海綿城市理念在市政給排水設計中的應用要點研究

房登峰

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

海綿城市建設理念是一種低影響開發、可持續發展的雨洪管理理念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應生態環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]，在提高城市防洪排澇能力、改善生態環境、緩解城市水資源壓力等方面，有著重要作用。在我國的現代新型城鎮化建設過程中，許多新型技術措施已經應用在實際的項目當中，在實際工程中得到了實踐，并且取得了較好的效果。在對大自然的開發建設中，如何保持整個地塊在建設前后的水文特征不變，維持原有徑流量不增加，這對解決城市內澇問題尤為重要。建筑小區作為城市雨水排水系統的起點之一，具有硬化率高、屋頂面積較大、下墊面種類較多等特點，在如此多的硬質條件下，降雨時，短時間內將會產生大量的雨水地面徑流，就會對城市的雨水排水系統造成較大的壓力，因此，在建筑小區的設計中貫徹海綿城市的理念，對從源頭開始減少地表的雨水徑流量，減輕城市內澇災害具有非常重要的意義[2]。同樣，在市政工程建設中，海綿城市建設兼顧設施的功能和景觀要求，在控制面源污染，凈化初期雨水，減少污染排放，改善周邊居民生活環境等方面，也有著舉足輕重的作用。本文主要對海綿城市建設的重要性進行介紹，對海綿城市理念在市政排水中工程采取的措施進行研究，并為相關從業人員提供一些設計思路。

1 海綿城市理念的重要性

市政給排水設計中的海綿城市理念的應用具有十分重要的實踐意義，主要表現為：①控制雨水徑流總量，市政給排水設計中，海綿城市的應用能夠對降雨徑流總量進行控制，低影響開發措施主要發揮“滲”和“蓄”的功能，將雨水吸入地下土層，或將雨水儲存于調蓄池中，以便處理好之后作為它用。②削減降雨洪峰的峰值流量，由于低影響開發設施受到降雨持續時間、頻率和雨型，以及建成后管理和運行維護條件等因素的影響，其對中、小降雨的峰值流量削減效果較好，可是，當遇到暴雨時，低影響開發設施雖然對峰值流量削弱幅度較低，但仍然可以起到一定的錯峰、延峰作用。低影響開發設施在一定程度上降低了雨水瞬時流量，提升了雨水系統的排水能力以及運行質量與效率，確保其能滿足城市排水需求，完善了排水系統。海綿城市的水文原理見圖1。③控制徑流污染，減少對水資源的污染[3]。現代化城市快速發展期間，水資源污染問題比較突出，很多城市傳統的排水系統難以對水污染問題進行治理，對城市發展和人們的生活環境造成極大影響，但海綿城市理念的應用，能夠從源頭開始，有效降低對水資源的污染，確保城市的生態平衡。④提升水資源利用率。傳統市政給排水系統難以有效蓄水與排水，水資源難以得到有效利用，但海綿城市理念的應用能有效收集水資源，將雨水儲存于調蓄池內，經過處理之后可以用于沖洗道路廣場、澆灌綠化以及景觀湖補水等方面。工藝流程見圖2，提升水資源的利用率，實現水資源的可持續發展。

圖1 海綿城市水文原理

圖2 海綿城市雨水回收利用工藝流程

2 海綿城市理念的應用原則

2.1 與相關城市規劃相結合

市政給排水是城市建設發展的重要組成部分，是一項專業性強、復雜程度高的工作，與城市其他規劃密不可分，如城市總體規劃、防洪排澇規劃、環境保護規劃等。所以在給排水設計中海綿城市理念的應用，是要與城市規劃相結合，能從整體出發，發揮規劃，水利，城建，氣候，環保等各專業部門的技術優勢，確保排水設計的科學性與系統性，滿足城市發展需求。

2.2 提高專業技術水平

給排水系統在城市基礎設施建設中具有重要作用，影響著城市的可持續發展。但目前我國市政給排水工程建設中，對海綿城市理念認識不足，低影響開發技術推廣時間較短，導致在實際工程中應用水平相對較低，無法為給排水相關設計提供可靠技術支持。同時，在給排水設計中存在諸多不規范性，相關政策和規范還在完善之中，因此，首先要設計人員能充分認識海綿城市建設的重要性，提高其專業技術水平，才能有效提升城市排水系統建設的效果。

2.3 生態保護與開發利用相結合的原則

在我國各大城市貫徹落實“綠色發展”理念的過程中，給排水設計中海綿城市理念的應用要堅持生態保護與開發利用相結合的原則，在人們開發利用大自然的同時，還要保護生態，減少對環境的污染與破壞。海綿城市排水設計要提升對資源的利用率，采用綠色理念與建設材料，降低工程建設與后期運行的污染與能耗，提升給排水系統的實際應用效果，堅持走可持續發展的道路。

3 海綿城市理念應用的關鍵技術

3.1 總體規劃方案中明確海綿城市建設目標

在進行市政排水工程建設時，引入海綿城市建設的理念，對其總體規劃方案進行設計[4]。首先，明確項目建設海綿城市設計目標。區分海綿城市建設的應用，在市政道路建設項目與小區建設項目中的相同點與不同點，市政道路建設項目需結合城市規劃進行方案設計。為了確保最終建設成果能夠滿足海綿城市規劃中控制指標要求，可將建設道路年徑流總量控制率適當提高，略高于指標要求中的目標值，并將SS 的年徑流污染物削減率控制在50%左右。在明確建設目標后，結合規劃要求，兼顧設施的功能和景觀要求，綜合考慮水環境、水資源、水生態、水安全等方面的建設需求，景觀環境與人文特色相結合，以此有效地解決當前市政給排水建設中存在的問題。

3.2 綠化帶設計

為了更好地貫徹與實踐海綿城市建設理念，在進行市政道路項目排水系統設計的過程中，要從低影響設施的應用特點出發，有針對性地提高污染物的削減率，從源頭減少對水環境的污染。為了達到這一目的，需要從綠化帶與市政道路排水的角度分析，進一步優化市政道路的設計與布局，使排水系統設計更加合理和科學。綠化帶的鋪設，目的主要是凈化空氣，美化環境，能夠在一定程度上過濾城市中的有害氣體，打造更加美麗清新的城市生活環境[5]。海綿城市設計設施的應用，能夠達到收集、留滯雨水的效果，提高雨水的下滲率和污染物的去除，因此在進行市政工程給排水系統設計時，要進一步優化道路各部分的空間布局，有條件的情況下，將綠化帶設置在道路兩側，以發揮低影響開發設施的功能。同時，設計時要嚴格控制綠化帶高度，確保綠化帶高度略低于路面，盡可能使低于高度保持在15～20mm，以使雨水能夠順利流入綠化帶，發揮綠化帶的作用。在此過程中，要有針對性地設計雨水過濾系統，可以在綠化帶與道路之間設置一條植草溝（圖3），以及設計生態樹池或綠色樹池（圖4），進一步增強雨水的滲透效果，也可通過種植土層、設置砂石層的方式達到留滯的效果。

圖3 植草溝過水斷面圖

圖4 綠色樹池構造

3.3 人行道排水設計

人行道的設計是市政道路工程設計中的一項重要組成部分，通常，城市道路中的人行道人流量比較大，其設計建設安全性直接影響人們的出行安全。在以往的人行道給排水設中，只注重人行道的結構安全，而大雨天道路使用中潛在的安全問題未能得到高度重視，更沒有從生態環境、水資源保護方面設計建設，導致早些年建設的人行道路面滲水性差，雨水只能通過排水管道排出，遇到特大暴雨的情況，還會導致積水現象頻頻發生，不利于行人的安全通行，嚴重影響了人們的正常生活，更甚至還阻礙城市正常運轉。近幾年，隨著海綿城市理念的提倡與實踐，低影響開發措施的不斷發展，海綿城市建設取得了一定的成果，市政道路排水設計中采用低影響開發措施，將市政道路設計與海綿城市建設相結合，在人行道設計時，合理選擇滲透技術，結合實際路況，并考慮環境因素，可以選擇透水磚、碎石、透水瀝青及透水混凝土人行道（圖5），提高人行道路面的透水性，保證排水系統的高質量運行。

圖5 人行道透水鋪裝構造

3.4 其他附屬設施設計

附屬設施是一類輔助市政道路實現其預期功能的建設內容，在有海綿城市建設要求的市政道路排水中，附屬設施設計的意義也更加重要。雨水口的設計就是其中一項重要內容，常規的雨水口布置在道路邊，收集道路雨水，避免積水問題的產生，還可以與道路路緣石、路肩等結合設計，設計成平篦+立篦結合的雨水口，以增大雨水的過流能力。在海綿城市建設工程中，雨水口可以設計成環保型雨水口（圖6），在其中增設截污掛籃，將雨水中的雜質截留在雨水口中，從而減少雜質對整個排水系統的影響。還可以將雨水口設置在綠地中，設計成溢流式雨水口，以免綠地中積水較深，長時間的積水對綠地造成損害。雨水口設計高度可以高于綠地，而又略低于路面標高，這樣既能排出多余的雨水，還能使道路通行不受積水影響。

圖6 環保型雨水口

4 結語

海綿城市理念在市政給排水工程中的應用，是時代發展的必然，是人類開發自然與保護生態并行，也是建設綠色城市、海綿城市的重要手段。以海綿城市理念為指導，運用多種低影響開發措施，靈活布置，確保市政給排水設計的整體質量與效果，提升城市的蓄水、排水以及排澇除險的能力，同時也能保護水環境，提升水資源的利用。未來隨著城市的快速發展，科學技術的進步，海綿城市將會與智慧城市相結合，建設出更加美好的城市生活環境，提高人們的生活質量。