林偉明

深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司 廣東 深圳 518000

在城市運(yùn)營(yíng)管理中，給排水調(diào)控是重要內(nèi)容，在海綿城市理念下，城市需要具備較強(qiáng)的海綿屬性，從而更好的吸收和釋放水資源，滿足城市用水需求的同時(shí)提高水資源利用率。因此，為使海綿城市理念貫穿于市政給排水系統(tǒng)運(yùn)作始終，應(yīng)從綠化、道路、附屬設(shè)施等方面開展完善的市場(chǎng)給排水設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其海綿屬性，以此減少不必要的水資源投入與浪費(fèi)，緩解淡水資源短缺壓力。

1 探討海綿城市理念及其應(yīng)用意義

所謂海綿城市理念，主要是指海綿化發(fā)展的城市，與普通城市不同，此類城市在遇到異常環(huán)境變化或是自然災(zāi)害時(shí)，能夠通過(guò)城市建設(shè)中的彈性對(duì)其進(jìn)行有效抵擋和預(yù)防。最為直觀的是，海綿城市會(huì)自動(dòng)采集雨水資源，在某些條件下，這些存儲(chǔ)水可以應(yīng)急使用，同時(shí)降低雨水對(duì)城市帶來(lái)的影響與危害，減少綠化灌溉等方面的水資源投入，提升雨水資源利用率[1]。

通過(guò)在海綿城市理念下開展市政給排水設(shè)計(jì)工作，首先，能夠節(jié)約水資源，提高城市各類水的使用率。在海綿城市建設(shè)過(guò)程中，市政給排水系統(tǒng)以城市發(fā)展需求為基礎(chǔ)，通過(guò)彈性設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的系統(tǒng)功能優(yōu)化，配套落實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施得以改善，雨水采集、水資源利用率均得到有效提升。其次，有利于城市水資源相關(guān)災(zāi)害的緩解，甚至是解決，比如降低城市給排水系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，防洪防雨等，降低城市內(nèi)澇現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體如圖1所示。

圖1 城市內(nèi)澇

最后，改善城市生態(tài)環(huán)境，海綿城市理念包括環(huán)境保護(hù)理念，通過(guò)將其作為市政給排水設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，能夠有效解決當(dāng)下城市給排水系統(tǒng)中存在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問(wèn)題，提升城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

2 研究以海綿城市理念為基礎(chǔ)的市政給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1 人行道設(shè)計(jì)

作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成，在海綿城市理念下開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，要堅(jiān)持滿足城市居民日常便捷、安全出行的要求，多采用透水材料作為人行道路面，避免路面積水現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)雨水的合理下滲。以往的市政給排水設(shè)計(jì)中，人行道路面多采用不透水材料，不僅容易出現(xiàn)路面積水，也會(huì)導(dǎo)致路面過(guò)于濕滑，不利于出行安全。在海綿城市理念的指導(dǎo)下，選用透水性能良好的路面材料，即便遇到強(qiáng)降雨天氣，城市路面也可以快速吸收雨水，避免路面積水過(guò)多[2]。當(dāng)前使用較為廣泛的路面材料為透水混凝土，具體如圖2所示：

圖2 采用透水混凝土的人行道路面

在該路面材料的設(shè)計(jì)使用下，能夠有效改善人行道路面的透水性能。除此之外，優(yōu)化設(shè)計(jì)路面材料后，還需要合理設(shè)計(jì)路面材料鋪設(shè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加快地下水的補(bǔ)充，顯著改善人行道濕度、溫度。值得注意的是，此類材料成本相對(duì)較高，所以若是市政給排水工程成本存在一定制約，可以在道路基層位置進(jìn)行排水管的科學(xué)設(shè)置，并對(duì)其橫向坡度和縱向坡度進(jìn)行調(diào)整，以此強(qiáng)化該路面的排水性能。

2.1.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)

由于路面排水性能受車輛運(yùn)行、荷載等方面的影響，因此在海綿城市理念下開展市政給排水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在不影響行車環(huán)境的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇透水性良好的材料，并借助路面坡度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)路面積水的合理、順利引導(dǎo)與控制，以此增強(qiáng)路面排水效果。除此之外，科學(xué)構(gòu)建空隙大、透水性能強(qiáng)的結(jié)構(gòu)層，保證可以在雨天的時(shí)候雨水可以快速滲透，同時(shí)結(jié)構(gòu)層也起到過(guò)濾滲透水的作用。當(dāng)前運(yùn)用較多的是碎石鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝，結(jié)合道路橫向坡度的調(diào)整設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)道路結(jié)構(gòu)層積水的順利、及時(shí)排出。

2.1.3 路基設(shè)計(jì)

海綿城市理念在路基設(shè)計(jì)中的融入，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)路基建設(shè)情況進(jìn)行全面把握，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)方案的制定，增強(qiáng)方案的科學(xué)性和可行性。

（1）材料設(shè)計(jì)選用。具體而言，當(dāng)城市市政道路具有透水性不足的特點(diǎn)，那么在路基給排水設(shè)計(jì)工作中，盡可能選擇透水瀝青混凝土，可在滿足道路使用功能的同時(shí)，有效地滿足要道路透水、抗滑及降噪等要求。（2）施工措施設(shè)計(jì)。開展路基施工時(shí)，以落實(shí)碾壓、晾曬等設(shè)計(jì)措施，若是條件不允許，則直接采取換填方法，以此優(yōu)化路基透水性。若是區(qū)域內(nèi)為軟土地基，其本身就較為松軟、潮濕，那么可以落實(shí)真空、堆載預(yù)壓等設(shè)計(jì)。（3）水流路徑設(shè)計(jì)。為有效解決徑流和噪音問(wèn)題，可以選擇先讓路面水通過(guò)面層流入基層，然后流入排水設(shè)施的設(shè)計(jì)，或是選擇路面水進(jìn)入基層后直接進(jìn)入排水設(shè)施的設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)市政道路路基性能的優(yōu)化，提升其排水性能。

2.1.4 道路細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

在海綿城市理念下，將中央隔離帶、車道分隔帶設(shè)計(jì)在市政道路新建地區(qū)或道路的一旁、雙側(cè)，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度和厚度，通常情況下，深度在20-30cm左右，厚度則為20-40cm左右，前者為表層積水洼地，后者為碎石層或混合土層，若為混合土層，則要將厚度控制在40-60cm范圍內(nèi)。以市政給排水設(shè)計(jì)實(shí)際需求為基礎(chǔ)，將花管設(shè)計(jì)在碎石層，進(jìn)一步優(yōu)化其排水性能，同時(shí)，針對(duì)道路雙層草溝，最好采用格柵路牙、孔口路牙等類型的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)雨水徑流能夠順利流入草溝。對(duì)于進(jìn)水口旁邊的區(qū)域，則要落實(shí)保護(hù)層設(shè)計(jì)，比如卵石層或碎石層等，從而避免周圍土體被沖刷。針對(duì)容易出現(xiàn)暴雨天氣的地區(qū)，為有效避免市政道路積水問(wèn)題的出現(xiàn)，還要進(jìn)行溢流口的設(shè)計(jì)，每個(gè)溢流口間隔控制在20-50m，頂端要比洼地高，參數(shù)在10-15cm范圍內(nèi)，為有效消除雨水滯留等情況，管道直徑控制在20-30cm范圍內(nèi)。其中的混合土一般涉及椰糠、砂料和介質(zhì)等，根據(jù)滲透率和植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)等調(diào)節(jié)配合比，除磷除氮介質(zhì)可選擇水廠排泥或搭配混合土[3]。

2.2 雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 蓄水系統(tǒng)

在海綿城市理念下開展市政給排水系統(tǒng)中的雨水系統(tǒng)時(shí)，首要任務(wù)是做好蓄水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這是保證城市形成海綿屬性的重要基礎(chǔ)。具體而言，按照模塊化蓄水的設(shè)計(jì)原則開展蓄水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，比如設(shè)計(jì)地下蓄水系統(tǒng)，通過(guò)合理部署，補(bǔ)充城市地下水資源的同時(shí)，提高雨水利用率，防止浪費(fèi)水資源。實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以將雨水口設(shè)計(jì)在緊貼路面道牙區(qū)域，且道牙為開孔道牙，雨水一部分進(jìn)入綠地，一部分經(jīng)過(guò)雨水口流入人工濾層，進(jìn)入地下蓄水系統(tǒng)，連通城市景觀水體。在城市海綿設(shè)計(jì)理念下開展這一設(shè)計(jì)，能夠及時(shí)存儲(chǔ)、回收與水資源，并將其應(yīng)用于城市日常道路清潔和綠化澆灌等方面，甚至用于消防水、冷卻水分配，補(bǔ)充景觀水體，增強(qiáng)水體的流動(dòng)性，在某種程度上來(lái)說(shuō)，能夠避免景觀水體藻類滋生，城市水環(huán)境質(zhì)量得以改善。但是需要注意的是，景觀水體仍要及時(shí)更換，時(shí)間間隔控制在20天左右，若是存在地下水庫(kù)，則要以使用不同植物進(jìn)行水庫(kù)的分區(qū)設(shè)計(jì)。

2.2.2 下凹式綠地

對(duì)于海綿城市理念下的市政給排水設(shè)計(jì)，雨水系統(tǒng)要對(duì)雨水這一類水資源的存儲(chǔ)和排放進(jìn)行綜合、充分考慮，為有效增強(qiáng)城市彈性，提高城市的生態(tài)建設(shè)水平，可以落實(shí)下凹式綠地設(shè)計(jì)。所謂下凹式綠地設(shè)計(jì)，主要是以地面高度為基準(zhǔn)，下調(diào)10cm左右后將其打造為合理面積的綠地，從而在雨水天氣下，實(shí)現(xiàn)雨水的順利流入，被城市綠化植被、土壤吸收。其中，可以選用鳶尾、地被月季、紅葉石楠等耐水植被，并定期進(jìn)行清理，開展高質(zhì)量的維護(hù)工作，以此保證植被土壤保持良好狀態(tài)。該設(shè)計(jì)內(nèi)容的開展，不僅能夠滿足城市綠化需求，還能夠有效減輕城市整體排水壓力，滿足植被生長(zhǎng)需求，避免投入較多的澆灌用水，發(fā)揮自然生態(tài)的功能作用，將海綿城市理念落到實(shí)處。

2.2.3 雨水花園

雨水花園是市政給排水工程中的重要組成之一，在差異化的設(shè)計(jì)與施工環(huán)境下，雨水花園設(shè)計(jì)存在不同。針對(duì)市政工程中較大的隔離帶或綠化帶上的雨水花園的設(shè)計(jì)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員需要對(duì)有關(guān)因素進(jìn)行綜合考慮，具體包括：目標(biāo)區(qū)域地下管線數(shù)量及分布情況、地下水位及水量、設(shè)計(jì)區(qū)域與周邊建筑物之間的距離、底層土壤滲透性高低等。若是雨水花園所處區(qū)域地勢(shì)較低，那么設(shè)計(jì)人員則要對(duì)周圍環(huán)境因素進(jìn)行考慮；若是雨水花園位于居民區(qū)或是建筑物中間，則要把控3m的建筑物距離，以此避免對(duì)周圍建筑物安全穩(wěn)固性造成影響。在開展雨水花園系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)對(duì)積水洼地的深度等參數(shù)進(jìn)行控制，一般情況下，積水洼地設(shè)計(jì)深度控制在30-40cm范圍內(nèi)，有機(jī)覆蓋層厚度控制在30-50cm之間，混合涂層厚度控制在50-80cm之間，若是采用砂石層設(shè)計(jì)，則要將其厚度控制在40-60cm區(qū)間，并增設(shè)排水管，增強(qiáng)其排水性能。在設(shè)計(jì)雨水花園大小面積時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境以及年平均降水量相關(guān)參數(shù)，如果面積在100m3以上，那么溢流管設(shè)計(jì)中，間距控制在10-20m范圍內(nèi)，選用直徑在10-20cm區(qū)間的管道，且落實(shí)配套的格柵設(shè)計(jì)；若是面積小于100m3、大于50m3，則要以水流方向?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行2根以上的排水管的設(shè)計(jì)；若是面積小于50m3但大于25m3，則以水流方向?yàn)榛鶞?zhǔn)設(shè)計(jì)1根排水管即可；若是其面積在25m3以下，可以直接將排水管設(shè)計(jì)在出口附近，無(wú)需進(jìn)行溢水管等設(shè)計(jì)[4]。

2.3 綠化帶設(shè)計(jì)

在海綿城市理念下開展市政給排水設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)重視綠化帶的設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榫G化帶主要發(fā)揮著水資源收集、過(guò)濾、存儲(chǔ)和排放的作用，因此，在綠化帶設(shè)計(jì)中，應(yīng)把握以下要點(diǎn)：

第一，為保證降雨天氣下，雨水能夠順著地表徑流流向綠化帶，應(yīng)嚴(yán)格控制綠化帶高度。為使雨水向綠化帶方向流動(dòng)，且匯集于雨水口部位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將綠化帶設(shè)計(jì)在道路下側(cè)，參數(shù)控制在15-20cm左右，與此同時(shí)，以均勻的方式進(jìn)行雨水口的設(shè)計(jì)，高度處于道路高度和綠化帶種植土高度之間，即：綠化帶種植土高度＜雨水口高度＜道路高度。第二，開展綠化帶水體過(guò)濾設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)種植土進(jìn)行科學(xué)鋪設(shè)，并結(jié)合設(shè)計(jì)礫石層與滲透管，依托于規(guī)范布設(shè)與安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的高效過(guò)濾。第三，在設(shè)計(jì)緩排滯蓄期間，要對(duì)綠化帶結(jié)構(gòu)以及所處位置地形條件等進(jìn)行綜合考慮，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)流系統(tǒng)，增強(qiáng)雨水下滲時(shí)的層次性。與此同時(shí)，為加快雨水向明溝中導(dǎo)流的速度，還要設(shè)計(jì)水溝渠，將其布置在明溝兩側(cè)即可。第四，開展科學(xué)的綠化帶雨水排放設(shè)計(jì)。即科學(xué)設(shè)計(jì)配套設(shè)施的遺留系統(tǒng)，將排水管道和雨水管道進(jìn)行有效連接，若是當(dāng)?shù)卦跉夂蛴绊懴戮哂休^大降水量，為緩解雨水口雨水處理壓力，可以充分發(fā)揮綠化帶的雨水存儲(chǔ)功能，然后再溢流系統(tǒng)的作用下將多余雨水排出，降低甚至是規(guī)避城市內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 銜接系統(tǒng)設(shè)計(jì)

若是市政道路系統(tǒng)周邊區(qū)域有綠地，應(yīng)科學(xué)開展綠地銜接系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，令路面徑流合理分流。具體而言，以城市實(shí)際情況為基礎(chǔ)，靈活采取差異化的綠地銜接形式，若是設(shè)計(jì)區(qū)域是城市水資源相對(duì)匱乏的區(qū)域，那么為有效滿足該區(qū)域?qū)τ晁占⒋鎯?chǔ)、使用量較大的需求，應(yīng)合理增設(shè)排水管，實(shí)現(xiàn)濕地引流路面雨水的目的，并落實(shí)凈化處理系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域水資源有效補(bǔ)充的設(shè)計(jì)目標(biāo)；針對(duì)水資源較為豐富的城市區(qū)域，則采用截流凈化技術(shù)，在該技術(shù)的應(yīng)用下，銜接系統(tǒng)能夠使雨水在被處理之后順利向綠地排放，幫助緩解徑流洪峰。需要注意的是，若是存在一定的徑流污染現(xiàn)象，則要落實(shí)植被緩沖帶等設(shè)計(jì)，利用其過(guò)濾性能優(yōu)化雨水的凈化效果，控制污染的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。

2.5 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

作為市政給排水設(shè)計(jì)的重要組成部分，附屬設(shè)施主要包括路緣石、路肩邊溝等方面，在具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)把握以下要點(diǎn)：

第一，開展路緣石設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的路緣石類型。目前，主要有平緣石、立緣石兩種，前者要求與周邊地表高度一致，以此避免城市積水問(wèn)題的產(chǎn)生，并促使雨水在經(jīng)過(guò)徑流之后快速導(dǎo)入雨水口或綠化帶等；后者則要高于周圍地表，以此實(shí)現(xiàn)雨水匯集至雨水口。若是采取立緣石設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)雨水的快速導(dǎo)流，可落實(shí)取豁口或者打孔等處理措施。第二，開展路肩邊溝設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)合理運(yùn)用混凝土材料。在此過(guò)程中需要綜合考慮給排水系統(tǒng)的美觀性和運(yùn)行流暢性，若是無(wú)法有效改善該材料的不足，則采取植草溝方式來(lái)設(shè)計(jì)路肩邊溝，在保證高效收集雨水的同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行輸送、凈化以及排放處理。

3 結(jié)論

綜上所述，海綿城市作為當(dāng)前城市建設(shè)與設(shè)計(jì)的主要方向，是生態(tài)城市建設(shè)的重要指導(dǎo)理念。在該理念下開展市政給排水設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)從多個(gè)方面落實(shí)設(shè)計(jì)工作，包括人行道、道路橫斷面、路基等，以及綠化帶、銜接設(shè)計(jì)和附屬設(shè)施等，以此優(yōu)化給排水系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，滿足城市用水需求，增強(qiáng)城市彈性，提高水資源利用率。