之間的交叉工作比較多，對設(shè)計人員和管理人員的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)意識、綜合能力要求較高。將海綿城市理念應(yīng)用于道路工程設(shè)計中時要綜合考慮建筑、城市管線等多方面的影響因素，加強排水管道設(shè)計的合理性可以提高城市排水效率。

3.2 人行道設(shè)計

通常情況下，人行道設(shè)計中采用的道路是硬質(zhì)路面，而硬質(zhì)路面的通透性和滲水性能不足，城市在面對強降雨天氣和持續(xù)降雨天氣時候會導(dǎo)致大量雨水集中在某一區(qū)域，如果在氣溫比較低的情況下，有些停留在道路表面的雨水還會出現(xiàn)結(jié)冰的情況，給城市居民的安全出行造成隱患。在人行道設(shè)計中應(yīng)用海綿城市設(shè)計理念，關(guān)鍵是要提高人行道路路面的通透性，保證雨水能夠及時疏通到排水系統(tǒng)中，疏通雨水時，要保證雨水收集、儲存、處理和二次應(yīng)用管道等設(shè)計關(guān)鍵點能夠保持較好的銜接。在人行道設(shè)計中應(yīng)用海綿城市相關(guān)理念時要根據(jù)人行道的特征保證設(shè)計方案的合理性，例如，人行道荷載較低，可以優(yōu)先考慮滲水性能比較好的人行道板鋪砌，在道路規(guī)劃初期可以將透水性能比較好的混凝土作為人行道基層，增加碎石墊層降低對其他道路路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。除此之外，也可以在人行道臨近的一層加設(shè)隔離層，增加碎石溝的鋪設(shè)，根據(jù)所在城市的降雨量以及人行道附近流出的雨水量確定碎石溝的深度和寬度，采用這種設(shè)計方案可以連接雨水和滲水層，提高雨水排放的效率。在保證人行道基本功能的基礎(chǔ)上，強化雨水的處理效果。由此可見，在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用海綿城市設(shè)計理念時，要考慮道路、橋梁的基本功能，再結(jié)合市政排水系統(tǒng)的分布情況和降雨量，保證道路設(shè)計的合理性，發(fā)揮出道路橋梁的多重作用。

3.3 城市路橋總體規(guī)劃

路橋建設(shè)是城市發(fā)展的關(guān)鍵建設(shè)內(nèi)容，路橋工程作為基礎(chǔ)項目，所建設(shè)的類型多為不透水類型。為保證海綿城市建設(shè)理念得到實踐和落實，需要結(jié)合城市建設(shè)目標(biāo)和規(guī)劃方案對路橋進(jìn)行總體設(shè)計，要將排水功能和主要行駛功能相結(jié)合，做好與城市基礎(chǔ)設(shè)施等其他建設(shè)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，降低路橋建設(shè)對排水自然環(huán)境、城市環(huán)境造成干擾和影響。結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃和整體建設(shè)目標(biāo)，構(gòu)建更為完善的路線提高的路橋規(guī)劃的合理性，以推動城市可持續(xù)發(fā)展。在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用城市海綿建設(shè)理念，需要重點對路橋的路面展開設(shè)計，根據(jù)排水需要，在保證行人和行車安全的基礎(chǔ)上，計算路面的傾斜度，使雨水在重力作用下快速、自主進(jìn)入到排水通道中[3]。如圖2所示為海綿城市下的雨水總量控制示意圖。值得注意的是，為保證降雨期間路橋積水能夠快速排出，在市政道路和綠化帶建設(shè)期間，要將行車道的高度設(shè)置地于綠化帶，雨水可以通過路面的坡度進(jìn)入到排水系統(tǒng)中。除此以外，在綠化帶的下方敷設(shè)排水管的話，綠化帶土壤和植被的生長主要依賴于降水所提供的水分，在滿足綠化帶水分供給的情況下，多余的雨水可以通過排水管道排出。

圖2 海綿城市下的雨水總量控制示意圖

3.4 市政路橋結(jié)構(gòu)層次施工設(shè)計

將海綿城市理念應(yīng)用于市政路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以利用路橋間隙排放積水，滲透基層的方式開展排水設(shè)計，隨后利用排水管的推動力完成雨水排放工作。在人行道設(shè)計階段，需要綜合使用透水混凝土和透水人行道磚等原料建設(shè)，此類材料可以發(fā)散地表熱量，透水性能比較好，與海綿城市、環(huán)保城市的建設(shè)理念相符合。基于海綿體城市理念的指導(dǎo)，路橋的排水系統(tǒng)需以全新的建設(shè)方式完成。為達(dá)到排水建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，便需在開展施工設(shè)計時，盡量將綠化帶的高度設(shè)置為低于周邊高度，這樣路面的積水便可流經(jīng)綠化帶，經(jīng)其吸收之后將剩余的雨水通過排水口排出。對路橋的排水溝進(jìn)行設(shè)計時，需以生態(tài)理念作為指導(dǎo)，充分結(jié)合周圍的環(huán)境來對排水溝進(jìn)行設(shè)計。此外，排水溝的結(jié)構(gòu)也需具有一定的層次特征，充分迎合水源循環(huán)使用的要求。同時也構(gòu)建雨水花園、下凹式綠地等系統(tǒng)來發(fā)揮排澇功能，緩解地下排水系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞的問題，提高排水能力。總而言之，在海綿城市理念的指導(dǎo)下，設(shè)計人員和建設(shè)人員要結(jié)合城市特征、降雨量以及城市發(fā)展規(guī)劃綜合考慮城市給排水系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)工作，推動城市的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。

4 結(jié)語

綜上所述，城市建設(shè)工作具有一定的復(fù)雜性，持續(xù)時間長，包含不同部門、不同工種、不同專業(yè)之間的交叉工作比較多，將海綿城市理念應(yīng)用于市政道路設(shè)計中，需要分析市政工程建設(shè)和設(shè)計的影響因素，根據(jù)具體建設(shè)需求和標(biāo)準(zhǔn)完善相應(yīng)對策。路橋工程建設(shè)是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，也是推動城市現(xiàn)代化發(fā)展的重要工作內(nèi)容個，在市政路橋設(shè)計中應(yīng)用海綿城市理念，既要保證路橋設(shè)施的基本功能，又要通過合理的設(shè)計發(fā)揮出路橋的排水、集水功能，進(jìn)而提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的實用性和合理性，以推動城市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，加強公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，提高各類資源的合理利用和分配。