房登峰

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

海綿城市建設(shè)理念是一種低影響開(kāi)發(fā)、可持續(xù)發(fā)展的雨洪管理理念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)生態(tài)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]，在提高城市防洪排澇能力、改善生態(tài)環(huán)境、緩解城市水資源壓力等方面，有著重要作用。在我國(guó)的現(xiàn)代新型城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，許多新型技術(shù)措施已經(jīng)應(yīng)用在實(shí)際的項(xiàng)目當(dāng)中，在實(shí)際工程中得到了實(shí)踐，并且取得了較好的效果。在對(duì)大自然的開(kāi)發(fā)建設(shè)中，如何保持整個(gè)地塊在建設(shè)前后的水文特征不變，維持原有徑流量不增加，這對(duì)解決城市內(nèi)澇問(wèn)題尤為重要。建筑小區(qū)作為城市雨水排水系統(tǒng)的起點(diǎn)之一，具有硬化率高、屋頂面積較大、下墊面種類較多等特點(diǎn)，在如此多的硬質(zhì)條件下，降雨時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生大量的雨水地面徑流，就會(huì)對(duì)城市的雨水排水系統(tǒng)造成較大的壓力，因此，在建筑小區(qū)的設(shè)計(jì)中貫徹海綿城市的理念，對(duì)從源頭開(kāi)始減少地表的雨水徑流量，減輕城市內(nèi)澇災(zāi)害具有非常重要的意義[2]。同樣，在市政工程建設(shè)中，海綿城市建設(shè)兼顧設(shè)施的功能和景觀要求，在控制面源污染，凈化初期雨水，減少污染排放，改善周邊居民生活環(huán)境等方面，也有著舉足輕重的作用。本文主要對(duì)海綿城市建設(shè)的重要性進(jìn)行介紹，對(duì)海綿城市理念在市政排水中工程采取的措施進(jìn)行研究，并為相關(guān)從業(yè)人員提供一些設(shè)計(jì)思路。

1 海綿城市理念的重要性

市政給排水設(shè)計(jì)中的海綿城市理念的應(yīng)用具有十分重要的實(shí)踐意義，主要表現(xiàn)為：①控制雨水徑流總量，市政給排水設(shè)計(jì)中，海綿城市的應(yīng)用能夠?qū)涤陱搅骺偭窟M(jìn)行控制，低影響開(kāi)發(fā)措施主要發(fā)揮“滲”和“蓄”的功能，將雨水吸入地下土層，或?qū)⒂晁畠?chǔ)存于調(diào)蓄池中，以便處理好之后作為它用。②削減降雨洪峰的峰值流量，由于低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施受到降雨持續(xù)時(shí)間、頻率和雨型，以及建成后管理和運(yùn)行維護(hù)條件等因素的影響，其對(duì)中、小降雨的峰值流量削減效果較好，可是，當(dāng)遇到暴雨時(shí)，低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施雖然對(duì)峰值流量削弱幅度較低，但仍然可以起到一定的錯(cuò)峰、延峰作用。低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施在一定程度上降低了雨水瞬時(shí)流量，提升了雨水系統(tǒng)的排水能力以及運(yùn)行質(zhì)量與效率，確保其能滿足城市排水需求，完善了排水系統(tǒng)。海綿城市的水文原理見(jiàn)圖1。③控制徑流污染，減少對(duì)水資源的污染[3]?，F(xiàn)代化城市快速發(fā)展期間，水資源污染問(wèn)題比較突出，很多城市傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)難以對(duì)水污染問(wèn)題進(jìn)行治理，對(duì)城市發(fā)展和人們的生活環(huán)境造成極大影響，但海綿城市理念的應(yīng)用，能夠從源頭開(kāi)始，有效降低對(duì)水資源的污染，確保城市的生態(tài)平衡。④提升水資源利用率。傳統(tǒng)市政給排水系統(tǒng)難以有效蓄水與排水，水資源難以得到有效利用，但海綿城市理念的應(yīng)用能有效收集水資源，將雨水儲(chǔ)存于調(diào)蓄池內(nèi)，經(jīng)過(guò)處理之后可以用于沖洗道路廣場(chǎng)、澆灌綠化以及景觀湖補(bǔ)水等方面。工藝流程見(jiàn)圖2，提升水資源的利用率，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

圖1 海綿城市水文原理

圖2 海綿城市雨水回收利用工藝流程

2 海綿城市理念的應(yīng)用原則

2.1 與相關(guān)城市規(guī)劃相結(jié)合

市政給排水是城市建設(shè)發(fā)展的重要組成部分，是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜程度高的工作，與城市其他規(guī)劃密不可分，如城市總體規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等。所以在給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念的應(yīng)用，是要與城市規(guī)劃相結(jié)合，能從整體出發(fā)，發(fā)揮規(guī)劃，水利，城建，氣候，環(huán)保等各專業(yè)部門(mén)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保排水設(shè)計(jì)的科學(xué)性與系統(tǒng)性，滿足城市發(fā)展需求。

2.2 提高專業(yè)技術(shù)水平

給排水系統(tǒng)在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有重要作用，影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。但目前我國(guó)市政給排水工程建設(shè)中，對(duì)海綿城市理念認(rèn)識(shí)不足，低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)推廣時(shí)間較短，導(dǎo)致在實(shí)際工程中應(yīng)用水平相對(duì)較低，無(wú)法為給排水相關(guān)設(shè)計(jì)提供可靠技術(shù)支持。同時(shí)，在給排水設(shè)計(jì)中存在諸多不規(guī)范性，相關(guān)政策和規(guī)范還在完善之中，因此，首先要設(shè)計(jì)人員能充分認(rèn)識(shí)海綿城市建設(shè)的重要性，提高其專業(yè)技術(shù)水平，才能有效提升城市排水系統(tǒng)建設(shè)的效果。

2.3 生態(tài)保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合的原則

在我國(guó)各大城市貫徹落實(shí)“綠色發(fā)展”理念的過(guò)程中，給排水設(shè)計(jì)中海綿城市理念的應(yīng)用要堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合的原則，在人們開(kāi)發(fā)利用大自然的同時(shí)，還要保護(hù)生態(tài)，減少對(duì)環(huán)境的污染與破壞。海綿城市排水設(shè)計(jì)要提升對(duì)資源的利用率，采用綠色理念與建設(shè)材料，降低工程建設(shè)與后期運(yùn)行的污染與能耗，提升給排水系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路。

3 海綿城市理念應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 總體規(guī)劃方案中明確海綿城市建設(shè)目標(biāo)

在進(jìn)行市政排水工程建設(shè)時(shí)，引入海綿城市建設(shè)的理念，對(duì)其總體規(guī)劃方案進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。首先，明確項(xiàng)目建設(shè)海綿城市設(shè)計(jì)目標(biāo)。區(qū)分海綿城市建設(shè)的應(yīng)用，在市政道路建設(shè)項(xiàng)目與小區(qū)建設(shè)項(xiàng)目中的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，市政道路建設(shè)項(xiàng)目需結(jié)合城市規(guī)劃進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。為了確保最終建設(shè)成果能夠滿足海綿城市規(guī)劃中控制指標(biāo)要求，可將建設(shè)道路年徑流總量控制率適當(dāng)提高，略高于指標(biāo)要求中的目標(biāo)值，并將SS 的年徑流污染物削減率控制在50%左右。在明確建設(shè)目標(biāo)后，結(jié)合規(guī)劃要求，兼顧設(shè)施的功能和景觀要求，綜合考慮水環(huán)境、水資源、水生態(tài)、水安全等方面的建設(shè)需求，景觀環(huán)境與人文特色相結(jié)合，以此有效地解決當(dāng)前市政給排水建設(shè)中存在的問(wèn)題。

3.2 綠化帶設(shè)計(jì)

為了更好地貫徹與實(shí)踐海綿城市建設(shè)理念，在進(jìn)行市政道路項(xiàng)目排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要從低影響設(shè)施的應(yīng)用特點(diǎn)出發(fā)，有針對(duì)性地提高污染物的削減率，從源頭減少對(duì)水環(huán)境的污染。為了達(dá)到這一目的，需要從綠化帶與市政道路排水的角度分析，進(jìn)一步優(yōu)化市政道路的設(shè)計(jì)與布局，使排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加合理和科學(xué)。綠化帶的鋪設(shè)，目的主要是凈化空氣，美化環(huán)境，能夠在一定程度上過(guò)濾城市中的有害氣體，打造更加美麗清新的城市生活環(huán)境[5]。海綿城市設(shè)計(jì)設(shè)施的應(yīng)用，能夠達(dá)到收集、留滯雨水的效果，提高雨水的下滲率和污染物的去除，因此在進(jìn)行市政工程給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)一步優(yōu)化道路各部分的空間布局，有條件的情況下，將綠化帶設(shè)置在道路兩側(cè)，以發(fā)揮低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的功能。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格控制綠化帶高度，確保綠化帶高度略低于路面，盡可能使低于高度保持在15～20mm，以使雨水能夠順利流入綠化帶，發(fā)揮綠化帶的作用。在此過(guò)程中，要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)雨水過(guò)濾系統(tǒng)，可以在綠化帶與道路之間設(shè)置一條植草溝（圖3），以及設(shè)計(jì)生態(tài)樹(shù)池或綠色樹(shù)池（圖4），進(jìn)一步增強(qiáng)雨水的滲透效果，也可通過(guò)種植土層、設(shè)置砂石層的方式達(dá)到留滯的效果。

圖3 植草溝過(guò)水?dāng)嗝鎴D

圖4 綠色樹(shù)池構(gòu)造

3.3 人行道排水設(shè)計(jì)

人行道的設(shè)計(jì)是市政道路工程設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要組成部分，通常，城市道路中的人行道人流量比較大，其設(shè)計(jì)建設(shè)安全性直接影響人們的出行安全。在以往的人行道給排水設(shè)中，只注重人行道的結(jié)構(gòu)安全，而大雨天道路使用中潛在的安全問(wèn)題未能得到高度重視，更沒(méi)有從生態(tài)環(huán)境、水資源保護(hù)方面設(shè)計(jì)建設(shè)，導(dǎo)致早些年建設(shè)的人行道路面滲水性差，雨水只能通過(guò)排水管道排出，遇到特大暴雨的情況，還會(huì)導(dǎo)致積水現(xiàn)象頻頻發(fā)生，不利于行人的安全通行，嚴(yán)重影響了人們的正常生活，更甚至還阻礙城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。近幾年，隨著海綿城市理念的提倡與實(shí)踐，低影響開(kāi)發(fā)措施的不斷發(fā)展，海綿城市建設(shè)取得了一定的成果，市政道路排水設(shè)計(jì)中采用低影響開(kāi)發(fā)措施，將市政道路設(shè)計(jì)與海綿城市建設(shè)相結(jié)合，在人行道設(shè)計(jì)時(shí)，合理選擇滲透技術(shù)，結(jié)合實(shí)際路況，并考慮環(huán)境因素，可以選擇透水磚、碎石、透水瀝青及透水混凝土人行道（圖5），提高人行道路面的透水性，保證排水系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行。

圖5 人行道透水鋪裝構(gòu)造

3.4 其他附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

附屬設(shè)施是一類輔助市政道路實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能的建設(shè)內(nèi)容，在有海綿城市建設(shè)要求的市政道路排水中，附屬設(shè)施設(shè)計(jì)的意義也更加重要。雨水口的設(shè)計(jì)就是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容，常規(guī)的雨水口布置在道路邊，收集道路雨水，避免積水問(wèn)題的產(chǎn)生，還可以與道路路緣石、路肩等結(jié)合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成平篦+立篦結(jié)合的雨水口，以增大雨水的過(guò)流能力。在海綿城市建設(shè)工程中，雨水口可以設(shè)計(jì)成環(huán)保型雨水口（圖6），在其中增設(shè)截污掛籃，將雨水中的雜質(zhì)截留在雨水口中，從而減少雜質(zhì)對(duì)整個(gè)排水系統(tǒng)的影響。還可以將雨水口設(shè)置在綠地中，設(shè)計(jì)成溢流式雨水口，以免綠地中積水較深，長(zhǎng)時(shí)間的積水對(duì)綠地造成損害。雨水口設(shè)計(jì)高度可以高于綠地，而又略低于路面標(biāo)高，這樣既能排出多余的雨水，還能使道路通行不受積水影響。

圖6 環(huán)保型雨水口

4 結(jié)語(yǔ)

海綿城市理念在市政給排水工程中的應(yīng)用，是時(shí)代發(fā)展的必然，是人類開(kāi)發(fā)自然與保護(hù)生態(tài)并行，也是建設(shè)綠色城市、海綿城市的重要手段。以海綿城市理念為指導(dǎo)，運(yùn)用多種低影響開(kāi)發(fā)措施，靈活布置，確保市政給排水設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量與效果，提升城市的蓄水、排水以及排澇除險(xiǎn)的能力，同時(shí)也能保護(hù)水環(huán)境，提升水資源的利用。未來(lái)隨著城市的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，海綿城市將會(huì)與智慧城市相結(jié)合，建設(shè)出更加美好的城市生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。