劉曉璠 劉思思

（沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110000）

我國城市化建設(shè)規(guī)模擴大和不斷發(fā)展導(dǎo)致許多城市人口激增，為城市化發(fā)展建設(shè)注入了“新鮮血液”，但隨之而來的是，城市人口激增也帶來了交通堵塞、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等嚴(yán)重后果。當(dāng)下，習(xí)近平總書記提出了關(guān)于“海綿城市建設(shè)”的號召，得到了全國人民的熱烈響應(yīng)，同時，為早日實現(xiàn)城市生態(tài)文明建設(shè)和建設(shè)美麗中國的美好愿景，各級政府相繼出臺了許多切合城市發(fā)展的舉措和措施［1］。

“海綿城市”對于現(xiàn)代有些人來說既新鮮又陌生，實際上它是一種城市對自然界水資源的搜集、轉(zhuǎn)化、利用和開發(fā)的新型建設(shè)體系，而這個城市給排水系統(tǒng)的建設(shè)在一定程度上直接影響著城市化建設(shè)的發(fā)展大局，所以，“海綿城市建設(shè)”為改善人民的生活環(huán)境、提高城市的水資源利用率、減少城市內(nèi)澇嚴(yán)重等問題、營造城市和諧安寧的生態(tài)氛圍、實施“海綿城市建設(shè)”的舉措具有非常重要的現(xiàn)實意義［2］。

1 “海綿城市”建設(shè)的具體概念

近些年來，城市化建設(shè)的新興革新理念相繼得到驗證實施。2012年，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，“海綿城市”概念第一次被提出。這個城市化建設(shè)理念主要以我國古代的?；~塘和坡唐等系統(tǒng)建設(shè)為基礎(chǔ)，將自然界的一切水資源就地儲蓄、就地消化，指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，也可稱之為“水彈性城市”。

眾所周知，我國是水資源大國，但同時，我國也是世界上水資源極其缺乏的國家之一。特別是現(xiàn)代城市化建設(shè)發(fā)展過快，從而導(dǎo)致鋼筋水泥的城市建筑群不斷地增加，帶來了城市綠化率不斷降低，留給花草樹木的空間正逐步壓縮，使能夠蓄水的植被生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致城市地表的儲水功能下降，最終導(dǎo)致城市內(nèi)澇和旱澇等問題的發(fā)生。因此，如何把自然界中的水資源合理開發(fā)利用，變廢為“寶”，是我國城市化建設(shè)中需要認(rèn)真研究和思考的問題。那么，海綿城市建設(shè)的構(gòu)想正是從合理解決雨水收集、處理、轉(zhuǎn)化、利用等問題出發(fā)，不斷促進城市蓄水功能的提升，形成城市內(nèi)部的良性水循環(huán)體系，完善對水資源的有效管理，最大限度地維護好城市自然生態(tài)環(huán)境。

2 海綿城市建設(shè)在城市給排水市政建設(shè)中的重要意義

2.1 更好地保護城市生態(tài)環(huán)境

海綿城市建設(shè)理念對于恢復(fù)城市自然綠化和植被起到了不可或缺的作用，這一點已經(jīng)在世界的城市建設(shè)中被廣泛認(rèn)可。海綿城市建設(shè)是對城市給排水設(shè)施的有效利用，并可以在城市的多個地帶建立蓄水區(qū)，以增加綠化花園、園林公園和建筑生活小區(qū)、公路兩側(cè)綠化帶等場所和設(shè)施的儲水開發(fā)功能，進一步促進城市水資源系統(tǒng)的完善和發(fā)揮自身主要功能，同時，城市水資源的充足可以保證城市綠化植被長期處于一種繁茂的狀態(tài)，達到有效保護城市綠化生態(tài)環(huán)境的目的［3］。

2.2 有效地降低城市內(nèi)澇風(fēng)險

現(xiàn)如今，許多城市的雨水蓄水功能不完善，特別是遇到較大型的降水時，城市內(nèi)澇的現(xiàn)象極其嚴(yán)重。例如，2021年的河南鄭州暴雨災(zāi)害，造成了人民生命和財產(chǎn)的重大損失。在海綿城市建設(shè)設(shè)計中，將城市地表部分地區(qū)變成一種“海綿體”的形式，具備豐富的儲水功能，這主要是利用城市內(nèi)的河湖等地表及城市特有的配套設(shè)施的特性，讓自然界的雨水從城市的“海綿體”內(nèi)下滲到地表，這樣就可以利用城市特有的水資源的配套設(shè)施來進行儲蓄、回收、利用，此外，還可以將剩余的水資源利用城市地下的排水管道進行外排，促進城市水循環(huán)系統(tǒng)的健康運行，降低城市內(nèi)澇的風(fēng)險。

2.3 避免城市水污染現(xiàn)象

海綿城市建設(shè)理念還有一個對城市建設(shè)重要的作用，那就是能夠有效地避免城市水污染現(xiàn)象的發(fā)生。這是因為海綿城市建設(shè)設(shè)計中，城市水循環(huán)系統(tǒng)作用功能發(fā)揮良好，將落在地面的雨水主要以兩種形式進行了環(huán)保處理，一種處理形式是將讓雨水進入到城市水循環(huán)系統(tǒng)之中，加以有效地開發(fā)利用；另一種形式是將雨水儲存在城市“海綿體”的蓄水設(shè)施之中，可以將雨水中的污染物進行沉淀處理，然后進行降解和凈化，使儲存水的水質(zhì)發(fā)生了質(zhì)的改變，達到自然生態(tài)水的標(biāo)準(zhǔn)［4］。

2.4 提升對極端天氣的防范能力

近些年來，我國部分地區(qū)的洪澇災(zāi)害、暴雨災(zāi)害等極端天氣頻繁發(fā)生，給城市建設(shè)帶來生命和財產(chǎn)的巨大損失，所以，我國許多城市在汛期都設(shè)立了防汛、防洪指揮部等職能部門，采取各種有力量措施，積極做好防汛和抗洪準(zhǔn)備。而海綿城市建設(shè)理念的實施極大地提升了城市的防汛抗洪能力，是城市給排水系統(tǒng)的有益補充和完善。將自然界的降水用蓄、用、排、防等方式進行轉(zhuǎn)化，從而有效地解決了遭遇特大暴雨時雨水積水過大過快造成的城市內(nèi)澇等問題，降低了特大洪澇等災(zāi)害對城市建設(shè)的影響和傷害。

2.5 提高城市給排水系統(tǒng)設(shè)施利用率

海綿城市建設(shè)進一步促進了城市水循環(huán)，提升了城市給排水系統(tǒng)設(shè)施的利用頻率。這主要是因為海綿城市建設(shè)理念構(gòu)建于整個城市的排水系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)之上，是對原有的城市給排水系統(tǒng)的補充與完善，對城市地下水再利用、再開發(fā)的一個循環(huán)體系過程。因此，海綿城市建設(shè)對城市的排水系統(tǒng)進行必要的改造，使城市給排水系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用和功能，從而大大提升了城市給排水系統(tǒng)的利用效率，使城市地下水時刻保持在一種充足、平衡的狀態(tài)［5］。

3 城市給排水系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)存的主要問題

3.1 缺乏完善的城市配套排水設(shè)施設(shè)備

在我國，有些城市建設(shè)的年代比較久遠(yuǎn)，城市給排水系統(tǒng)普遍老化的問題還不同程度地存在，這種情況不僅給城市給排水系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備維護、保養(yǎng)帶來一定的難度，還給城市排水系統(tǒng)改造制造了難題。例如，老舊城區(qū)的管網(wǎng)布置走向和排水出口、管道材料的耐腐蝕度和抗壓強度都與現(xiàn)代化的城市發(fā)展要求標(biāo)準(zhǔn)不符，由于管道的老化及老舊管材材料的缺點，使得城市內(nèi)部分老舊地區(qū)的積水情況日益嚴(yán)重，而改造難度也逐步加大，這些困難也嚴(yán)重影響著市政建設(shè)的改造與發(fā)展。

3.2 極端天氣給城市給排水系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)

近年來，由于全球氣候變暖所引起的極端天氣現(xiàn)象時有發(fā)生，這種異常氣候的出現(xiàn)，里面有許多的人為因素，主要是人類對自然界生態(tài)的過度破壞所造成的溫室效應(yīng)，而這種極端天氣狀態(tài)給城市建設(shè)也帶來了許多的負(fù)面的影響。例如，遇到連續(xù)暴雨天氣時，如果城市沒有一個良好的排水系統(tǒng)為支撐的話，會給人們的生命和財產(chǎn)安全帶來不可估量的損失［6］。

3.3 城市水資源利用效率較低

我國是個缺水的國家，水資源利用率不良的狀態(tài)時有發(fā)生，水資源不足以給我國的各領(lǐng)域的發(fā)展建設(shè)帶來一定的負(fù)面影響，并且，各地水資源分配不均的現(xiàn)象也有所存在，在一定程度上影響到了農(nóng)業(yè)建設(shè)的發(fā)展，制約了人民生活水平的提升。水資源利用效率低下的原因有許多，主要還是由于城市給排水系統(tǒng)效率低下所引起的，而水資源利用率的下降往往導(dǎo)致水資源的極大浪費，進一步導(dǎo)致城市缺水現(xiàn)象沒有得到任何緩解。

4 海綿城市建設(shè)的應(yīng)用原則及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

4.1 海綿城市建設(shè)應(yīng)用原則

海綿城市建設(shè)理念應(yīng)用于城市給排水系統(tǒng)中，既能優(yōu)化排水管路結(jié)構(gòu)，又能提升排水系統(tǒng)的效益和功用。然而，在設(shè)計和應(yīng)用過程中，應(yīng)注重落實以下原則。

一是注重符合現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展規(guī)律。海綿城市理念的應(yīng)用主要為了使城市給排水系統(tǒng)得到優(yōu)化，防止自然災(zāi)害的發(fā)生。因此，在建設(shè)中，應(yīng)注重城市發(fā)展給自然生態(tài)所帶來的影響，遵循現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展規(guī)律，使城市建設(shè)發(fā)展規(guī)律與自然生態(tài)平衡相結(jié)合，注重環(huán)保和節(jié)約化設(shè)計理念，杜絕水資源浪費現(xiàn)象的發(fā)生，以滿足城市人民生產(chǎn)生活用水的日常需要。

二是注重城市建設(shè)的自然環(huán)境特點?？v觀我國的地勢、地貌及自然環(huán)境，各個城市的自然環(huán)境特點都有所不同。例如，南方比北方河流湖泊較多，氣候相對潮濕，全年降雨量大，城市內(nèi)部積水現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，南方城市極易發(fā)生洪澇等自然災(zāi)害。在城市給排水管線的設(shè)計上，不但要加強防洪、防汛設(shè)施建設(shè)，還要特別注意利用好多余的水資源，防止造成水資源的浪費現(xiàn)象發(fā)生，從而為城市居民的生產(chǎn)生活創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。

三是注重節(jié)約成本，減少耗損。海綿城市建設(shè)理念是建立在開流節(jié)流的基礎(chǔ)之上的，應(yīng)遵循節(jié)約資源的發(fā)展觀念，特別是在地下水和自然水資源的再生和利用方面，要遵循“優(yōu)化設(shè)計、節(jié)約成本、減輕壓力、提升效率”的應(yīng)用原則，合理進行排水系統(tǒng)設(shè)計，在充分利用現(xiàn)有的排水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施設(shè)備的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市給排水系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃組織實施［7］。

四是注重城市給排水體系建設(shè)發(fā)展需要。由于我國地緣廣闊，城市繁多，許多城市的排水系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展規(guī)劃不盡相同，具有較大的差異性。因此，在海綿城市建設(shè)上，更應(yīng)該充分考慮每個城市給排水系統(tǒng)建設(shè)需要，要與當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境、氣候條件、經(jīng)濟發(fā)展和人民生產(chǎn)生活水平緊密相連，科學(xué)合理地制定出符合城市給排水系統(tǒng)建設(shè)實際的設(shè)計方案，以滿足于城市給排水體系發(fā)展需要。

4.2 海綿城市建設(shè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

海綿城市建設(shè)理念對城市給排水系統(tǒng)進行必要的改造，提升了城市給排水系統(tǒng)作用的發(fā)揮。特別是在城市建設(shè)的相關(guān)環(huán)節(jié)上，還應(yīng)該有相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn)，以促進海綿城市建設(shè)理念的順利實施。

一是城市道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。城市道路交通主要由行車公路和人行道所構(gòu)成，而每個城市道路交通的長短和寬窄并不完全統(tǒng)一，還有些道路使用的材料多為瀝青、水泥和石料等，容易出現(xiàn)道路積水和濕滑等問題，不僅可能造成對行人和車輛通行上的阻滯，還容易發(fā)生城市交通方面的風(fēng)險隱患。如果這些積水無法在短時間內(nèi)滲入地下，那么也可能出現(xiàn)熱島效應(yīng)，給城市環(huán)境造成一定的污染。因此，利用海綿城市建設(shè)理念，增強這些道路的滲透性、排水性，使用瀝青混凝土作為建造道路的表層材料，中下層使用封閉性較好的隔水材料，保證積水不侵蝕地基的情況下，減少城市道路積水現(xiàn)象，提升交通道路的使用時間和壽命。

二是道路沿線兩側(cè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。按照以往的公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，道路兩側(cè)應(yīng)采用平沿或立沿的修筑方式，平沿石板與道路水平，可以較好地引導(dǎo)雨水進入道路兩側(cè)的綠化帶，不容易造成道路積水的現(xiàn)象；立沿石板設(shè)計要高于道路，容易造成道路積水現(xiàn)象，但根據(jù)海綿城市建設(shè)理念，完全可以用立沿石板打孔、間隔鋪設(shè)等方式，有效解決道路積水問題，實現(xiàn)雨水向道路兩側(cè)綠化帶引導(dǎo)的設(shè)計目標(biāo)。

三是城市綠地設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在老城區(qū)改造中，城市綠地建設(shè)設(shè)計對城市給排水系統(tǒng)的功能發(fā)揮起到了重要的作用，同時，更是海綿城市建設(shè)理念不可缺少的部分。這主要是因為城市綠地在城市給排水系統(tǒng)中發(fā)揮了收集雨水、有效蓄水、自然過濾及二次利用等多項功能，因此，應(yīng)科學(xué)完善地進行設(shè)計、構(gòu)建和規(guī)劃［8］。

5 海綿城市概念在城市給排水設(shè)計中的應(yīng)用方法

5.1 海綿城市建設(shè)中的滲水設(shè)計應(yīng)用

在傳統(tǒng)的城市道路建設(shè)中，僅在邊石旁設(shè)置雨水口，邊石一般采用防滲土工布包裹，為了防止雨水滲入到道路結(jié)構(gòu)層中，此時若出現(xiàn)大面積降雨，雨水口調(diào)蓄能力無法承載過量雨水，則多余的雨水會溢流到道路上形成積水。而采用海綿城市理念中道路施工的新型滲水材料，極大地增強了道路表層的強滲透性，使雨水輕松滲透到地下，解決了道路積水的“頑疾”問題。另外，這種雨水能及時滲透的做法也減少了道路路面徑流的問題發(fā)生，避免了水資源的污染，從而提高了城市水資源的開發(fā)利用率。

5.2 海綿城市建設(shè)中的蓄水設(shè)計應(yīng)用

在海綿城市建設(shè)中，地下蓄水層的開發(fā)利用對收集、凈化水資源起到了非常關(guān)鍵的作用，地下蓄水層的深度設(shè)計一般應(yīng)在地表以下10cm 處，鋪設(shè)蓄水材料、防水布等，用以實現(xiàn)對水的儲存。另外，還可以在道路兩側(cè)設(shè)置明溝，以加強雨水的沉淀效果。在大量降水季節(jié)，還可以把雨水出口設(shè)置在綠化帶旁邊，使雨水得到及時排放。城市蓄水庫的功用非常多，凈化的水資源可以作為道路清潔用水、消防用水、循環(huán)冷卻用水等。

5.3 海綿城市建設(shè)中的滯水設(shè)計應(yīng)用

海綿城市建設(shè)的滯水設(shè)計理念與城市地形地貌有直接的關(guān)系，只有合理導(dǎo)流設(shè)計，才能讓降水快速滲入地下。而用雨水園區(qū)設(shè)計能很好地實現(xiàn)這個目標(biāo)，就是在道路兩側(cè)設(shè)置綠化草地區(qū)域，利用雨水的徑流功能，將雨水快速地導(dǎo)入，可以在雨水緩沖區(qū)放置一些細(xì)石塊以減少雨水的徑流速度，起到及時過濾的效果。同時，還可以利用城市內(nèi)的溝渠和池塘對雨水進行截污和凈化，避免大量雨水沖刷植被，使植被產(chǎn)生過多的流失。

5.4 海綿城市建設(shè)中的凈水設(shè)計應(yīng)用

在傳統(tǒng)的城市建設(shè)中，綠化區(qū)的建設(shè)往往起不到對雨水儲蓄和凈化的作用，所以，為了有效地提升綠化區(qū)蓄水凈水功能，應(yīng)該合理規(guī)劃綠化區(qū)設(shè)計，以下沉式的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，使綠化區(qū)低于路面，以便雨水徑流很好地導(dǎo)入進綠化區(qū)，實現(xiàn)城市給排水系統(tǒng)的凈水功能目標(biāo)。