張良 江練杰

（浙江工業(yè)大學(xué)工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310014）

0.引言

我國(guó)南方城市雨水資源相對(duì)豐富，近年來(lái)部分城市出現(xiàn)特大暴雨和超特大暴雨，城市洪澇災(zāi)害嚴(yán)重影響人民生命財(cái)產(chǎn)安全。而在我國(guó)西北干旱地區(qū)，年平均降雨量甚至有時(shí)低于50mm。海綿城市建設(shè)理念的提出，不僅完善了城市應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的措施，而且緩解了缺水干旱問(wèn)題，改善了城市地下水資源的自循環(huán)能力，推動(dòng)了城市水資源健康可持續(xù)發(fā)展。

1.海綿城市理念與市政給排水的基本概述

目前，海綿城市理念得到了推廣，市政工程建設(shè)也融入了部分新元素，讓城市發(fā)展獲取了新的動(dòng)力。很多地區(qū)的市政建設(shè)質(zhì)量得到了明顯提高，但洪澇災(zāi)害等問(wèn)題仍然沒(méi)有得到根治。特別是雨季來(lái)臨時(shí)，很多城市受到地形和多種因素的影響會(huì)產(chǎn)生內(nèi)澇問(wèn)題，情況嚴(yán)重時(shí)甚至能引發(fā)自然災(zāi)害。海綿城市的基本概念是部署及運(yùn)用富有滲透、凈化和利用等多種功能的給排水方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的有效利用，讓市政給排水設(shè)計(jì)更加合理，滿(mǎn)足當(dāng)前城市發(fā)展的需求[1]。

2.海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用價(jià)值

2.1 有利于實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用

現(xiàn)階段，我國(guó)面臨愈加嚴(yán)峻的水資源緊缺問(wèn)題，而要想改善這一現(xiàn)狀，就必須從根本上提高水資源的利用效率。即通過(guò)在市政給排水設(shè)計(jì)中有效融入海綿城市理念來(lái)強(qiáng)化水資源的循環(huán)利用，從而讓城市生態(tài)系統(tǒng)維持平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)定地運(yùn)行，切實(shí)提升城市的生態(tài)效益。例如，在具體實(shí)踐中可通過(guò)對(duì)雨水進(jìn)行充分收集，緩解當(dāng)前水資源緊缺的問(wèn)題，并降低城市內(nèi)洪澇災(zāi)害的發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

2.2 緩解城市的內(nèi)澇與內(nèi)旱

很多城市的內(nèi)澇和旱澇問(wèn)題可以通過(guò)推進(jìn)海綿城市建設(shè)解決，我國(guó)的一些城市往往會(huì)在雨季出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)澇，特別是在南方降雨較為集中的地區(qū)更為嚴(yán)重，若城市市政排水系統(tǒng)排水峰值設(shè)計(jì)無(wú)法滿(mǎn)足需求，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的城市內(nèi)澇災(zāi)害，極大地影響了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時(shí)，通過(guò)海綿城市理念把雨季過(guò)剩的雨水合理儲(chǔ)存并在旱季使用可以解決這一問(wèn)題，促進(jìn)城市功能提升，更好地滿(mǎn)足時(shí)代發(fā)展的需求。

2.3 為市政給排水設(shè)計(jì)提供導(dǎo)向

現(xiàn)下城市給排水工程設(shè)計(jì)初期存在諸多不足，如針對(duì)特大暴雨天氣城市防汛壓力劇增，給排水系統(tǒng)難以暢通性銜接，難以最大限度發(fā)揮功能，此類(lèi)不足均表明，給排水系統(tǒng)存在多個(gè)不足，影響人們?nèi)粘Ｉ罴俺鲂?。將海綿城市理念用于市政給排水系統(tǒng)中，可將城市功能和該系統(tǒng)進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高城市自身修復(fù)和滲透功能，減少汛期產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 改善雨水初期路面污染問(wèn)題

降雨來(lái)臨時(shí)，初期雨水在降落過(guò)程中溶解了空氣中的汽車(chē)尾氣和酸性氣體等污染性氣體，因此初期雨水的污染程度特別強(qiáng)，為了降低初期雨水的污染程度，設(shè)計(jì)人員模擬雨水的滲濾過(guò)程做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將沸石、蛭石、煤渣和陶粒4種基質(zhì)放入到路面或者綠化帶表面，并選擇最合適的配比，能夠有效地降低雨水的滲透速度，提高污染物的降解能力[2]。

2.5 有助于改善城市生態(tài)環(huán)境

海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的滲透，除了有效增強(qiáng)城市給排水系統(tǒng)對(duì)污水和廢水的處理能力，還可提升市政給排水系統(tǒng)的雨水收集能力和蓄水能力。部分污水以及廢水的合理轉(zhuǎn)變，有效凈化城市環(huán)境，減少污水的產(chǎn)生，有利于保護(hù)整體的城市環(huán)境，讓城市變得更加綠色，為城市居民打造更加健康的生活環(huán)境。

3.海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的滲透

海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的滲透具有積極影響，可以更好地滿(mǎn)足道路、綠化建設(shè)等多方面的需要，在市政給排水設(shè)計(jì)中重視海綿城市理念的適當(dāng)使用，能讓市政給排水設(shè)計(jì)成果更加顯著，滿(mǎn)足市政建設(shè)和規(guī)劃的具體標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 材料選用的有效設(shè)計(jì)

各類(lèi)給排水材料的選用是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到市政給排水系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量的好壞，也直接影響后續(xù)系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。為此，在實(shí)際的市政給排水設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)給排水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所需的材料類(lèi)型、數(shù)量等進(jìn)行全面考慮，并對(duì)各類(lèi)材料進(jìn)行針對(duì)性處理，從而防止出現(xiàn)給排水材料應(yīng)用偏差問(wèn)題。例如，針對(duì)給排水管材的選用，既要考慮這類(lèi)材料的性能和應(yīng)用耐久性，還應(yīng)注重其運(yùn)水能力，特別是排水管道，必須高度重視排水功能是否符合城市建設(shè)需求，確保排水管道具備良好的污水排放效果。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮海綿城市理念的需求，側(cè)重于對(duì)給排水渠道進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，例如，在城市綠化區(qū)域的給排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)選用一些具備毛細(xì)與虹吸現(xiàn)象的材料，將這些材料合理鋪設(shè)到綠化區(qū)域中，從而顯著增加該區(qū)域的水資源吸收與下滲效果，切實(shí)提高區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)水功能，并為排水系統(tǒng)提供更加有效的輔助[3-4]。

3.2 城市綠化建設(shè)

綠化設(shè)計(jì)與人們的生活環(huán)境密切相關(guān)，可以適當(dāng)融入海綿城市理念。我國(guó)在開(kāi)展城市規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，為了提高城市環(huán)境的宜居性，會(huì)在城市中設(shè)置大量的綠化區(qū)域，以此開(kāi)展城市綠化設(shè)計(jì)工作。城市綠化既需要給予其大量的水資源并進(jìn)行長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)，同時(shí)又需要具備可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的城市供水系統(tǒng)，這就需要有效提升市政給排水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率。在開(kāi)展市政給排水設(shè)計(jì)工作時(shí)，采取有效措施增強(qiáng)海綿城市理念在市政給排水設(shè)計(jì)中的滲透是非常重要的。增強(qiáng)城市綠化場(chǎng)的蓄水功能，讓綠化場(chǎng)地在城市大量降水階段能夠有效增強(qiáng)其蓄水和排水能力，為整個(gè)城市排水系統(tǒng)分擔(dān)壓力。同時(shí)在城市處于干旱時(shí)，綠化場(chǎng)地又能在整個(gè)城市排水系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的高效運(yùn)用，以此有效增強(qiáng)實(shí)際綠化養(yǎng)護(hù)效果。在促進(jìn)城市綠化建設(shè)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)城市水資源的循環(huán)性利用，促進(jìn)城市朝著綠色且健康的方向穩(wěn)步前進(jìn)。

3.3 加強(qiáng)路面設(shè)計(jì)

在不降低道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，從設(shè)計(jì)入手提升路面的滲水性能，降低路面的鋼化率，使雨水不僅僅依賴(lài)排水管道，而是及時(shí)進(jìn)入水系的生態(tài)循環(huán)。同時(shí)，防止雨水的滲入對(duì)道路基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，要利用排水系統(tǒng)排出路面，注意路基排水裝置的設(shè)計(jì)，在路面加入防水材料層。

3.4 人行道設(shè)計(jì)

人行道與市政給排水設(shè)計(jì)密切相關(guān)，特別會(huì)干擾給排水系統(tǒng)功能發(fā)揮，需保證人行道設(shè)計(jì)合理性，按照施工基本要求及準(zhǔn)則，持續(xù)性提高市政給排水系統(tǒng)功能。人行道作為市政給排水設(shè)計(jì)核心構(gòu)成，其直接影響系統(tǒng)運(yùn)行成效，設(shè)計(jì)過(guò)程中需結(jié)合施工實(shí)際狀況重點(diǎn)優(yōu)化，增強(qiáng)市政給排水功能，創(chuàng)新原有人行道設(shè)計(jì)理念。將海綿城市理念為核心設(shè)計(jì)導(dǎo)向，增強(qiáng)人行道自身滲水性、透水性，以免雨季人行道出現(xiàn)嚴(yán)重積水，影響人們出行質(zhì)量。一方面，優(yōu)化人行道材料選擇，施工單位應(yīng)保證材料質(zhì)量的同時(shí)，盡量選取透水性較強(qiáng)的材料，增強(qiáng)雨水滲透性，同時(shí)改善城市內(nèi)部土壤成分，不斷優(yōu)化人們生活條件。建議選取新材料的使用，選取性能較佳、經(jīng)濟(jì)安全的可再生材料，保證雨水滲透有效性，提高雨水資源收集成效，為后續(xù)循環(huán)應(yīng)用提供保證。另一方面，應(yīng)合理設(shè)計(jì)排水管位置、坡度等，正常狀況下橫坡應(yīng)保持在1.5%～2%，保證人行道排水功能最大限度發(fā)揮。

3.5 下凹式綠化帶

通常情況下，市政道路兩邊的綠化帶與中央分離帶都比道路斷面高，這樣的形式能夠避免車(chē)輛意外駛離道路。然而，綠化帶不能對(duì)道路雨水進(jìn)行匯集，雨水僅可通過(guò)雨水口直接匯入雨水管，使雨水管的排水負(fù)擔(dān)更大，進(jìn)而無(wú)法充分利用雨水。下凹式綠化帶就是把橫斷面方向的綠化帶設(shè)置成儲(chǔ)存積水的下凹式斷面，雨水通過(guò)綠化帶過(guò)濾后，以溢流形式流進(jìn)雨水利用系統(tǒng)。在下凹式綠化帶內(nèi)設(shè)置溢流井，其比綠化帶地面高10cm～15cm，相比綠化帶兩邊路面，綠化帶綠地地面高程低5cm～10cm，對(duì)于綠化帶兩側(cè)的路緣石而言，需要每隔相應(yīng)距離就設(shè)置雨水流入孔，這樣雨水便可向綠化帶內(nèi)流入。同時(shí)，想要降低雨水下滲對(duì)周邊道路結(jié)構(gòu)層造成的負(fù)面影響，可將防水土工材料敷設(shè)在綠化帶的兩側(cè)和底層。

3.6 連接帶的設(shè)計(jì)

海綿城市建設(shè)理念的提出給城市建設(shè)帶來(lái)了很多新的思路，例如道路的建設(shè)、排水系統(tǒng)的完善等，改善了城市的綠化環(huán)境。連接帶是指連接道路、建筑和綠化帶的設(shè)施，是整個(gè)海綿城市建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)連接帶時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地形，綜合考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，最大限度地節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)海綿之間的連接和配合使用。連接帶中間的技術(shù)應(yīng)用是非常重要的，主要負(fù)責(zé)雨水的滲透，從源頭減少積水量，根據(jù)連接帶的這一作用，設(shè)計(jì)人員可以將其設(shè)計(jì)成濕地或者草溝。當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，連接帶能夠起到收集雨水的作用；當(dāng)氣候干旱時(shí)，連接帶中的水可以進(jìn)行灌溉，節(jié)約生活用水。連接帶中還可以設(shè)置過(guò)濾裝置，提高雨水的質(zhì)量，保證城市水循環(huán)的能力。

3.7 城市水資源凈化系統(tǒng)

在之前開(kāi)展的市政給排水設(shè)計(jì)工作中，城市的實(shí)際排水效果并不理想，城市的蓄水功能也并不完善，其排水系統(tǒng)功能非常單一而且在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中并不能充分發(fā)揮城市排水系統(tǒng)的作用。將海綿城市理念滲透在市政給排水設(shè)計(jì)中，有利于根據(jù)城市現(xiàn)階段的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r和建設(shè)要求，使其能夠朝著更加科學(xué)且合理的方向?qū)嵤┏鞘信潘到y(tǒng)的規(guī)劃，將城市不可直接利用的水資源，在市政給排水系統(tǒng)中能夠得到更好的凈化和循環(huán)，使其能夠更加符合現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的觀念。根據(jù)城市所在區(qū)域的具體地形及其環(huán)境特性，開(kāi)展市政給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，將城市中的自然降水、城市污水、生活廢水進(jìn)行有效分類(lèi)并實(shí)現(xiàn)對(duì)可循環(huán)利用水資源的收集，對(duì)收集的水資源實(shí)施凈化處理，使其能夠重新進(jìn)入城市水資源循環(huán)中。同時(shí)，還可以將其運(yùn)用到城市建設(shè)中，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源的高效充分利用，以這樣的方式降低城市水資源的浪費(fèi)，大大降低市政用水壓力，為保證城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)、促進(jìn)城市生態(tài)化發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。

3.8 附屬設(shè)施的有效設(shè)計(jì)

實(shí)際上，附屬設(shè)施在市政給排水系統(tǒng)中起著較為顯著的作用，但這一環(huán)節(jié)在以往的市政給排水設(shè)計(jì)中極易被設(shè)計(jì)者所忽視，從而影響給排水系統(tǒng)功能的發(fā)揮?；诖?，在市政給排水設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員必須提高對(duì)附屬設(shè)施的重視程度，對(duì)整個(gè)排水系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化，在正式設(shè)計(jì)前必須對(duì)工程所在區(qū)域的地形地質(zhì)等情況進(jìn)行全面調(diào)研，確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)滿(mǎn)足相關(guān)建設(shè)規(guī)范；還需積極踐行海綿城市理念，選擇最為適宜的施工材料，對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行合理優(yōu)化，旨在提高附屬設(shè)施的功能。同時(shí)，需強(qiáng)化綠地銜接處的設(shè)計(jì)，采用雨水分流、下沉式綠地等多種措施來(lái)提升其排水功能，確保給排水系統(tǒng)的作用得到充分發(fā)揮。另外，可在銜接處設(shè)置雨水花園，對(duì)豐富的雨水資源進(jìn)行有效利用；還可以用草植溝來(lái)替換混凝土材料，從而進(jìn)一步提高附屬設(shè)施的吸水能力[5]。

3.9 完善市政排水體系

市政給排水工作是一項(xiàng)需要多個(gè)部門(mén)相互配合的工作，施工過(guò)程比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員要以海綿城市的理念為參考，結(jié)合城市發(fā)展現(xiàn)狀，建立科學(xué)合理的給排水系統(tǒng)，利用綠色環(huán)保的方式消除積水，更好地應(yīng)對(duì)雨季的來(lái)臨。設(shè)計(jì)人員要了解城市目前給排水存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算和細(xì)致的工作，將新技術(shù)與老設(shè)備聯(lián)合使用，共同發(fā)揮作用，提高雨水的循環(huán)使用效率，加速城市發(fā)展。

4.項(xiàng)目實(shí)踐案例分析

某區(qū)域內(nèi)工程道路等級(jí)為城市主干道，實(shí)際總長(zhǎng)度為3.1km，標(biāo)準(zhǔn)路幅寬度為36m，雙向6車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速為50km/h。道路設(shè)計(jì)最大縱坡為5%，道路縱坡超過(guò)1%的路段約為2km，屬于一類(lèi)典型的山地市政道路，按照相關(guān)區(qū)域內(nèi)城市規(guī)劃要求，該區(qū)域內(nèi)年徑流實(shí)際總量控制率為71%，年徑污染去除率不小于40%，且生物滯留帶的蓄水排空時(shí)間應(yīng)不超過(guò)24h。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用海綿城市理念，綜合性考量占用人行寬度、道路縱坡等因素，選取生物滯留帶和透水鋪裝兩種設(shè)施，通過(guò)設(shè)施將雨水進(jìn)行收集、過(guò)濾等處理，發(fā)揮控制面源污染等作用。同時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，減少道路范圍外雨水進(jìn)入生物滯留帶內(nèi)，以免對(duì)其產(chǎn)生損傷。按照該項(xiàng)目實(shí)際狀況，初步考量將其生物滯留帶單側(cè)凈寬度控制在1.3m，滯留帶兩側(cè)石寬度均為0.15m，所以單側(cè)實(shí)際總寬度為1.6m，分別在雙側(cè)進(jìn)行布設(shè)。人行道透水鋪裝主要選取透水磚及本體自然下滲，超出雨水通過(guò)人行道排放至生物滯留帶內(nèi)，要求透水磚透水性應(yīng)超過(guò)2.0cm×10-2cm/s，防滑性能超過(guò)60，且自身耐磨性應(yīng)擦磨坑長(zhǎng)度不超過(guò)35mm。外觀質(zhì)量、尺寸允許偏差等均應(yīng)滿(mǎn)足我國(guó)相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，獲取良好的應(yīng)用成效。

5.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展日新月異，隨著人口基數(shù)的不斷增加，水資源消耗日益增大，需要在節(jié)約用水的基礎(chǔ)上加大雨水資源的回收利用，而海綿城市建設(shè)正符合這個(gè)需求。在建設(shè)海綿城市過(guò)程中，科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)作用十分巨大，所以，給排水系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量與海綿城市建設(shè)質(zhì)量息息相關(guān)。因此，給排水系統(tǒng)建設(shè)需要嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)人士的指導(dǎo)不斷完善，提高給排水系統(tǒng)抵抗惡劣天氣的能力。此外，應(yīng)對(duì)雨洪資源加強(qiáng)管理，通過(guò)多方努力更好地建設(shè)與我國(guó)實(shí)際相適應(yīng)的海綿城市。