海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李曉曉

連云港市市政公用事業(yè)發(fā)展中心 江蘇 連云港 222000

我國城市化進(jìn)程正處于關(guān)鍵的發(fā)展時(shí)期，城市老舊結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化成為城市規(guī)劃的重點(diǎn)內(nèi)容。目前我國大部分城市的給排水系統(tǒng)較為落后，其已無法滿足現(xiàn)代城市發(fā)展的基本需求，因此必須對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和更新，為城市發(fā)展打下基礎(chǔ)[1]。基于海綿城市理念的給排水設(shè)計(jì)思路融入了可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)發(fā)展的理念，該理念有效地將城市發(fā)展與生態(tài)發(fā)展融合為一體，為城市規(guī)劃著提供了更加科學(xué)的發(fā)展思路。研究城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法應(yīng)進(jìn)一步將城市發(fā)展核心要點(diǎn)和生態(tài)理念重點(diǎn)思想緊密結(jié)合，打造融于自然的城市水系統(tǒng)。

1 海綿城市理念思路

海綿城市理念是現(xiàn)代城市水系統(tǒng)建設(shè)的核心參照，該理念的核心思路是將自然降水與城市水系統(tǒng)結(jié)合，打造復(fù)合式的城市水循環(huán)系統(tǒng)[2]。傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式下城市水系統(tǒng)較為混亂，暴雨天氣下城市融入出現(xiàn)洪災(zāi)，干旱天氣下城市容易發(fā)生旱災(zāi)，城市在水資源調(diào)節(jié)方面的能力非常弱。海綿城市理念則是針對(duì)傳統(tǒng)城市發(fā)展模式下主要存在的問題而出現(xiàn)的一種生態(tài)化的發(fā)展理念，通過城市水循環(huán)系統(tǒng)收集雨水、儲(chǔ)存雨水、凈化雨水，在城市降水量較少的時(shí)候?qū)⑦@些雨水釋放，從而動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)城市水循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)發(fā)展目標(biāo)。基于這一建設(shè)思路打造現(xiàn)代化城市及排水系統(tǒng)對(duì)于優(yōu)化水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提升水資源利用率有著重要意義。

2 海綿城市理念下城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

給排水系統(tǒng)是調(diào)節(jié)城市水資源的重要結(jié)構(gòu)，其運(yùn)行模式是影響其運(yùn)行效果的關(guān)鍵。想要保障給排水系統(tǒng)運(yùn)行的效果，最大限度發(fā)揮出給排水系統(tǒng)的作用，需要將海綿城市理念的核心要點(diǎn)融入，并圍繞著這些核心要點(diǎn)合理地設(shè)計(jì)給排水結(jié)構(gòu)單元[3]。海綿城市理念下城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：生態(tài)性原則、系統(tǒng)性原則、經(jīng)濟(jì)性原則。本章主要圍繞以上設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析和研究。

2.1 生態(tài)性原則

生態(tài)化發(fā)展是當(dāng)前人類社會(huì)發(fā)展的主題，基于這一發(fā)展主題而衍生出的生態(tài)性發(fā)展理念對(duì)于城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路產(chǎn)生的影響相對(duì)較大。生態(tài)性原則的關(guān)鍵是尊重城市生態(tài)，在現(xiàn)有的自然調(diào)節(jié)系統(tǒng)基礎(chǔ)上融入給排水系統(tǒng)，通過自然的調(diào)節(jié)功能和人工建設(shè)裝置的組合對(duì)城市水資源進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，從而確保城市水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[4]。例如，傳統(tǒng)環(huán)境下城市雨水滲透能力非常弱，雨水主要通過排水系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)匠鞘兄猓瑢?dǎo)致城市地下水資源變得非常短缺，因此影響了整個(gè)城市的生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)抵抗能力變?nèi)酰谏鷳B(tài)性原則設(shè)計(jì)的給排水系統(tǒng)更加重視城市自然調(diào)節(jié)功能，賦予城市更強(qiáng)的自然調(diào)節(jié)能力，使更多水資源能夠通過城市自然系統(tǒng)進(jìn)行滲透和凈化，并儲(chǔ)存在城市地下空間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

2.2 系統(tǒng)性原則

以往的城市給排水系統(tǒng)較為混亂，不同城市使用的設(shè)計(jì)方案存在差異，因此城市給排水系統(tǒng)運(yùn)行的效果并不理想。基于海綿城市理念的城市給排水系統(tǒng)性設(shè)計(jì)原則注重給排水系統(tǒng)的統(tǒng)一性，該理念提倡將不同城市的給排水系統(tǒng)組合，建立統(tǒng)一化管理的完整的給排水網(wǎng)絡(luò)，通過這一網(wǎng)絡(luò)對(duì)城市水資源進(jìn)行集中控制，最大限度利用城市水資源[5]。例如，城市不同區(qū)域需水量不同，在城市降水后可以通過排水系統(tǒng)將降水量較大的區(qū)域的水資源調(diào)取到該區(qū)域，從而補(bǔ)充這一區(qū)域的水資源，這不僅能夠緩解水資源短缺，而且也能避免城市發(fā)生區(qū)域性的洪災(zāi)。系統(tǒng)性原則的核心是動(dòng)態(tài)調(diào)整城市水資源，使城市降水、供水趨于平衡，在這種平衡的狀態(tài)下城市水資源的利用率大大提升，因此設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)性原則核心理念。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

海綿城市理念的重要發(fā)展思想之一就是經(jīng)濟(jì)，利用有限的資源獲得最優(yōu)的結(jié)果。經(jīng)濟(jì)性原則的關(guān)鍵是資源利用率最大化，特別是對(duì)自然資源利用方法的優(yōu)化，發(fā)揮自然資源的主要作用[6]。例如，城市道路排水系統(tǒng)工作時(shí)將雨水疏導(dǎo)至綠化帶，雨水在綠化帶得到滲透和凈化，為綠化帶植物提供生長所需的水分，這種方法減輕了排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，城市規(guī)劃部門在拍水系統(tǒng)維護(hù)檢修方面投入的資金大大減少。與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)性原則也注重給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、施工材料和施工工藝方面的優(yōu)化，這些內(nèi)容都是影響成本投入或維護(hù)投入的關(guān)鍵性因素，因此設(shè)計(jì)階段必須對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行合理控制。

3 海綿城市理念下城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)最大限度體現(xiàn)海綿城市理念，這是優(yōu)化城市水系統(tǒng)功能布局的關(guān)鍵一環(huán)。想要獲得理想的設(shè)計(jì)效果，應(yīng)圍繞著給排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、管理和維護(hù)等幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，建設(shè)水資源供應(yīng)、洪澇災(zāi)害防治、水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、城市水生態(tài)穩(wěn)定等綜合性的給排水網(wǎng)絡(luò)。本章主要研究了海綿城市理念下城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法[7]。

3.1 尊重城市自然生態(tài)

海綿城市理念強(qiáng)調(diào)城市水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性，最大化利用城市自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)整。基于這一理念的城市給排水設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度尊重城市自然生態(tài)，發(fā)揮城市自然生態(tài)結(jié)構(gòu)的作用。例如，雨水收集系統(tǒng)凈化功能可以由自然植被承擔(dān)，在雨水排污管道上面設(shè)計(jì)網(wǎng)狀的綠化帶，雨水在網(wǎng)狀綠化帶經(jīng)過凈化后集中運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域[8]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省了雨水過濾系統(tǒng)的成本，同時(shí)也為綠色植物生長提供了足夠的水資源。尊重城市自然生態(tài)就是最大化發(fā)揮城市生態(tài)的作用，使城市自然生態(tài)能夠?yàn)槌鞘腥巳悍?wù)。再如，設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)，可以采用沉淀凈化的方法對(duì)污水進(jìn)行分級(jí)凈化，經(jīng)過凈化的水排放在城市河流中，這樣既可以補(bǔ)充河流水分，也能減少污水對(duì)河流生態(tài)的影響。

3.2 協(xié)調(diào)城市整體布局

給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)更加注重城市整體布局，結(jié)合城市整體功能進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。例如，使用雨污分流的設(shè)計(jì)方法將污水管道和雨水管道分開設(shè)置，雨水經(jīng)過排水系統(tǒng)疏導(dǎo)至附近的土地中，污水經(jīng)過污水處理廠處理后排放到指定區(qū)域，這種設(shè)計(jì)方法能夠提升簡化雨污排水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)流程，提升雨污水體處理效率。與此同時(shí)，結(jié)合城市功能設(shè)計(jì)給排水管道也很重要，城市不同區(qū)域進(jìn)行的活動(dòng)不同，因此在需水方面和排水方面也存在著差異，如工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)增加污水排水管道數(shù)量，并在周邊建立污水處理站，產(chǎn)生的污水無需運(yùn)送到更遠(yuǎn)的處理站進(jìn)行處理，不僅提升了處理效率，也實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化發(fā)展。此外，建設(shè)海綿城市的過程中對(duì)給排水管道功能進(jìn)行優(yōu)化是必要的工作內(nèi)容，因?yàn)榻o排水管道設(shè)計(jì)方法直接影響城市水系統(tǒng)運(yùn)行效果，所以這樣要求設(shè)計(jì)師能夠綜合城市功能布局綜合考慮給排水管道的布局。

3.3 體現(xiàn)生態(tài)發(fā)展理念

給排水系統(tǒng)與城市水生態(tài)系統(tǒng)之間存在著密切的關(guān)聯(lián)，如果建設(shè)城市水系統(tǒng)過程中過于重視人工系統(tǒng)功能發(fā)揮，忽視了城市生態(tài)保護(hù)工作的重要性，可能對(duì)城市生態(tài)造成不利的影響。因此，設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)進(jìn)一步體現(xiàn)生態(tài)發(fā)展理念，綜合城市生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)選擇合理的設(shè)計(jì)方案，在確保城市水系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定性的前提下最大限度降低給排水系統(tǒng)對(duì)城市生態(tài)的影響，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。例如，設(shè)計(jì)給排水管道位置時(shí)應(yīng)該盡可能選擇生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的區(qū)域，避開城市生態(tài)保護(hù)區(qū)或生態(tài)脆弱的區(qū)域，如城市濕地周邊應(yīng)禁止開發(fā)給排水系統(tǒng)，最大限度確保城市濕度的自然面貌。體現(xiàn)生態(tài)發(fā)展理念也要尊重城市自然水系統(tǒng)的功能布局，盡可能減少人為干預(yù)對(duì)城市水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，防止這種干預(yù)行為過多導(dǎo)致城市水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能受到影響。值得注意的是，城市給排水系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能對(duì)部分區(qū)域的生態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如污水滲漏導(dǎo)致土壤受到污染，所以在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該考慮到這類問題對(duì)城市生態(tài)的影響，最大限度減少這類問題出現(xiàn)。

3.4 融入綠色發(fā)展理念

綠色發(fā)展是當(dāng)前人類發(fā)展的主題之一，其核心理念是利用有限的自然實(shí)現(xiàn)最大化的效益，并盡可能將人類發(fā)展對(duì)自然環(huán)境造成的影響減少。傳統(tǒng)的城市給排水系統(tǒng)對(duì)城市環(huán)境造成的污染較大，如混凝土管道滲漏污染水體、土壤，管道內(nèi)部容易寄生微生物，導(dǎo)致水體安全性受到影響等。而基于綠色發(fā)展理念的城市給排水設(shè)計(jì)理念則更加重視減少污染理念的融入，通過綠色管道材料和先進(jìn)的密封工藝減少污水對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)通過科學(xué)的管理方法對(duì)施工過程進(jìn)行控制，減少施工作業(yè)帶來的污染，如使用PC材料制作管道，這樣不僅能夠減少管道滲水帶來的污染問題，而且也能節(jié)省能耗。綠色發(fā)展理念在給排水管道設(shè)計(jì)中的融入不僅拓展了設(shè)計(jì)空間，而且也促使設(shè)計(jì)理念得到創(chuàng)新，在這種理念的影響下城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效果將會(huì)得到進(jìn)一步地優(yōu)化。

3.5 注重協(xié)調(diào)發(fā)展原則

協(xié)調(diào)發(fā)展的核心是城市結(jié)構(gòu)和功能與自然發(fā)展保持較高的一致性，通過互補(bǔ)的發(fā)展模式使自然與城市得以更好地進(jìn)步。給排水系統(tǒng)布局也應(yīng)該滿足城市結(jié)構(gòu)可拓展需求，在拓展城市功能時(shí)依然能夠保障城市結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在投入最低的開發(fā)成本前提下能夠完善城市給排水功能。例如，對(duì)于城市新開發(fā)區(qū)域，應(yīng)預(yù)留給排水系統(tǒng)拓展預(yù)期，結(jié)合城市未來發(fā)展規(guī)劃合理設(shè)計(jì)新城市給排水系統(tǒng)，同時(shí)將區(qū)域內(nèi)生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響因素考慮在內(nèi)，合理地設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)。協(xié)調(diào)發(fā)展原則不僅為城市發(fā)展與生態(tài)發(fā)展提供了合理的調(diào)節(jié)方法，而且也為城市的可持續(xù)發(fā)展提供了更多可拓展的空間，在未來階段隨著城市功能拓展，給排水系統(tǒng)也能在合理的布局條件下得到拓展，這對(duì)于發(fā)揮給排水系統(tǒng)的核心作用有著關(guān)鍵意義。從城市長遠(yuǎn)發(fā)展的角度進(jìn)行思考，預(yù)留給排水系統(tǒng)可拓展空間具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，這對(duì)于城市長遠(yuǎn)發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

4 基于海綿城市理念的城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量保障的措施

給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到城市功能發(fā)揮效果和城市居民使用體驗(yàn)效果，因此必須通過對(duì)影響給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果的因素進(jìn)行分析，并結(jié)合具體的因素提出針對(duì)性的解決措施，從而保障給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。本章主要研究了基于海綿城市理念下城市給排水管道設(shè)計(jì)質(zhì)量保障的措施。

4.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理工作

設(shè)計(jì)管理工作在設(shè)計(jì)效果保障過程中發(fā)揮著不可代替的作用，想要保障給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，應(yīng)不斷強(qiáng)化管理工作。一是完善設(shè)計(jì)管理制度，結(jié)合海綿城市設(shè)計(jì)發(fā)展理念確定核心設(shè)計(jì)思想，圍繞著這一核心思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大限度確保設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)性。二是優(yōu)化設(shè)計(jì)管理模式，制定體系化的管理模式，將管理工作貫徹到每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確保設(shè)計(jì)管理工作的有效性，減少管理不當(dāng)帶來的設(shè)計(jì)隱患。對(duì)設(shè)計(jì)管理工作進(jìn)行優(yōu)化在很大程度上能夠?qū)υO(shè)計(jì)人員的行為形成更多約束，在具體的管理體系下設(shè)計(jì)人員才能將海綿城市設(shè)計(jì)理念的核心要點(diǎn)融入其中，保障設(shè)計(jì)方案的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用效果。因此設(shè)計(jì)單位應(yīng)持續(xù)強(qiáng)化設(shè)計(jì)管理工作，通過有效的設(shè)計(jì)管理方法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制效果。

4.2 做好人員培養(yǎng)工作

海綿城市發(fā)展理念是一種先進(jìn)的理念，在具體落實(shí)階段許多內(nèi)容正處于探索階段，很多設(shè)計(jì)人員對(duì)于相關(guān)理念的認(rèn)識(shí)存在不足。為了獲得更加良好的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)單位應(yīng)做好人員能力培養(yǎng)工作，為設(shè)計(jì)人員提供更多學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)其學(xué)習(xí)和掌握更多顯得設(shè)計(jì)理念，在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)過程中將這些理念融入，從而提升設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量。除了開展能力培訓(xùn)工作之外，也可以組織人員參觀一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，從這些設(shè)計(jì)方案中尋找設(shè)計(jì)靈感，結(jié)合本城市的發(fā)展特點(diǎn)和水系統(tǒng)布局對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，從而使海綿城市理念能夠進(jìn)一步地體現(xiàn)在具體的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念不斷拓展和設(shè)計(jì)能力不斷提升能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作的優(yōu)化打下基礎(chǔ)，從而使更多設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)并應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)之中，更好地推動(dòng)城市發(fā)展。

4.3 引入先進(jìn)設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)理念的更新非常重要，在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理念基礎(chǔ)上探究更多先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念可以提升城市及排水系統(tǒng)的整體運(yùn)行價(jià)值。除了融入海綿城市設(shè)計(jì)理念之外，還可以將可持續(xù)發(fā)展理念融入其中，在確保城市生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)通過給排水系統(tǒng)調(diào)整城市水循環(huán)，使城市水系統(tǒng)保持一定的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷更新設(shè)計(jì)理念，學(xué)習(xí)其他城市應(yīng)用的先進(jìn)理念，對(duì)其中存在不足的內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，在具體設(shè)計(jì)過程中不斷調(diào)整設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)方案與城市的整體功能結(jié)構(gòu)和布局保持良好的協(xié)調(diào)性。先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的更新能夠使城市發(fā)展變得更加科學(xué)，因?yàn)樵诔鞘邪l(fā)展過程中城市功能布局可能發(fā)生變化，這種變化可能影響到給排水功能體現(xiàn)，動(dòng)態(tài)更新設(shè)計(jì)理念可以使城市發(fā)展更協(xié)調(diào)。

5 結(jié)束語

總而言之，在城市化發(fā)展過程中，給排水管道建設(shè)工程非常關(guān)鍵，將海綿城市設(shè)計(jì)理念融入城市給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中能夠有效地拓展城市發(fā)展理念，為城市基礎(chǔ)功能優(yōu)化提供更為科學(xué)的指導(dǎo)理念參照，進(jìn)一步推動(dòng)城市功能布局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)城市長效發(fā)展目標(biāo)，為人們提供更為優(yōu)質(zhì)和便捷的生活服務(wù)。