海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用探究

劉晨晨

【摘要】海綿城市效應(yīng)的重要內(nèi)容是通過(guò)對(duì)城市有關(guān)設(shè)施開(kāi)展綜合改造，如同海綿一般，吸附大量的雨水資源，進(jìn)而改善城市用水難的現(xiàn)狀，同時(shí)，減少城市內(nèi)澇，提升城市對(duì)自然災(zāi)害的抵御和應(yīng)對(duì)能力。加強(qiáng)對(duì)海綿城市的研究和應(yīng)用，對(duì)于新時(shí)期的城市創(chuàng)新發(fā)展有著非常突出的借鑒意義。海綿城市效應(yīng)能夠通過(guò)人工干預(yù)與疏導(dǎo)，優(yōu)化自然資源利用，為市政給排水減輕壓力而節(jié)省的水資源，可在綠化、灌溉、衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域顯現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)城市水資源的循環(huán)利用，維護(hù)城市健康有序運(yùn)轉(zhuǎn)。市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)海綿城市理念的研究與分析，認(rèn)清這種理論和思想的重要意義，并把其中借鑒的原理和方法運(yùn)用到給排水工程建設(shè)當(dāng)中，為水資源開(kāi)發(fā)利用提供支持。

【關(guān)鍵詞】海綿城市理念;市政給排水設(shè)計(jì);應(yīng)用實(shí)踐? ? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.090

1、海綿城市的概念與意義

海綿城市是生態(tài)城市發(fā)展模式下提出的一種全新的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，通過(guò)一些特殊結(jié)構(gòu)的路磚、具有吸納性的施工材料以及具有蓄水能力的設(shè)施提升城市的排水能力，同時(shí)也能合理地將雨水利用起來(lái)。海綿城市的設(shè)計(jì)理念改變了傳統(tǒng)市政道路的設(shè)計(jì)模式。傳統(tǒng)的市政道路工程所使用的施工材料多為實(shí)體結(jié)構(gòu)的路磚及路基，這些施工材料的滲透性能較差。在雨季降雨量較大時(shí)，大量水體會(huì)被阻隔在道路表面，此時(shí)就考驗(yàn)著市政給排水系統(tǒng)的排水能力。當(dāng)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、降雨量大于排水系統(tǒng)排水量時(shí)，城市排水系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生癱瘓，導(dǎo)致城市中出現(xiàn)大量積水區(qū)，引發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害。出現(xiàn)積水區(qū)不僅影響市民出行，同時(shí)區(qū)域范圍內(nèi)的車輛、建筑也會(huì)受到影響，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，這對(duì)城市發(fā)展極為不利。將海綿城市設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于市政道路給排水工程，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式加以優(yōu)化改進(jìn)，減少硬化路面設(shè)計(jì)，采用更具吸納性、彈性的施工材料，設(shè)計(jì)具有蓄水能力的綠地景觀區(qū)域、濕地區(qū)域，不僅可以有效緩解城市排水系統(tǒng)的壓力，也能有效地利用雨水，引進(jìn)生態(tài)城市的建設(shè)。雨水的收集與利用，能豐富城市的水資源供應(yīng)，在海綿城市理念下設(shè)計(jì)的具有蓄水功能的綠地景觀區(qū)域、濕地區(qū)域也能發(fā)揮生態(tài)功能，成為城市中重要的景觀區(qū)域，這種設(shè)計(jì)模式符合生態(tài)城市建設(shè)發(fā)展的要求。

2、市政給排水設(shè)計(jì)存在的不足

2.1排水設(shè)施不完善

隨著城市化腳步進(jìn)展加快，城市規(guī)模也不斷擴(kuò)大。由于城市建筑物種類不斷增加，城市的廢水排放量也有所增加，居民對(duì)水資源的需求量也逐漸增大，市政給排水設(shè)計(jì)原有的排水設(shè)施不能滿足城市發(fā)展需求。原有的排水設(shè)計(jì)存在技術(shù)不足和排水設(shè)施不夠完善等缺陷，同時(shí)排水管道隨著時(shí)間推移也開(kāi)始老化，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的覆蓋范圍不夠廣泛，不能滿足現(xiàn)代城市化建設(shè)對(duì)排水系統(tǒng)的需求。因此，針對(duì)原有排水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，市政管理者需要在城市排水系統(tǒng)建設(shè)方面加大資金投入，對(duì)原有的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)完善排水設(shè)施。

2.2城市環(huán)境條件較為復(fù)雜

針對(duì)現(xiàn)代城市的發(fā)展，市政道路的規(guī)劃建設(shè)是極為重要的內(nèi)容之一，為了充分發(fā)揮市政道路的使用功能，延長(zhǎng)其使用壽命，應(yīng)做好給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。當(dāng)前的給排水設(shè)計(jì)已難以適應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜的自然環(huán)境條件，導(dǎo)致城市給排水系統(tǒng)面臨較多難題。例如，在惡劣的暴雨天氣影響下，城市給排水系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)排水，降雨量顯著增多超過(guò)給排水系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)，容易引發(fā)洪澇等自然災(zāi)害。另外，在實(shí)際開(kāi)展給排水設(shè)計(jì)工作時(shí)，部分設(shè)計(jì)者對(duì)前期準(zhǔn)備工作沒(méi)有足夠重視，未提前對(duì)周邊環(huán)境狀況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，導(dǎo)致最終的給排水工程設(shè)計(jì)方案不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，未能有效減輕城市在暴雨天氣時(shí)的給排水負(fù)荷。

2.3未充分利用水資源

城市人口密度較大，對(duì)水資源需求較高。但是，城市現(xiàn)存水資源有限，不能有效滿足人們的用水需求。另外，大部分城市中擁有的土地資源都表現(xiàn)出硬化程度，顯著降低了城市土地的滲透能力，無(wú)法及時(shí)將降水與排水滲透至地下，形成的積水會(huì)通過(guò)蒸發(fā)上升至空氣中，或者流入城市排水管道內(nèi)形成死水，這些水未得到充分利用，降低了城市水資源的利用效率。

3、海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中應(yīng)用的原則

第一，防澇原則。在目前的城市化發(fā)展當(dāng)中，有很多給排水設(shè)施比較老舊，無(wú)法正常發(fā)揮作用，因此，出現(xiàn)了明顯的積水、洪澇等問(wèn)題，這無(wú)疑為市政給排水系統(tǒng)正常運(yùn)行效果帶來(lái)了消極影響。面對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)者需要在實(shí)際設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中貫徹防澇原則，提高洪澇防范和應(yīng)對(duì)能力。在城市建設(shè)中排除積水是非常關(guān)鍵的，既可以確保給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，也可以在此基礎(chǔ)之上回收水資源，減少資源浪費(fèi)，改善水資源緊缺的現(xiàn)狀。第二，節(jié)約原則。節(jié)約一直以來(lái)都是我國(guó)備受推崇的文化觀念，當(dāng)然這種節(jié)約原則也適合用于市政給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中。設(shè)計(jì)者應(yīng)該認(rèn)清資源節(jié)約的重要意義，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化當(dāng)中，都要始終堅(jiān)持節(jié)約準(zhǔn)則，避免對(duì)原有管路進(jìn)行修改，而是立足原有基礎(chǔ)展開(kāi)科學(xué)化設(shè)計(jì)，注意水資源的回收再利用。

4、海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1車行道的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)車行道時(shí)，要選擇合適的施工材料，尤其要選擇透水性能良好的材料，如瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，借此提升路面的承載能力，也可以將傳統(tǒng)材料與新型材料結(jié)合在一起進(jìn)行應(yīng)用。另外，相關(guān)設(shè)計(jì)者還要對(duì)其坡度予以科學(xué)驗(yàn)證，避免在大雨天氣，出現(xiàn)雨水聚集的現(xiàn)象?？梢栽跈C(jī)動(dòng)車道兩邊設(shè)計(jì)邊溝，同時(shí)在邊溝中種植合適的植被，借助兩邊的坡度，將雨水引流到邊溝中，既能滿足植物的生長(zhǎng)需求，還能使多余的雨水經(jīng)邊溝植物的過(guò)濾，被引入到蓄水設(shè)施或者是其他綠化帶之中，實(shí)現(xiàn)有效地分流，也能夠在干旱時(shí)緩解用水緊張問(wèn)題。

4.2人行道設(shè)計(jì)

人行道會(huì)給市政給排水設(shè)計(jì)帶來(lái)重大影響，尤其是會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，所以應(yīng)該將人行道的合理設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)重要工作來(lái)抓，結(jié)合工程施工建設(shè)的要求，改善和提高市政給排水系統(tǒng)功能，徹底變革以往落后的人行道設(shè)計(jì)思想，用海綿城市理念推動(dòng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。設(shè)計(jì)者應(yīng)該對(duì)城市地形情況進(jìn)行綜合考量，恰當(dāng)選取科學(xué)材料，設(shè)計(jì)人行道給排水系統(tǒng)，著重促進(jìn)雨水資源的利用。例如，新型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要隨地形變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，做好科學(xué)化的密度分布。西高東低的城市需要確保設(shè)計(jì)的給排水系統(tǒng)順應(yīng)這樣的地形趨勢(shì)，呈現(xiàn)樣態(tài)分布特征。東高西低的城市，當(dāng)然也遵循著這樣的規(guī)律和地形趨勢(shì)保持一致。在人行道給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要注意對(duì)新材料的使用，選擇性能好、經(jīng)濟(jì)安全以及可再生的材料，確保雨水滲透有效性，提高雨水資源的收集效果，并為后續(xù)利用打基礎(chǔ)。

4.3運(yùn)用于城市綠化建設(shè)

市政給排水系統(tǒng)采用海綿城市理念，能夠有效促進(jìn)水資源的循環(huán)利用。為了改善城市居住環(huán)境，城市建設(shè)過(guò)程中會(huì)對(duì)城市進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，城市綠化保養(yǎng)工作離不開(kāi)對(duì)水資源的利用。因此，在市政給排水系統(tǒng)采用海綿城市理念時(shí)，排水系統(tǒng)的建設(shè)可以和綠化場(chǎng)地的建設(shè)相結(jié)合，在城市遇到大量降雨時(shí)，綠化場(chǎng)地能夠及時(shí)分擔(dān)排水系統(tǒng)的壓力，從而不會(huì)造成城市洪澇的情況發(fā)生。在干旱天氣時(shí)，排水系統(tǒng)儲(chǔ)存的水資源能夠?qū)G化場(chǎng)地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，有效保護(hù)了綠化植物的正常生長(zhǎng)。因此，通過(guò)排水系統(tǒng)和綠化場(chǎng)地建設(shè)功能相結(jié)合的方式，合理的對(duì)水資源進(jìn)行了循環(huán)利用，從而城市建設(shè)也走上了可持續(xù)發(fā)展的道路。

4.4海綿城市理念指導(dǎo)下的路基排水設(shè)計(jì)

對(duì)于城市道路給排水設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)優(yōu)化必須確保設(shè)計(jì)前對(duì)相應(yīng)的施工道路情況有充分的了解，以相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)指導(dǎo)給排水方案設(shè)計(jì)。不同的氣候條件、土壤類型、地質(zhì)條件對(duì)應(yīng)不同的給排水路基設(shè)計(jì)方案，因此，前期調(diào)研與綜合分析是城市道路路基排水設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本要求。以海綿城市理念指導(dǎo)路基排水設(shè)計(jì)，必須確保施工道路的透水性能，正式施工前，以晾曬的方式進(jìn)行路面排水性能檢測(cè)與調(diào)整，配合碾壓的方式。若晾曬與碾壓都沒(méi)有起到良好的排水性能調(diào)整效果，可以配合換填技術(shù)，以提高路基透水能力為路基排水設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。具體情況具體分析，施工區(qū)域如果是軟土層，對(duì)應(yīng)的路基強(qiáng)度要相應(yīng)提高，只有準(zhǔn)確地了解路面情況施工各要素的影響，提出針對(duì)性的改善措施，才能確保路基排水設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

4.5海綿城市的銜接帶設(shè)計(jì)

海綿城市銜接帶設(shè)計(jì)，是指對(duì)海綿城市道路綠化帶的設(shè)計(jì)，海綿城市的綠化帶設(shè)計(jì)，還包括其他與海綿城市進(jìn)行連接的重要紐帶，對(duì)于海綿城市的設(shè)計(jì)，我們要對(duì)海綿城市在設(shè)計(jì)時(shí)，就要檢索當(dāng)?shù)氐馁Y料，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，要掌握當(dāng)?shù)剡m宜種植的植物，要將綠化帶形式考慮到設(shè)計(jì)之中，這樣才能有效地選擇海綿城市銜接模式和銜接技術(shù)，才可以完成海綿城市的設(shè)計(jì)。同時(shí)還要應(yīng)用源頭滲透、中途滲透等相關(guān)技術(shù)，對(duì)海綿城市進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能使海綿城市建成后，可以有效地排放雨水。為了提高海綿城市的功能，我們還要在海綿城市的設(shè)計(jì)過(guò)程中，積極采用植草溝，積極利用調(diào)節(jié)塘來(lái)收集雨水，形成濕地，使海綿城市可以有效地蓄存雨水。此外我們還要根據(jù)海綿城市的不同區(qū)域，對(duì)海綿城市的不同情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，?duì)海綿城市進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，使海綿城市能夠成為水資源豐富的區(qū)域。因此，在海綿城市的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可以選擇現(xiàn)代科技中最佳的凈化技術(shù)來(lái)保證雨水水質(zhì)，而對(duì)于一些海綿城市水資源比較缺乏的區(qū)域，我們要注意雨水的回收率，要注意采取有效的對(duì)策，提高這些海綿城市的雨水回收率。這樣就可以使這些海綿城市提升雨水的回收率，使這些海綿城市更加科學(xué)合理的利用雨水，使海綿城市更好地為人類服務(wù)。

4.6附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

附屬設(shè)施在市政給排水系統(tǒng)中發(fā)揮的作用不容忽視。在對(duì)附屬設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)前，應(yīng)安排專業(yè)人員做好周圍環(huán)境的調(diào)查工作，為設(shè)計(jì)工作的有效開(kāi)展提供可靠的參考依據(jù)。應(yīng)注重對(duì)設(shè)計(jì)理念的更新，嚴(yán)格將海綿城市理念落到實(shí)處，確保施工材料選擇的合理性，可采用草植溝的模式取代傳統(tǒng)混凝土材料，增強(qiáng)附屬設(shè)施的吸水性能。

結(jié)語(yǔ)：

市政給排水建設(shè)系統(tǒng)采取海綿城市的理念，增加了獲取水資源的渠道，從而緩解了水資源缺乏的問(wèn)題。海綿城市理念運(yùn)用到市政給排水系統(tǒng)建設(shè)中，能夠有效提高城市空間的使用率，同時(shí)提高了水資源的利用率也促進(jìn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善，符合可持續(xù)發(fā)展理念。海綿城市理念運(yùn)用在道路設(shè)計(jì)、城市綠化建設(shè)和城市水資源凈化系統(tǒng)等方面，不僅促進(jìn)了水資源在城市運(yùn)轉(zhuǎn)中的循環(huán)利用，同時(shí)也改善了城市生態(tài)環(huán)境。

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