楊 勇

(南通市市政設(shè)施管理處，江蘇 南通 226000)

0 引 言

為了解決市政建設(shè)中的相關(guān)問(wèn)題，在開(kāi)展此方面的研究時(shí)，市政規(guī)劃與城市設(shè)計(jì)指導(dǎo)人員提出了一個(gè)全新的理念——海綿城市理念，要求現(xiàn)有的城市在運(yùn)營(yíng)中與“海綿”具有相同的屬性，可以在生活中對(duì)有效水資源進(jìn)行“吸收”，并將水資源應(yīng)用到所需場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的反復(fù)、循環(huán)、多次利用[1]。為了達(dá)成此種設(shè)計(jì)目標(biāo)，需要城市在降雨時(shí)期，做好對(duì)降水的大量存儲(chǔ)，解決城市存在的內(nèi)澇現(xiàn)象，同時(shí)，還需要在降雨中做好對(duì)雨水的排泄，避免城市由于突發(fā)性降雨出現(xiàn)路面大規(guī)模積水的問(wèn)題，為人們的生活、出行提供一個(gè)相對(duì)完善且優(yōu)化的環(huán)境。

1 海綿城市理念在市政給排水建設(shè)中的運(yùn)用價(jià)值

本次研究提出的海綿城市理念，是城市在不斷發(fā)展中引進(jìn)的最新指導(dǎo)思想，此種理念對(duì)于優(yōu)化我國(guó)當(dāng)前市政給排水設(shè)計(jì)工作中，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，下文將基于兩個(gè)方面，對(duì)現(xiàn)代化理念的指導(dǎo)作用與應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析。

第一方面，基于海綿城市理念下的市政發(fā)展規(guī)劃與統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，可以達(dá)到良好的節(jié)水目的。水資源是人類生存的主要資源，但從我國(guó)淡水資源的保有量現(xiàn)狀可以看出，我國(guó)現(xiàn)有的淡水資源已出現(xiàn)了嚴(yán)重的匱乏問(wèn)題[2]。早期在城市建設(shè)中，市政單位沒(méi)有重視到對(duì)自然降雨的循環(huán)使用，也沒(méi)有意識(shí)到水資源已存在嚴(yán)重的短缺問(wèn)題，甚至沒(méi)有做好對(duì)城市現(xiàn)有雨水的管理使用，導(dǎo)致自然排水出現(xiàn)異常，而在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)用海綿理念，可以提高城市的蓄水平衡，改善水資源在城市中的不平衡現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)在城市內(nèi)建立一個(gè)自然、高效的給排水系統(tǒng)，保證城市在市場(chǎng)內(nèi)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

第二方面，在對(duì)海綿城市理念進(jìn)行深度認(rèn)知與理解時(shí)發(fā)現(xiàn)，基于此理念進(jìn)行城市發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以解決城市在建設(shè)與發(fā)展中存在的內(nèi)澇問(wèn)題。尤其在中國(guó)的南方地區(qū)，此部分地區(qū)的降水量較為集中，且單次降水量較大，假如在集中降雨階段，市政單位建設(shè)的排水系統(tǒng)無(wú)法在城市中發(fā)揮有效的作用，無(wú)法為城市道路排水提供保障，城市內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的內(nèi)澇現(xiàn)象[3]。此外，海綿城市具有較強(qiáng)的儲(chǔ)水與蓄水能力，當(dāng)?shù)貐^(qū)出現(xiàn)干旱問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)調(diào)用城市儲(chǔ)備的雨水的方式，解決臨時(shí)問(wèn)題，從而為城市的穩(wěn)定發(fā)展提供助力。

2 海綿城市理念在市政給排水建設(shè)中的運(yùn)用

2.1 基于海綿城市理念的市政給排水建設(shè)總規(guī)劃方案

在開(kāi)展市政給排水建設(shè)時(shí)，引入海綿城市理念，對(duì)其總規(guī)劃方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，明確項(xiàng)目定位。該建設(shè)項(xiàng)目為市政道路建設(shè)項(xiàng)目，在完成建設(shè)后將會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的示范效應(yīng)。為了確保最終建設(shè)成果滿足海綿城市控制指標(biāo)要求，應(yīng)當(dāng)將該建設(shè)道路年徑流總量控制率提升到85%，并將年SS總量去除率控制在50%左右[4]。在明確建設(shè)目標(biāo)后，在充分遵循尊重自然、海綿設(shè)施多樣性等原則的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出如圖1所示的市政給排水建設(shè)總規(guī)劃方案。

圖1 市政給排水建設(shè)總規(guī)劃方案

同時(shí)，在這一方案內(nèi)容的基礎(chǔ)上，確定匯水范圍應(yīng)高于該道路自身匯水面積的1.25倍完成設(shè)計(jì)。在具體施工過(guò)程中，需要綜合考慮所在區(qū)域的自然本底條件，針對(duì)其道路內(nèi)澇雨水問(wèn)題，采用生態(tài)控制設(shè)施，融合景觀、人文等活動(dòng)場(chǎng)所，以此在解決當(dāng)前市政給排水建設(shè)中存在的問(wèn)題的同時(shí)，進(jìn)一步提升市政道路的品質(zhì)。

2.2 源頭控制

在明確具體市政給排水建設(shè)總規(guī)劃方案基礎(chǔ)上，針對(duì)源頭進(jìn)行控制，針對(duì)市政道路的特點(diǎn)，若周圍存在緩坡綠地、微高綠地、高綠地等綠化帶結(jié)構(gòu)，則說(shuō)明其具有良好的生態(tài)條件。若在坡綠地區(qū)域當(dāng)中有硬化步道結(jié)構(gòu)，則說(shuō)明其具有行水的優(yōu)勢(shì)條件。綜合上述建設(shè)條件，在具體對(duì)源頭進(jìn)行控制時(shí)，可選擇通過(guò)設(shè)置寬度在3～5 m的道路綠化帶，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)市政道路給排水在空間結(jié)構(gòu)上的改善。同時(shí)，在對(duì)組成綠化帶的植被進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇無(wú)灌木喬木。

針對(duì)平面區(qū)域的給排水源頭控制，可引入自然生態(tài)綠色雨水治理技術(shù)，以此擺脫雨水徑流容易受到周圍環(huán)境污染影響的問(wèn)題[5]。同時(shí)，針對(duì)市政道路上的人行道，在道路兩側(cè)的綠地上，可通過(guò)建設(shè)滯蓄型植草溝或建設(shè)雨水花園的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)其更有效地控制[6]。同時(shí)，針對(duì)部分市政道路給排水建設(shè)中存在邊坡結(jié)構(gòu)的類型，可通過(guò)建設(shè)護(hù)坡型雨水花園的方式，實(shí)現(xiàn)合理控制。雨水花園的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 給排水建設(shè)中雨水花園結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

在部分市政道路上，給排水建設(shè)還會(huì)存在斷面結(jié)構(gòu)。針對(duì)其斷面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇在道路原本兩側(cè)的機(jī)動(dòng)車道一側(cè)設(shè)置排水結(jié)構(gòu)。同時(shí)，針對(duì)道路上已經(jīng)存在的排水溝結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行封堵[7]。同時(shí)，針對(duì)隔離帶進(jìn)行設(shè)置并分隔，在每隔10 m位置上，分隔出一個(gè)40 cm×15 cm的明溝區(qū)域，以此確保降水時(shí)，機(jī)動(dòng)車道上的雨水能夠快速流入非機(jī)動(dòng)車道，避免在機(jī)動(dòng)車道上形成積水區(qū)域。

2.3 澇點(diǎn)控制

針對(duì)當(dāng)前市政給排水建設(shè)中道路上的積水澇點(diǎn)，對(duì)整個(gè)市政道路的路面進(jìn)行翻新處理，并改變?cè)救诵械酪约胺菣C(jī)動(dòng)車道的坡向，在降雨時(shí)將雨水引入道路兩側(cè)的綠化帶結(jié)構(gòu)當(dāng)中。同時(shí)，可在綠化帶建設(shè)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置植草溝、雨水花園等結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的滯蓄控制[8]。同時(shí)，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，若周圍存在低勢(shì)綠地，則應(yīng)當(dāng)充分利用這一結(jié)構(gòu)，通過(guò)其實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的控制[9]。除此之外，部分積水澇點(diǎn)的產(chǎn)生是由于客水匯入導(dǎo)致的，針對(duì)這一問(wèn)題，在對(duì)其進(jìn)行控制時(shí)，還需要對(duì)其進(jìn)行分區(qū)域的源頭控制，以此使更多流入到道路上的客水能夠順著周圍綠地排放，達(dá)到對(duì)雨水累積量的控制，并且能夠使客水流量進(jìn)一步降低[10]。針對(duì)部分市政道路中道路交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)位于人行道或非機(jī)動(dòng)車道上的情況，在對(duì)其澇點(diǎn)進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)在道路兩側(cè)增設(shè)排水豁口的方式解決，使更多的雨水能夠流入到綠地以及周圍水塘當(dāng)中[11]。除此之外，針對(duì)不同降水量，針對(duì)積水的排放控制可按照如圖3所示流程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3 不同降水量條件下市政道路給排水控制流程示意圖

從圖3可以看出，針對(duì)不同的降雨類型，能夠分別對(duì)其道路給排水控制提出相應(yīng)策略，按照?qǐng)D3中兩種方式，針對(duì)中小降雨情況，可直接將其引入到雨水花園當(dāng)中，并將溢流的降水引入到道路兩側(cè)的步行道結(jié)構(gòu)上或引入到集中式的雨水花園當(dāng)中；針對(duì)大暴雨天氣，應(yīng)當(dāng)直接將其排入到現(xiàn)有的步行道當(dāng)中，并在流經(jīng)現(xiàn)有步道基礎(chǔ)上，引入到集中式雨水花園中[12]。最后，針對(duì)兩種形式的降水情況，都需要將其匯入到濕地當(dāng)中，以確保在降水時(shí)市政道路上不會(huì)產(chǎn)生積水問(wèn)題，從而達(dá)到及時(shí)排水效果，確保市政道路的正常運(yùn)營(yíng)。通過(guò)如圖3所示的這一體系不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)中小降水的合理控制，同時(shí)也能夠在出現(xiàn)大暴雨時(shí)對(duì)其進(jìn)行快速排放，能夠有效應(yīng)對(duì)幾十年一遇的大暴雨天氣，實(shí)現(xiàn)市政道路給排水建設(shè)目標(biāo)。除此之外，為了確保建設(shè)方案的順利實(shí)施，并保證建設(shè)完畢后能夠達(dá)到預(yù)期建設(shè)要求，在建設(shè)過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)針對(duì)海綿控制指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[13]。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，針對(duì)市政道路上的雨水徑流系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并確保建設(shè)時(shí)以及建設(shè)完畢時(shí)能夠始終將其數(shù)值控制在20%以內(nèi)，以達(dá)到市政給排水建設(shè)的目標(biāo)。

3 仿真實(shí)驗(yàn)

本次開(kāi)展對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)本文設(shè)計(jì)的市政給排水建設(shè)項(xiàng)目，是否可以起到優(yōu)化城市發(fā)展、促進(jìn)城市建設(shè)優(yōu)化的作用。此次實(shí)驗(yàn)以仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)為例，選擇某市政養(yǎng)護(hù)單位作為實(shí)驗(yàn)參與方，建立此單位所屬管轄區(qū)域的三維立體仿真模型，將城市內(nèi)所有基于海綿城市理念下的構(gòu)筑物按照等比例縮小的方式，置于模型中。

將城市道路的排水能力與儲(chǔ)水能力作為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，分析該城市在應(yīng)用海綿城市理念前、后，排水系統(tǒng)綜合能力的變化趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)中，在仿真操作模型中，模擬城市降雨，記錄市政給排水系統(tǒng)，在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)雨水的收集量、儲(chǔ)蓄量，觀察在集中降雨階段路面的積水情況。獲取相關(guān)信息，設(shè)定一個(gè)用于評(píng)價(jià)市政給排水建設(shè)可行性的指標(biāo)，將指標(biāo)表示為α，則α的計(jì)算表達(dá)式如下：

(1)

式中：α為市政給排水建設(shè)可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)；Ai為在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)雨水的收集量；Bi為在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)雨水的儲(chǔ)備量；Ci為在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)雨水的有效排泄量。根據(jù)實(shí)際計(jì)算得到的數(shù)值，對(duì)不同區(qū)域的市政給排水建設(shè)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分過(guò)程可用下述計(jì)算公式表示：

P=A·α+B·β+C·χ

(2)

式中：α為雨水收集量評(píng)分結(jié)果；β為雨水儲(chǔ)備量評(píng)分結(jié)果；χ為雨水有效排泄量評(píng)分結(jié)果。上述三個(gè)參數(shù)的取值需要根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況設(shè)定。獲取地區(qū)排水?dāng)?shù)值，然后按照上述公式，進(jìn)行市政給排水系統(tǒng)評(píng)分，將各個(gè)分項(xiàng)得分?jǐn)?shù)值進(jìn)行累加計(jì)算，得到市政給排水系統(tǒng)總分值。計(jì)算城市道路不同區(qū)域排水評(píng)分，滿分為100分，60分為及格，低于60分表示市政給排水系統(tǒng)無(wú)法在運(yùn)行中起到良好效果。將計(jì)算得到的結(jié)果整理成表格，見(jiàn)表1。

表1 應(yīng)用理念前后市政給排水系統(tǒng)評(píng)分結(jié)果

根據(jù)表1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)值可知，應(yīng)用海綿城市理念后市政給排水系統(tǒng)評(píng)分結(jié)果>應(yīng)用海綿城市理念前市政給排水系統(tǒng)評(píng)分結(jié)果，證明本文在此次設(shè)計(jì)研究中引進(jìn)的海綿城市理念，在實(shí)際應(yīng)用中可以起到優(yōu)化給排水系統(tǒng)綜合性能的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

市政工程中的給排水設(shè)計(jì)是支撐城市整體發(fā)展與運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵，隨著城市的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于城市給排水設(shè)計(jì)提出的要求越來(lái)越高。為了優(yōu)化城市道路環(huán)境，在本次研究中，基于海綿城市理念的應(yīng)用，對(duì)市政給排水建設(shè)工作展開(kāi)了研究。完成設(shè)計(jì)研究后，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了此次設(shè)計(jì)研究的方法在實(shí)際應(yīng)用中，可以起到優(yōu)化給排水系統(tǒng)綜合性能的作用。但在進(jìn)一步的深化設(shè)計(jì)與研究中，還需要繼續(xù)進(jìn)行本次研究的投入，嘗試將海綿城市理念應(yīng)用到更多的小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)將此種設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)理念在市場(chǎng)內(nèi)廣泛推廣，實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)有成果對(duì)城市規(guī)劃、市政給排水設(shè)計(jì)的優(yōu)化，解決早期城市發(fā)展中存在的不足。

總之，基于此種理念，進(jìn)行城市道路建設(shè)與統(tǒng)籌規(guī)劃，可以對(duì)城市發(fā)展起到較好的促進(jìn)作用，因此，要在后續(xù)的研究中，加大對(duì)此種理念在城市統(tǒng)籌發(fā)展中的推廣，實(shí)現(xiàn)更多智能化城市與智慧化小區(qū)在市場(chǎng)內(nèi)崛起，促進(jìn)海綿城市理念在城市建設(shè)當(dāng)中發(fā)揮更好的作用。