海綿城市理念在建筑給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究

余俊君

同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著自然環(huán)境逐步地惡化，很多城市面臨嚴(yán)重的城市內(nèi)澇或者干旱問題，這是由于水資源供應(yīng)過剩或者水資源供應(yīng)不足所導(dǎo)致，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的合理利用，很多城市開始新建海綿工程項(xiàng)目。建設(shè)海綿城市的核心在于對(duì)城市的給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)海綿城市進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以解決雨水內(nèi)澇的問題，從而使得水資源能夠得到充分合理地利用。

1 海綿城市理念的相關(guān)內(nèi)涵

海綿城市理念來源于海綿具有良好的滲透性和蓄水性能，旨在城市進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)過程中，通過對(duì)城市的給排水系統(tǒng)進(jìn)行充分合理的設(shè)計(jì)，使其能夠完成雨水的收集、滲透、存儲(chǔ)以及利用等過程，從而使得雨水能夠自然滲透和自然進(jìn)化，降低路面積水對(duì)城市交通所造成的影響，從而促進(jìn)水資源的循環(huán)利用。隨著我國城市化建設(shè)的不斷加快，對(duì)于城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃而言，通過采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，用來對(duì)現(xiàn)代化城市進(jìn)行改造，完善城市的自然修復(fù)功能，使其在防洪、抗旱等方面發(fā)揮自身應(yīng)有的作用，同時(shí)也有利于推動(dòng)城市生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 海綿城市理念的重要性

2.1 為給排水設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)與指導(dǎo)

在過去城市給排水設(shè)計(jì)方面很多的不足以及存在設(shè)計(jì)缺陷，在城市雨季降水量過大時(shí)，由于給排水系統(tǒng)不能夠及時(shí)對(duì)水流進(jìn)行疏通，從而導(dǎo)致城市部分路段就仿佛像一個(gè)大池塘，存在大量的雨水淤積，這會(huì)給行人的日常出行帶來極大的不便。為此城市規(guī)劃建設(shè)部門，在進(jìn)行城市建筑規(guī)劃建設(shè)時(shí)引入海綿城市的理念，完善城市建筑給排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，尤其是針對(duì)老城區(qū)的給排水系統(tǒng)，進(jìn)行科學(xué)合理的改造，使其能夠在雨季可以改善城市洪澇的現(xiàn)象[2]。

2.2 滿足排水設(shè)計(jì)中可持續(xù)發(fā)展要求

將海綿城市理念應(yīng)用到建筑給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來，不僅有利于對(duì)水資源的保護(hù)和促進(jìn)水資源的循環(huán)利用，同時(shí)還能夠很好地維持城市生態(tài)平衡，以推動(dòng)城市朝向綠色環(huán)保的道路發(fā)展。因此在進(jìn)行城市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合海綿城市理念來對(duì)城市建筑給排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣不僅能夠改善城市的抗?jié)场⑿购槟芰Γ瑫r(shí)也能夠在與干旱時(shí)期對(duì)存儲(chǔ)在地下的地下水進(jìn)行合理的利用，解決城市供水不足的問題。

2.3 實(shí)現(xiàn)城市水資源的利用

城市在快速發(fā)展的過程中也積累了優(yōu)秀的醫(yī)療資源，教育資源以及便捷的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，這就造成越來越多的農(nóng)村人口涌向城市，這也間接的推動(dòng)現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展，由于城市用地面積相對(duì)受限，為了解決城市人口快速增長(zhǎng)的壓力，需要對(duì)城市空間進(jìn)行合理的規(guī)劃，在保證城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善的同時(shí)，需要對(duì)其現(xiàn)有的空間結(jié)構(gòu)對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其不僅能夠承載人口快速增長(zhǎng)所帶來的排水壓力，同時(shí)還能夠在城市雨季對(duì)雨水進(jìn)行收集、滲透以及重復(fù)利用。

3 在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用海綿城市理念的意義

將海綿城市理念應(yīng)用到城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來，可以解決很多城市在雨季排水系統(tǒng)性能嚴(yán)重不足的問題，避免很多城市因?yàn)橛昙居晁^大，而致使路面產(chǎn)生嚴(yán)重的積水，這給人們的正常出行帶來極大的不便。將海綿城市理念應(yīng)用到城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來，可以極大地提升水資源利用的效率，同時(shí)還能夠在很大程度上降低雨季所造成的城市內(nèi)澇情況，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

3.1 提高水資源利用率

隨著人類工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，在進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)于淡水資源的需求也在不斷地提升，同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。水資源作為一類不可再生資源，目前全世界范圍內(nèi)，各國水資源匱乏的問題也日漸嚴(yán)峻，這對(duì)于一些大規(guī)模的城市群而言更是如此，由于城市人口的基數(shù)大、增長(zhǎng)速度快，我們?cè)谌粘Ｉ钪须x不開水資源，然而部分城市由于水資源缺乏極度地影響到城市的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。為了解決城市用水問題，保障城市在干旱時(shí)期的用水問題成為當(dāng)前城市現(xiàn)代化建設(shè)需要重點(diǎn)考量的一個(gè)問題。將海綿城市理念應(yīng)用到城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水進(jìn)行采集、滲透、儲(chǔ)存及過濾，并且在水資源極度匱乏的情況下可以將儲(chǔ)存的雨水釋放出來進(jìn)行利用，以此用來滿足人們的日常用水需要，緩解和改善部分城市的用水壓力[3]。

3.2 城市建筑給排水系統(tǒng)的未來發(fā)展要求

隨著城市化建設(shè)的不斷加快和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為了協(xié)調(diào)好城市發(fā)展與周邊生態(tài)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，在進(jìn)行城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)環(huán)境周邊的自然生態(tài)進(jìn)行考量，將城市化建設(shè)與周邊環(huán)境發(fā)展相協(xié)調(diào)，推動(dòng)城市建筑供水、排水問題得到有效解決。由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)的氣候條件存在著明顯的差異，一些地方由于受自然環(huán)境的影響，常年降水豐富，而某些地區(qū)又面臨著常年干旱的情況。針對(duì)不同地區(qū)降水上的差異，無法協(xié)調(diào)好各個(gè)城市在發(fā)展過程中的用水問題。在以往的城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上缺乏自然氣候觀察和統(tǒng)計(jì)，加上給排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，在雨季降水量較大時(shí)，單排水量超過排水系統(tǒng)設(shè)置的最大值，造成城市給排水系統(tǒng)的彈性不足，從而引發(fā)城市內(nèi)澇，而有的城市又會(huì)因?yàn)槌Ｄ杲邓蛔愣鴮?dǎo)致干旱頻發(fā)。為此人們將海綿城市理念應(yīng)用到城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來，通過采用特殊的建筑材料來提高地表對(duì)于水的過濾及滲透能力。除此之外，還可以充分地利用城市內(nèi)部的自然綠地和綠化帶來提升雨水的滲透、排水和蓄水等方面的能力，最大限度上降低城市內(nèi)澇所發(fā)生的概率，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源進(jìn)行循環(huán)利用，也有利于解決一些地區(qū)所面臨的干旱問題。

3.3 減輕城市污水排放壓力

隨著我國城市化建設(shè)的不斷加快，城市人口數(shù)量不斷增長(zhǎng)，人們?cè)谌粘Ｉ钪幸矔?huì)產(chǎn)生大量的生活污水，這些生活污水會(huì)隨著城市給排水系統(tǒng)，被排放到自然環(huán)境中，嚴(yán)重危害城市周邊的自然環(huán)境以及破壞周邊生態(tài)平衡，阻礙了城市的綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，為了解決城市居民生活污水排放問題，在進(jìn)行城市建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)城市給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高對(duì)生活污水采集、儲(chǔ)存，以及過濾等性能，通過對(duì)污水進(jìn)行回收，再利用來解決城市用水短缺的問題，同時(shí)也降低生活污水的排放，對(duì)環(huán)境所造成的影響，提高城市對(duì)生活污水的自然修復(fù)能力。在進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免城市周邊新建大量的工業(yè)化設(shè)施，盡可能地提高城市的綠化面積，并通過利用綠色環(huán)保的施工手段來促進(jìn)城市建設(shè)和自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，可以極大地提升城市對(duì)水體的自然調(diào)節(jié)能力和凈化能力，改善水體水質(zhì)[4]。

4 海綿城市理念在建筑給排水設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的問題

4.1 自然因素

雖然當(dāng)前人們能夠?qū)夂蜃兓M(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，但是由于人類的技術(shù)水平有限，不能夠?qū)夂驐l件的變化進(jìn)行有效的干預(yù)。對(duì)于一些降水量較大的城市而言，由于受天氣條件突然變化的影響，導(dǎo)致降水量劇增，這就會(huì)給城市給排水系統(tǒng)帶來很大的壓力，因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行城市給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合天氣變化等因素來進(jìn)行分析，針對(duì)城市周邊天氣的突發(fā)性來促進(jìn)給排水系統(tǒng)得到優(yōu)化，從而使得給排水系統(tǒng)能夠針對(duì)不同的氣候條件來擴(kuò)展其功能。

4.2 雨水資源的應(yīng)用

盡管越來越多的城市管理者逐漸地意識(shí)到對(duì)雨水資源進(jìn)行循環(huán)利用的重要性，然而受限于城市規(guī)劃管理部門，設(shè)計(jì)人員自身能力的局限性以及其他的外部影響因素，這就導(dǎo)致在進(jìn)行城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，不能夠發(fā)揮出海綿城市應(yīng)有的作用和價(jià)值，因此很難實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的合理應(yīng)用。

4.3 維護(hù)管理的問題

如何實(shí)現(xiàn)對(duì)海綿城市建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，也是當(dāng)前推動(dòng)海綿城市理念在現(xiàn)代化城市建設(shè)方面的一大難點(diǎn)。很多城市在進(jìn)行城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只注重海綿城市理念在城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)于給排水后期的維護(hù)工作不夠重視，這也會(huì)導(dǎo)致其在使用過程中，難免會(huì)發(fā)生各種問題，影響到期使用的效果。

5 海綿城市理念在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

5.1 因地制宜進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)

由于我國地域遼闊，這就導(dǎo)致了各個(gè)地區(qū)之間的城市化建設(shè)受限于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地理?xiàng)l件以及氣候條件等因素的影響，存在著不同的差異，因此城市在采用海綿城市理念進(jìn)行建筑，給排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合自身城市的發(fā)展特點(diǎn)以及地理環(huán)境因素來進(jìn)行綜合考量，可以適當(dāng)?shù)亟梃b和參考一些優(yōu)秀城市的相關(guān)成功案例，避免盲目照搬其他城市的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，這樣不僅會(huì)影響到建筑給排水系統(tǒng)的建設(shè)效果，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致大量的財(cái)力和物力遭到浪費(fèi)。

5.2 注重專業(yè)性技術(shù)方面的研究

城市在推動(dòng)建筑給排水系統(tǒng)建設(shè)的過程中，不僅要保證建筑物的建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)還要結(jié)合建筑給排水系統(tǒng)的相關(guān)專業(yè)理論進(jìn)行研究和分析，不斷提升給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平以及施工質(zhì)量，從而保證給排水系統(tǒng)的使用質(zhì)量以及使用壽命。目前，我國在將海綿城市理念應(yīng)用到城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)方面發(fā)展起步較晚，缺乏相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)和施工理論作為支撐，為此，我國很多城市還在處于不斷探索階段，旨在完善海綿城市理念在城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)方面的研究。

5.3 落實(shí)責(zé)任體系機(jī)制

由于城市化建設(shè)的發(fā)展周期較差，因此在將海綿城市理念應(yīng)用到城市建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)上，也面臨著漫長(zhǎng)的建設(shè)周期，由于我國在相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)相對(duì)比較缺乏，這就會(huì)導(dǎo)致在施工過程中難免會(huì)存在各種問題，為此需要完善和落實(shí)設(shè)計(jì)及施工主體的責(zé)任體系，統(tǒng)籌好相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)以建設(shè)工作的有效落實(shí)，從而能夠滿足城市的發(fā)展需要。

5.4 高效集水，維護(hù)生態(tài)

目前在地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)和建造上，采用先進(jìn)的技術(shù)和手段來豐富和完善與水循環(huán)利用系統(tǒng)，并將人們的日常生活污水和雨水等自然水資源來進(jìn)行分離，構(gòu)建起支撐城市給排水系統(tǒng)的混合性管網(wǎng)，促使在雨水收集和污水治理方面能夠充分發(fā)揮其作用，其管網(wǎng)深埋在地下，對(duì)于城市空間的占用較小。

5.5 全民治水

目前在個(gè)別城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面上進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新，在過去，雨水會(huì)先降落在建筑物的屋頂，然后由屋頂沿著屋檐或者屋頂管道排入到地下排水系統(tǒng)中，這種雨水排放方式會(huì)導(dǎo)致雨水資源的大量浪費(fèi)，后來通過對(duì)建筑物樓頂進(jìn)行改造。頭頂頂部設(shè)置很多小洞，利用管道來與樓頂?shù)男《催M(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樓頂雨水進(jìn)行采集和存儲(chǔ)在蓄水池內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水進(jìn)行收集以及存儲(chǔ)。在經(jīng)過自然凈化和處理后，可以滿足自身的水資源需求。

5.6 恪守標(biāo)準(zhǔn)，疏導(dǎo)有道

為了改善強(qiáng)降雨導(dǎo)致城市發(fā)現(xiàn)內(nèi)澇的問題，可以通過對(duì)建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)化施工，使其能夠有效地應(yīng)對(duì)強(qiáng)降雨天氣，降低城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

6 結(jié)束語

將海綿城市理論與城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)相結(jié)合，極大地提升了城市給排水系統(tǒng)的排水能力，同時(shí)又能夠?yàn)槌鞘性谶M(jìn)行建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供必要的理論支撐。技術(shù)人員在靈活地掌握海綿城市理論的相關(guān)內(nèi)涵，可以在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠針對(duì)當(dāng)前城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面存在的，以及難點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，推動(dòng)城市用水的合理性。