海綿城市理念在城市道路排水施工中的應用

姜玉展

（中鐵建生態環境有限公司，重慶 400711）

1 引言

隨著城市化的快速發展， 城市水環境問題和城市內澇等災害日益突出。 在這樣的背景下，海綿城市理念應運而生，倡導通過吸水、存水、過濾、凈化，以及釋放和利用等手段，優化城市雨水管理，保護和改善水環境，減輕水災害，提高城市的水資源利用效率，以實現城市與自然的和諧共生。

2 海綿城市理念的核心要素

2.1 雨水的吸收

海綿城市的核心理念源于自然生態系統的原理， 創建靈活、適應性強且可持續的城市排水系統，以應對氣候變化和城市化帶來的各種挑戰。 在設計和構建海綿城市時，一種關鍵的思維方式是模擬自然界的水循環過程。 在自然環境中，雨水會被植被和土壤吸收， 然后緩慢滲到地下， 最終匯入河流和湖泊。 海綿城市通過采用綠色基礎設施，如綠色屋頂、雨水花園和透水鋪裝，盡可能地保留雨水，延長雨水在城市范圍內的滯留時間，使雨水可以在城市中自然滲透，減少徑流和積水，從而有效應對城市內澇問題[1]。

2.2 雨水的存儲

存水是對城市水環境全方位的管理和優化。 在理解存水這一概念時，首先要認識到，自然生態系統中的水分循環在很大程度上是依賴于地表和土壤的 “存儲庫” 來完成的。 雨水落下后，有一部分會被植被吸收，并通過蒸騰作用返回大氣中，是自然的存儲和釋放過程， 可以保證生態系統的穩定和水分的循環。 而在城市環境中，由于大面積的硬化地表和高強度的人類活動，自然的存儲和釋放機制被打破，雨水不能被有效吸收，而是迅速流入排水系統，導致城市內澇和城市河流的水質下降。 因此，海綿城市理念強調使雨水能夠在地表和地下形成“存儲庫”，同時，通過科學的管理策略，使這些 “存儲庫” 能夠發揮最大的效用。

在海綿城市的理念中， 存水并不只是物理意義上的儲存雨水， 而是在更廣闊的層面上實現對水資源的保護和合理利用，即在城市設計和管理中，需要充分考慮水的價值，讓水成為城市生態系統的重要組成部分，而不是僅僅被視為需要處理和排放的廢物。 這是對傳統城市管理方式的一種挑戰和革新，也是向可持續和生態友好的城市發展模式的轉變。

2.3 雨水的過濾

在城市環境下，過濾是對水資源的持續性管理和維護的重要部分，應倡導城市采取生態友好的方式進行自然凈化和過濾處理，以改善水質并實現水環境的持久健康。 自然界的水在循環過程中，地表和土壤的過濾作用起著至關重要的作用，有機物和礦物質被土壤吸收和滯留，從而確保了地下水和河流水質的清潔。 然而，在現代城市環境下，大規模土地硬化和排水系統的不完善使得懸浮物、營養物質和污染物直接進入城市河流，破壞了水質，威脅城市居民的健康和生活質量。 因此，海綿城市理念提倡在城市設計和運營中融入自然過濾的機制，使雨水能夠在流向排水系統或直接排入自然水體前，經過植被和土壤的過濾和凈化，使植被吸收雨其中的營養物質，使土壤吸附懸浮物和有害物質，達到改善水質的效果[2]。

2.4 雨水的凈化

海綿城市理念中的凈化元素著眼于城市雨水管理的一種生態和可持續的方法， 強調在雨水收集和處理的過程中利用自然和半自然系統，以達到凈化水體、改善水質、減少污染物排放的目的，進一步保護和恢復自然水循環。 傳統的城市雨水管理方式往往偏重于快速排放， 而海綿城市理念則倡導“滯留、滲透、凈化” 方式，強調讓雨水就地滯留、就地滲透、就地凈化，讓自然生態系統起到其固有的凈化作用，減輕城市排水系統的壓力，提升雨水的水質，使之能夠回歸到自然環境或用于城市的再生水。

生物凈化也是海綿城市的核心要素， 植物在吸收雨水中養分的同時，還能通過根系的吸附和微生物的生物化學作用，將有害物質轉化為無害或低毒的物質， 從而實現對水體的凈化。 在這個過程中，雨水經過初級處理后流入濕地或水體，在通過微生物、水生植物等生物的生態作用下，有機物被分解，礦物質被吸收，從而形成了清潔的水源。

2.5 釋放和利用

海綿城市理念的核心要素中， 釋放和利用是在吸水、存水、過濾和凈化之后的重要環節。 這兩個部分主要側重于雨水的高效使用以及合理的放回自然水體，從而完成水循環，并保護和改善城市水環境。

釋放的難點是如何在合適的時間、合適的地點、合適的方式，安全地將水量控制在合適的范圍內，最終達到減少洪水峰值、減緩城市洪澇災害、保護城市生態環境等目標。 這涉及雨水排放設施的設計、雨水的徑流路徑的規劃，以及雨水排放方式的選擇，例如，逐步排放到河流、湖泊或其他自然水體中，同時控制排放水量和排放速度， 以保護受水體的水質和生態平衡。

利用則主要關注如何在合理有效的前提下， 將收集和凈化的雨水用于城市的各種用途， 從而提高城市的水資源利用效率，減少對淡水資源的壓力[3]。 例如，雨水可以用于公園綠地的灌溉、城市景觀水體的補給，以及住宅區的非飲用用水等。通過科學合理的設計和規劃， 可以最大限度地利用和節約水資源，同時也能通過增加城市的綠色元素，提高城市的生態環境質量和城市生活的舒適度。

釋放和利用都是海綿城市理念中的重要組成部分， 旨在實現城市與自然的和諧共生，保護和改善水環境，促進城市的可持續發展。 在城市規劃和設計中， 應該充分考慮這兩個環節，合理配置城市的水資源，以達到城市和自然的和諧共生，提高城市的適應性和韌性，保障城市的生態安全。

3 基于海綿城市理念的萊西市道路排水施工工程分析

3.1 城市道路排水施工工程背景

萊西市坐落在山東半島城市群中部區域，憑借其 “幾何中心” 的優越區位，正逐漸發展成為加速大青島北部崛起的主體力量。 隨著青榮城際鐵路萊西段的開通和濰萊高鐵的前期工作的順利推進，以及龍青高速的建成通車，萊西市正式融入全國高鐵網絡，構建了 “三高、五縱、七橫” 的公路路網結構，逐漸成為重要的交通樞紐。

然而，盡管萊西市在城市基礎設施建設上取得了長足的進步，但仍面臨著一些挑戰。 由于部分設施建設年代久，且未能融入海綿城市理念， 這些設施亟須進行修繕和提檔升級。 新建城區的道路、人行道、綠化等配套設施仍不夠完善，需要加快建設進度。 此外，隨著《海綿城市建設技術指南》（建城函[2014]275 號）的發布和海綿城市建設試點的逐步擴大，萊西市也逐步接納并實施了海綿城市建設理念，將生態文明融入城市基礎設施建設，改善城市生態環境、實現城市可持續發展。

3.2 萊西市道路排水施工項目的建設目標

萊西市道路排水施工項目將科學合理地劃定城市 “藍線”和 “綠線” 等開發邊界和保護區域，最大限度地保護原有的河流、溝渠、樹林、公園綠地等生態體系，維持其開發前的自然水文特征。 在城市開發過程中，造成了洙河的水文功能破壞，通過實行海綿城市建設，力求將物理、生物和生態三者的協同作用運用到已破壞的城市綠地、水體、濕地等自然環境中，使洙河的水文循環特征和生態功能逐漸被修復， 恢復到接近開發前的狀態，并維持一定比例的城市生態空間，促進城市生態多樣性提升。 在合理控制開發強度的同時，全面推廣海綿城市技術：（1）在城市道路建設可滲透鋪裝路面、植被淺溝等源頭控制措施來實現中小強度下的雨水消納；（2）加強中途和末端控制設施的建設維護， 從而實現高強度降雨下城市水系統的穩定；（3）加強城市雨水回用系統建設，緩解水資源短缺。 通過以上途徑，力求有效控制城市雨洪災害，減輕暴雨對城市運行的影響，使雨水真正成為萊西市的一種可持續利用資源。

3.3 萊西市道路排水施工中海綿城市理念的融入

濟南中路（煙臺路—南京路）道路罩面工程體現了海綿城市理念的核心元素， 即通過在城市建設和改造過程中實施一系列的雨水管理和城市生態系統保護措施， 模擬和增強自然系統的水循環過程，從而提高城市的可持續性和韌性。 此路段道路長1 250 m，寬24 m，不僅能支撐城市交通，還能提供足夠的空間用于綠化和其他生態基礎設施的設置， 有助于提高城市的環境質量和生態多樣性。 路面采用了瀝青混凝土罩面，這種材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落時吸收并慢慢滲透一部分雨水，減少路面積水和城市內澇的風險。

相較于傳統的混凝土路面， 瀝青混凝土路面更能吸收和分散汽車行駛的震動和噪聲，從而提高城市環境的舒適度。 貴陽路（國家糧食儲備庫至南寧路）道路改造工程對現有的道路進行了翻新，并在其上鋪設了9 cm 厚的瀝青。 這種類型的道路覆蓋材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落時吸收并慢慢滲透一部分雨水，有助于減少城市內澇的風險。 此外，這個工程中還新建了2 500 m 的水溝，并對原有的1 600 m水溝進行了改造，安裝了蓋板，有效地管理雨水，防止積水，還能利用蓋板為市民提供更多的步行和休閑空間， 改善城市的生活環境。 與此同時，新建的水溝和改造后的水溝都可以起到收集、引導和排放雨水的作用，減輕雨季的內澇壓力，保護城市基礎設施免受損壞。

此外，長島路（上海路—北京路）防洪及道路工程中運用了海綿城市的幾個重要原則，包括減少城市徑流、改善水質、緩解洪水風險以及提升城市環境質量。 在道路的修復和翻新中選擇使用透水性的材料來增強道路的排水功能，減少積水和城市內澇的可能。 該項目砌筑了3 m×1.8 m 現澆鋼筋混凝土防洪溝，既能在雨季大量降水時接納雨水，減輕了城市排水系統的壓力， 也能在雨水較少的時候通過滯洪和緩沖，減少徑流，提高雨水的利用效率。 工程中鋪裝了8 000 m2的透水人行道，可以讓雨水直接滲入地下，增加地下水補給，同時減少雨水徑流，降低內澇風險。 透水性的路面材料不僅有助于水的儲存和排放， 還能在一定程度上提高城市微氣候，對環境友好。

4 結語

經過深入研究和分析可知， 海綿城市理念在城市規劃和設計中具有極高的應用價值。 未來的城市規劃和設計應更加重視海綿城市理念的應用，強化對城市水環境的保護和改善，從而實現城市與自然的和諧共生，促進城市的可持續發展。 未來，需要進一步優化海綿城市設計，以適應各種不同城市環境和氣候條件的需求。 同時，還需要在政策層面推動海綿城市理念的廣泛實施。 例如，建立合理的政策體系和法規，推動相關的科技研發和市場發展，并對其提供經濟和政策支持，以引導和促進城市的轉型。