海绵城市理念在市政给排水设计中的应用探讨

海绵城市理念在市政给排水设计中的应用探讨

邹玲

机械工业第四设计研究院有限公司上海分公司

摘要：为了解决季节性雨水问题，降低越来越突出的市政给排水工程建设费用和规模，降低基础设施建设的占地和运维成本，海绵城市理念得到了越来越多的应用和发展，在我国多处城市规划和建设过程中，发挥着重要作用。本文立足我国市政给排水系统的实际问题，从设计角度阐述海绵城市理念的技术应用现状，本着节约能源、优化环境和充分利用水资源的原则，并提出了完善和改进策略。

关键词：海绵城市理论；市政给排水工程；技术设计；应用探讨

0 引言

为了提高城市的交通便利和整体环境卫生等状况，我国城市化建设过程中进行了大量的基础设施建设，配套将城市地面进行了大量的硬化。在汛期来临时，城市的给排水系统面临着巨大的挑战，常常发生短时内涝和洪水，给正常的城市生活和运行带来巨大的安全隐患。除了部分城市给排水系统面临原有规划调整而相对不足的现状外，规划设计理念中一味考虑排水而忽视了水资源的含蓄也是重要的原因之一。为了彻底解决城市市政给排水面临的一次性投资成本高，闲置率高和运维成本高的现状问题，改进当前的市政给排水设计理念，引入海绵城市理论，增加城市对水资源的含蓄水平，已经成为重要的技术突破口。 　　

1 海绵城市理念

　　海绵城市的理念针对当前刚性较强的城市现状，旨在恢复城市的弹性。一方面是加强城市的力学特性优化，改进和提高市民的审美，在满足便于通行和卫生状况的同时，利用植草砖、渗透性水泥等先进的生态技术进行城市大面积的地表建设。另一方面可以加强城市土壤的水资源含蓄和调蓄功能，设置和规划部分湿地景观公园，增加城市环境和生态保护，减少城市人工建设和维护成本费用，增加汛期和雨季的雨水含蓄吸收能力，降低市政给排水系统的建设规模和成本，利用对污水进行处理和回用，促进城市海绵体的水平衡，实现更加高效和合理的城市市政给排水系统建设标准。

2 实践意义

　　海绵城市理论是我国城市给排水系统的一部分，具有十分重要的关联性，是既有市政给排水系统的必要补充。（1）优化排水效果。城市建设具有一定的阶段性，随着功能定位的发展和调整，容易造成城市模块化延伸和拆改更新，在我国相关规范的更新和完善过程中，也可能造成更多的计算标准和设计标准的调整，这就给城市给排水系统设计带来巨大的困难。设计超前将面临一次性的巨额资金投入，造成经济性差，而且增加后期的维护运行费用，随着时间延长，可能造成不必要的经济投资损失。设计只考虑近期的实际需求，又容易不满足设计规范和造成后期使用不足，翻新建设和扩建又造成巨大的资金浪费和形象损失。海绵城市理论的融入，增加了设计的弹性，便于进行长远规划和近期实际的协调，不再单吃依靠排水系统基础设施建设来进行城市水资源的调蓄。（2）减少内涝灾害。合理的城市规划是海绵城市理论实施的基础，在地底和洼地设置海绵体公园，一方面增加日常的生态休闲环境改善度，同时可以在短期暴雨和汛期起到较强的雨水含蓄功能，能够有效的快速收集和储存雨水，降低了泵站的设备参数和规模。非汛期可以取用和回用雨水进行灌溉和喷洒，有利于合理利用雨水的同时，可以大量减少城市给水系统的供水压力。日常污水处理和优化的回水又可以及时补充海绵体存水，维持非汛期和低雨期的正常植被生长，减少污水的排放率。（3）　节水节能作用。海绵城市理论的实施具有较高的经济价值，可以在改善城市生态环境和绿化环境的同时，减少运行费用，采用适宜性的简单植被，减少后期人工干预和维护。能够降低水资源的流失和污染，减少城市基础设施建设投资，控制市政给排水系统在较为合理的规模，降低日常运行水泵的功率，减少能源消耗的同时，改善地下水资源的平衡。　

3 设计应用

　（1）路基设计。道路是城市的重要网络体系，遍布整个城市体，具有便利人们出行的重要作用。路基除了满足道路行车承载力的传输媒介的功能外，还肩负着渗水和透水的重要作用，路基积水容易造路面塌陷，冲刷路基粒径较小的材料，造成道路承载能力降低。在路基设计过程中，一味考虑保护路基远离水资源，需要考虑降水和地下水的双重作用，具有较大的难度，因此，加强海绵城市理论的融入，考虑路基的排水性设计和渗透性设计，便于将降水及时传导入地下进行收集，便于地下水压较高区域进行泄水，具有重要的发展意义。（2）非机动车道和人行道设计。在开展非机动车道和人行道设计过程中，不仅考虑满足通行宽度要求和承载力水平要求，还应当加强排水设计，引入海绵城市理论进行新型式的排水设计。选择较为适宜的路面型式，替代硬化路面，例如，采用植草砖、透水砖来进行人行道施工，便道砖下采用渗透性较好的，具有一定空隙的基层材料。保证人们的通行安全的同时，解决雨水收集和传导、分流的问题。（3）绿化景观设计。无论是道路两侧、中央隔离带的绿化，还是城市公园的成片绿化，对于实现市政给排水设计优化，加强海绵城市理论实践，具有十分重要的作用。充分利用竖向空间，设置雨水的收集系统，为后期的水资源利用做好准备。增加滤水层，在收集雨水的过程中，确保土壤的稳定。在蓄水和排水的起始点，增加多种形式的滤水设施，合理布置绿化层次，使排水系统最大范围内实现就地吸收和储存，结合外排体系设置自动衔接。将绿化景观设置成为城市排水系统的取水点，实现降低排水管径和优化排水体系的作用。

4 存在的现状问题　

（1）实际调研数据失真。在开展市政给排水系统设计过程中，重要的参考数据为城市近期和历史的气候数据，而数据的采集具有一定的片面性，天气状况的变化也较大，容易造成设计调研数据失真，从而增加建设规模或降低设计标准，从而给后续工程建设带来巨大的失灵隐患。（2）设施利用率低。当前海绵城市理念和市政给排水系统设计案例较多，设计理念和技术也十分丰富，但常常对于后续的可持续性和维持考虑较少，造成既有的设施的利用率低。甚至部分先进的设计理念，不仅未能合理和充分的利用，反倒是起到了反方向的作用。（3）推广和应用有待提高。海绵城市理论在市政给排水系统设计过程中具有较高的应用价值，但是受到建设单位的稳妥性和局限性，在推广利用方面速度较慢。由于整体性的城市化规划较少，局部的、单一工程的海绵城市理论市政给排水系统设计的作用和效果有限，不容易及时的体现出其先进性，因此，未被充分的重视。　

5 改进建议

针对当前海绵城市的应用现状问题，建议设计单位在开展工程设计过程中，提供多方案的比选，向建设单位和主管部门进行有针对性的宣传和介绍，加强对于成熟案例的考察。制定全寿命周期的项目设计，做好后期运维所需的各项设计要求，设置相应的管理机构和人员，加强后期的回访和后评价机制，不断改进设计水平和管理水平，让海绵城市理论在市政给排水系统设计中，充分发挥其应有的作用。　　

6 结束语

　　随着我国海绵城市理论的实践和国家试点，相信在短期内将增加相关的指导文件和规范要求，这将有利于在全国范围内推广和应用，有利于改善既有市政给排水系统设计的水平。我们需要在每一个项目设计和实施过程中，加强经验总结和改进，不断提高和完善海绵城市理论在新建、改扩建等不同性质工程中的应用能力。

参考文献：

1. 郑飞.基于海绵城市理念的市政道路给排水设计研究[J].居舍，2020（13）：87.