海绵城市理念在市政给排水设计中的应用要点研究

房登峰

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010）

0 引言

海绵城市建设理念是一种低影响开发、可持续发展的雨洪管理理念，是指城市能够像海绵一样，在适应生态环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用[1]，在提高城市防洪排涝能力、改善生态环境、缓解城市水资源压力等方面，有着重要作用。在我国的现代新型城镇化建设过程中，许多新型技术措施已经应用在实际的项目当中，在实际工程中得到了实践，并且取得了较好的效果。在对大自然的开发建设中，如何保持整个地块在建设前后的水文特征不变，维持原有径流量不增加，这对解决城市内涝问题尤为重要。建筑小区作为城市雨水排水系统的起点之一，具有硬化率高、屋顶面积较大、下垫面种类较多等特点，在如此多的硬质条件下，降雨时，短时间内将会产生大量的雨水地面径流，就会对城市的雨水排水系统造成较大的压力，因此，在建筑小区的设计中贯彻海绵城市的理念，对从源头开始减少地表的雨水径流量，减轻城市内涝灾害具有非常重要的意义[2]。同样，在市政工程建设中，海绵城市建设兼顾设施的功能和景观要求，在控制面源污染，净化初期雨水，减少污染排放，改善周边居民生活环境等方面，也有着举足轻重的作用。本文主要对海绵城市建设的重要性进行介绍，对海绵城市理念在市政排水中工程采取的措施进行研究，并为相关从业人员提供一些设计思路。

1 海绵城市理念的重要性

市政给排水设计中的海绵城市理念的应用具有十分重要的实践意义，主要表现为：①控制雨水径流总量，市政给排水设计中，海绵城市的应用能够对降雨径流总量进行控制，低影响开发措施主要发挥“渗”和“蓄”的功能，将雨水吸入地下土层，或将雨水储存于调蓄池中，以便处理好之后作为它用。②削减降雨洪峰的峰值流量，由于低影响开发设施受到降雨持续时间、频率和雨型，以及建成后管理和运行维护条件等因素的影响，其对中、小降雨的峰值流量削减效果较好，可是，当遇到暴雨时，低影响开发设施虽然对峰值流量削弱幅度较低，但仍然可以起到一定的错峰、延峰作用。低影响开发设施在一定程度上降低了雨水瞬时流量，提升了雨水系统的排水能力以及运行质量与效率，确保其能满足城市排水需求，完善了排水系统。海绵城市的水文原理见图1。③控制径流污染，减少对水资源的污染[3]。现代化城市快速发展期间，水资源污染问题比较突出，很多城市传统的排水系统难以对水污染问题进行治理，对城市发展和人们的生活环境造成极大影响，但海绵城市理念的应用，能够从源头开始，有效降低对水资源的污染，确保城市的生态平衡。④提升水资源利用率。传统市政给排水系统难以有效蓄水与排水，水资源难以得到有效利用，但海绵城市理念的应用能有效收集水资源，将雨水储存于调蓄池内，经过处理之后可以用于冲洗道路广场、浇灌绿化以及景观湖补水等方面。工艺流程见图2，提升水资源的利用率，实现水资源的可持续发展。

图1 海绵城市水文原理

图2 海绵城市雨水回收利用工艺流程

2 海绵城市理念的应用原则

2.1 与相关城市规划相结合

市政给排水是城市建设发展的重要组成部分，是一项专业性强、复杂程度高的工作，与城市其他规划密不可分，如城市总体规划、防洪排涝规划、环境保护规划等。所以在给排水设计中海绵城市理念的应用，是要与城市规划相结合，能从整体出发，发挥规划，水利，城建，气候，环保等各专业部门的技术优势，确保排水设计的科学性与系统性，满足城市发展需求。

2.2 提高专业技术水平

给排水系统在城市基础设施建设中具有重要作用，影响着城市的可持续发展。但目前我国市政给排水工程建设中，对海绵城市理念认识不足，低影响开发技术推广时间较短，导致在实际工程中应用水平相对较低，无法为给排水相关设计提供可靠技术支持。同时，在给排水设计中存在诸多不规范性，相关政策和规范还在完善之中，因此，首先要设计人员能充分认识海绵城市建设的重要性，提高其专业技术水平，才能有效提升城市排水系统建设的效果。

2.3 生态保护与开发利用相结合的原则

在我国各大城市贯彻落实“绿色发展”理念的过程中，给排水设计中海绵城市理念的应用要坚持生态保护与开发利用相结合的原则，在人们开发利用大自然的同时，还要保护生态，减少对环境的污染与破坏。海绵城市排水设计要提升对资源的利用率，采用绿色理念与建设材料，降低工程建设与后期运行的污染与能耗，提升给排水系统的实际应用效果，坚持走可持续发展的道路。

3 海绵城市理念应用的关键技术

3.1 总体规划方案中明确海绵城市建设目标

在进行市政排水工程建设时，引入海绵城市建设的理念，对其总体规划方案进行设计[4]。首先，明确项目建设海绵城市设计目标。区分海绵城市建设的应用，在市政道路建设项目与小区建设项目中的相同点与不同点，市政道路建设项目需结合城市规划进行方案设计。为了确保最终建设成果能够满足海绵城市规划中控制指标要求，可将建设道路年径流总量控制率适当提高，略高于指标要求中的目标值，并将SS 的年径流污染物削减率控制在50%左右。在明确建设目标后，结合规划要求，兼顾设施的功能和景观要求，综合考虑水环境、水资源、水生态、水安全等方面的建设需求，景观环境与人文特色相结合，以此有效地解决当前市政给排水建设中存在的问题。

3.2 绿化带设计

为了更好地贯彻与实践海绵城市建设理念，在进行市政道路项目排水系统设计的过程中，要从低影响设施的应用特点出发，有针对性地提高污染物的削减率，从源头减少对水环境的污染。为了达到这一目的，需要从绿化带与市政道路排水的角度分析，进一步优化市政道路的设计与布局，使排水系统设计更加合理和科学。绿化带的铺设，目的主要是净化空气，美化环境，能够在一定程度上过滤城市中的有害气体，打造更加美丽清新的城市生活环境[5]。海绵城市设计设施的应用，能够达到收集、留滞雨水的效果，提高雨水的下渗率和污染物的去除，因此在进行市政工程给排水系统设计时，要进一步优化道路各部分的空间布局，有条件的情况下，将绿化带设置在道路两侧，以发挥低影响开发设施的功能。同时，设计时要严格控制绿化带高度，确保绿化带高度略低于路面，尽可能使低于高度保持在15～20mm，以使雨水能够顺利流入绿化带，发挥绿化带的作用。在此过程中，要有针对性地设计雨水过滤系统，可以在绿化带与道路之间设置一条植草沟（图3），以及设计生态树池或绿色树池（图4），进一步增强雨水的渗透效果，也可通过种植土层、设置砂石层的方式达到留滞的效果。

图3 植草沟过水断面图

图4 绿色树池构造

3.3 人行道排水设计

人行道的设计是市政道路工程设计中的一项重要组成部分，通常，城市道路中的人行道人流量比较大，其设计建设安全性直接影响人们的出行安全。在以往的人行道给排水设中，只注重人行道的结构安全，而大雨天道路使用中潜在的安全问题未能得到高度重视，更没有从生态环境、水资源保护方面设计建设，导致早些年建设的人行道路面渗水性差，雨水只能通过排水管道排出，遇到特大暴雨的情况，还会导致积水现象频频发生，不利于行人的安全通行，严重影响了人们的正常生活，更甚至还阻碍城市正常运转。近几年，随着海绵城市理念的提倡与实践，低影响开发措施的不断发展，海绵城市建设取得了一定的成果，市政道路排水设计中采用低影响开发措施，将市政道路设计与海绵城市建设相结合，在人行道设计时，合理选择渗透技术，结合实际路况，并考虑环境因素，可以选择透水砖、碎石、透水沥青及透水混凝土人行道（图5），提高人行道路面的透水性，保证排水系统的高质量运行。

图5 人行道透水铺装构造

3.4 其他附属设施设计

附属设施是一类辅助市政道路实现其预期功能的建设内容，在有海绵城市建设要求的市政道路排水中，附属设施设计的意义也更加重要。雨水口的设计就是其中一项重要内容，常规的雨水口布置在道路边，收集道路雨水，避免积水问题的产生，还可以与道路路缘石、路肩等结合设计，设计成平篦+立篦结合的雨水口，以增大雨水的过流能力。在海绵城市建设工程中，雨水口可以设计成环保型雨水口（图6），在其中增设截污挂篮，将雨水中的杂质截留在雨水口中，从而减少杂质对整个排水系统的影响。还可以将雨水口设置在绿地中，设计成溢流式雨水口，以免绿地中积水较深，长时间的积水对绿地造成损害。雨水口设计高度可以高于绿地，而又略低于路面标高，这样既能排出多余的雨水，还能使道路通行不受积水影响。

图6 环保型雨水口

4 结语

海绵城市理念在市政给排水工程中的应用，是时代发展的必然，是人类开发自然与保护生态并行，也是建设绿色城市、海绵城市的重要手段。以海绵城市理念为指导，运用多种低影响开发措施，灵活布置，确保市政给排水设计的整体质量与效果，提升城市的蓄水、排水以及排涝除险的能力，同时也能保护水环境，提升水资源的利用。未来随着城市的快速发展，科学技术的进步，海绵城市将会与智慧城市相结合，建设出更加美好的城市生活环境，提高人们的生活质量。