【摘要】文章探討了海綿城市建設(shè)理念在市政道路施工中的應(yīng)用,分析了海綿城市建設(shè)的基本原則和關(guān)鍵技術(shù),提出市政道路施工中融入海綿城市建設(shè)理念的策略,包括設(shè)計(jì)階段的規(guī)劃與設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工階段的透水材料選擇與雨水收集系統(tǒng)構(gòu)建,以及運(yùn)維階段的管理與維護(hù)措施。研究結(jié)果表明,通過科學(xué)選擇和應(yīng)用透水材料、優(yōu)化雨水管道布局、特殊設(shè)計(jì)雨水口與檢查井等措施,市政道路能夠更好地發(fā)揮雨水滲透、滯留與凈化功能,提升城市的防洪排澇效果和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】海綿城市;建設(shè)理念;市政道路施工
【中圖分類號(hào)】TU992 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028(2024)10-0045-03
0 引言
隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn),城市排水系統(tǒng)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。雨水徑流的增加導(dǎo)致城市洪澇災(zāi)害頻發(fā),水資源短缺問題日益嚴(yán)峻,生態(tài)環(huán)境也受到嚴(yán)重的破壞。在這樣的背景下,海綿城市建設(shè)理念應(yīng)運(yùn)而生,它旨在通過模仿自然的水文循環(huán),提升城市對(duì)雨水的吸納、蓄滲、凈化和緩釋能力,從而有效應(yīng)對(duì)城市雨洪問題,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,并促進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境的改善。市政道路作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,其設(shè)計(jì)與施工對(duì)于海綿城市建設(shè)的成功與否具有至關(guān)重要的影響。
1 海綿城市建設(shè)的基本原則
1.1 生態(tài)優(yōu)先原則
生態(tài)優(yōu)先原則是海綿城市建設(shè)中的核心原則之一,它強(qiáng)調(diào)在城市建設(shè)與改造過程中,必須優(yōu)先保護(hù)和恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng),確保城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。這一原則要求在規(guī)劃和實(shí)施海綿城市項(xiàng)目時(shí),應(yīng)充分考慮生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性,避免對(duì)自然環(huán)境造成破壞。具體而言,生態(tài)優(yōu)先原則要求在城市開發(fā)中,盡可能保留原有的自然水體、濕地、綠地等生態(tài)要素,并通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì),將其融入城市雨水管理系統(tǒng)中,發(fā)揮其自然的雨水蓄滲、凈化和排放功能。同時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇生態(tài)友好的材料和工藝,減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。在實(shí)際操作中,生態(tài)優(yōu)先原則可能涉及多個(gè)方面。例如,在選址和布局海綿設(shè)施時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮生態(tài)敏感區(qū)和脆弱區(qū),確保這些區(qū)域得到適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)和恢復(fù)。在設(shè)計(jì)海綿設(shè)施時(shí),應(yīng)注重與自然景觀的融合,提升其生態(tài)價(jià)值和美觀度[1]。此外,還應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決可能存在的生態(tài)問題,確保海綿城市建設(shè)與生態(tài)保護(hù)相協(xié)調(diào)。
1.2 規(guī)劃引領(lǐng)原則
規(guī)劃引領(lǐng)原則要求海綿城市的建設(shè)必須從全局出發(fā),通過科學(xué)合理的規(guī)劃來引領(lǐng)各項(xiàng)具體措施的實(shí)施,包括制訂詳細(xì)的海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃,明確建設(shè)目標(biāo)、指標(biāo)體系和空間布局。在規(guī)劃中,應(yīng)充分考慮不同區(qū)域的自然條件和城市發(fā)展需求,因地制宜地確定海綿設(shè)施的類型、規(guī)模和布局。例如,在降雨量較大的區(qū)域,應(yīng)優(yōu)先布局雨水花園和生態(tài)滯留池;而在交通繁忙的路段,則需加強(qiáng)透水鋪裝的應(yīng)用,以提高雨水滲透能力。
1.3 系統(tǒng)治理原則
系統(tǒng)治理原則強(qiáng)調(diào)海綿城市建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要從源頭到末端進(jìn)行全過程的管控,這要求在城市排水、防洪、防污等方面采取綜合措施,形成完整的雨水管理體系。具體而言,應(yīng)實(shí)現(xiàn)雨水徑流的源頭減排、中途傳輸和末端蓄滯的有機(jī)結(jié)合。例如,通過改造屋頂綠化、建設(shè)下沉式綠地等措施,從源頭上減少雨水徑流。同時(shí),優(yōu)化雨水管道布局,確保雨水能夠順暢排入生態(tài)滯留池或自然水體[2]。最后,在末端設(shè)置雨水調(diào)蓄設(shè)施,以應(yīng)對(duì)極端天氣條件下的雨水排放需求。
2 海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 低影響開發(fā)(LID)技術(shù)
低影響開發(fā)技術(shù)是一種創(chuàng)新的雨水管理理念,其核心在于通過分散的、小規(guī)模的源頭控制措施,來維持和恢復(fù)場(chǎng)地的自然水文功能。在市政道路施工中,LID技術(shù)可以通過設(shè)置植被緩沖帶、采用透水鋪裝等方式來實(shí)現(xiàn)。例如,在市政道路兩側(cè)設(shè)置至少2 m寬的植被緩沖帶,可以有效減緩雨水流速,增加雨水滲透和凈化的時(shí)間。同時(shí),透水鋪裝的應(yīng)用能使至少30%的雨水直接滲透地下,從而減少對(duì)排水系統(tǒng)的壓力。
2.2 雨水花園與生態(tài)滯留池
雨水花園和生態(tài)滯留池是海綿城市建設(shè)中的重要組成部分,它們通過植被和土壤的過濾作用,對(duì)雨水進(jìn)行凈化,并蓄存雨水以供后續(xù)利用。在市政道路施工中,可以結(jié)合道路綠化帶設(shè)置雨水花園,其面積應(yīng)占綠化帶總面積至少10%,以確保足夠的雨水凈化能力。同時(shí),在道路低洼處或排水口附近設(shè)置生態(tài)滯留池,其容積應(yīng)根據(jù)周邊匯水面積和降雨量進(jìn)行計(jì)算,以確保能夠有效蓄存和凈化雨水。
2.3 透水鋪裝與綠色屋頂
透水鋪裝和綠色屋頂是提升城市雨水滲透能力的重要措施。在市政道路施工中,應(yīng)優(yōu)先采用透水瀝青混凝土或透水水泥混凝土進(jìn)行路面鋪裝,透水率應(yīng)達(dá)到至少30 mm/h。同時(shí),鼓勵(lì)在建筑物屋頂實(shí)施綠色屋頂技術(shù),植被覆蓋率應(yīng)達(dá)到至少70%,以增加雨水的滯留和蒸發(fā)量。通過這些措施的應(yīng)用,可以有效減少雨水徑流,減輕城市排水系統(tǒng)的壓力。
2.4 雨水收集與再利用系統(tǒng)
雨水收集與再利用系統(tǒng)是海綿城市建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在市政道路施工中,應(yīng)設(shè)置雨水收集管道和蓄水池等設(shè)施,對(duì)雨水進(jìn)行收集和儲(chǔ)存。例如,在市政道路下方設(shè)置雨水收集管道,其直徑應(yīng)根據(jù)道路寬度和降雨量進(jìn)行計(jì)算,以確保能夠順暢地收集雨水。同時(shí),在公園、綠地等開闊地帶設(shè)置蓄水池,其容積應(yīng)根據(jù)周邊匯水面積和用水量進(jìn)行計(jì)算,以確保能夠滿足灌溉、沖洗等用水需求。通過雨水收集與再利用系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理機(jī)制的建立,可以實(shí)現(xiàn)雨水的資源化利用和城市的可持續(xù)發(fā)展。
3 市政道路施工中海綿城市建設(shè)理念的融入策略
3.1 設(shè)計(jì)階段的融入
3.1.1 市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)原則
市政道路設(shè)計(jì)不僅要考慮交通功能,還要充分考慮雨水的滲透、滯留與凈化。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),設(shè)計(jì)中可以融入以下策略:①優(yōu)化道路橫斷面設(shè)計(jì),比如設(shè)置至少2 m寬的生態(tài)滯留帶,用于暫時(shí)滯留和凈化雨水;②選擇透水鋪裝材料,確保至少30%的雨水能夠通過路面滲透至地下,減少地表徑流[3];③結(jié)合道路綠化帶設(shè)置雨水花園,其面積應(yīng)占綠化帶總面積的至少15%,以進(jìn)一步增加雨水的滯留和凈化效果。
3.1.2 市政道路橫斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化
1)設(shè)置生態(tài)緩沖帶。在市政道路橫斷面設(shè)計(jì)中,設(shè)置生態(tài)緩沖帶是一項(xiàng)重要的策略,這一設(shè)計(jì)旨在通過保留或恢復(fù)道路兩側(cè)的自然植被,來減緩雨水流速,增加雨水滲透和凈化的時(shí)間。為了確保生態(tài)緩沖帶的有效性,其寬度應(yīng)至少達(dá)到2 m,這樣的寬度可以為植被提供足夠的生長(zhǎng)空間,同時(shí)確保雨水在流經(jīng)緩沖帶時(shí)能夠得到充分的滯留和凈化。此外,生態(tài)緩沖帶內(nèi)的植被應(yīng)選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的本土植物,以提高其生態(tài)適應(yīng)性和雨水管理效果。
2)調(diào)整路面坡度與排水方向。除了設(shè)置生態(tài)緩沖帶外,調(diào)整路面坡度與排水方向也是優(yōu)化市政道路橫斷面設(shè)計(jì)的重要策略。通過合理調(diào)整路面坡度,可以控制雨水的流速和流向,使其更有利于滲透和滯留。一般來說,路面坡度應(yīng)控制在1%~3%之間,這樣既有利于雨水的排放,又能確保雨水在路面上的滯留時(shí)間,增加滲透和凈化的機(jī)會(huì)。同時(shí),排水方向的調(diào)整也是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)中應(yīng)確保雨水能夠順暢地排入生態(tài)緩沖帶或雨水花園等雨水管理設(shè)施中,以實(shí)現(xiàn)雨水的有效收集和利用。
3.2 施工階段的實(shí)施
3.2.1 透水材料的選擇與應(yīng)用
1)透水瀝青混凝土。透水瀝青混凝土是一種新型的道路鋪裝材料,其獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)使得雨水能夠迅速滲透至地下,有效減少地表徑流。在市政道路施工中,選擇透水瀝青混凝土作為路面材料,可以顯著提升道路的雨水滲透能力。為了確保透水效果,透水瀝青混凝土的孔隙率應(yīng)控制在15%~25%之間,這樣的孔隙率既能保證雨水的順暢滲透,又能確保道路的強(qiáng)度和耐久性。同時(shí),施工中還應(yīng)注意透水瀝青混凝土的鋪設(shè)厚度,一般建議控制在8~12 cm之間,以確保其良好的透水性能和承載能力。
2)透水水泥混凝土。透水水泥混凝土也是一種常用的透水鋪裝材料,具有良好的透水性和強(qiáng)度,適用于市政道路等重載交通路面。在選擇透水水泥混凝土?xí)r,同樣需要考慮孔隙率和鋪設(shè)厚度。一般來說,透水水泥混凝土的孔隙率應(yīng)控制在10%~20%之間,這樣可以確保雨水能夠快速滲透,同時(shí)保持道路的穩(wěn)定性。在鋪設(shè)厚度方面,一般建議控制在10~15 cm之間,以確保透水水泥混凝土能夠承受車輛荷載并保持良好的透水性能。通過科學(xué)選擇和應(yīng)用透水材料,市政道路將能夠更好地融入海綿城市建設(shè)理念,提升城市的雨水管理能力和防洪排澇效果。同時(shí),透水材料的應(yīng)用還能有效改善城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
3.2.2 雨水收集與排放系統(tǒng)的構(gòu)建
1)雨水管道的優(yōu)化布局。在市政道路施工中,雨水管道的優(yōu)化布局是構(gòu)建高效雨水收集與排放系統(tǒng)的關(guān)鍵。為了確保雨水能夠順暢地排入管道并得到妥善處理,需要對(duì)雨水管道的布局進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。一方面,要合理確定雨水管道的管徑和坡度,以確保雨水在管道內(nèi)的流速和流量符合設(shè)計(jì)要求,避免堵塞和溢流現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面,要注重雨水管道的連通性和覆蓋性,確保道路兩側(cè)的雨水都能夠順利排入管道,避免出現(xiàn)局部積水的情況。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),建議雨水管道的間距控制在20~30 m之間,并根據(jù)實(shí)際地形和降雨量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以確保雨水管道的布局既經(jīng)濟(jì)又高效。
2)雨水口與檢查井的特殊設(shè)計(jì)。雨水口和檢查井作為雨水收集與排放系統(tǒng)的重要組成部分,在設(shè)計(jì)時(shí)也需要充分考慮海綿城市建設(shè)理念。對(duì)于雨水口,可以采用增加進(jìn)水篦子孔徑、設(shè)置截污掛籃等措施,提高過水能力和截污效果。同時(shí),雨水口的間距也需要根據(jù)道路寬度和降雨量進(jìn)行合理設(shè)置,一般建議控制在25~30 m之間,以確保雨水能夠迅速排入管道。對(duì)于檢查井,可以采用防沉降井蓋、增設(shè)溢流口等措施,提高穩(wěn)定性和排水能力。此外,在檢查井的設(shè)計(jì)中還需要考慮與周邊雨水管道的連通性和協(xié)調(diào)性,以確保整個(gè)雨水收集與排放系統(tǒng)的順暢運(yùn)行[4]。通過這些特殊設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用,市政道路能夠更好地融入海綿城市建設(shè)理念,提升城市的雨水管理能力和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。
3.3 運(yùn)維階段的管理與維護(hù)
3.3.1 市政道路的日常維護(hù)要求
1)要確保道路表面的清潔,定期清掃道路上的垃圾和雜物,避免堵塞雨水口和管道。
2)要檢查道路的排水設(shè)施是否暢通,包括雨水口、檢查井和排水管道等,確保其處于良好的工作狀態(tài)。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理道路排水設(shè)施的問題,建議每月進(jìn)行一次全面的排水設(shè)施檢查,并記錄檢查結(jié)果。
3)要定期對(duì)道路的透水鋪裝進(jìn)行維護(hù),確保其孔隙率保持在合理范圍內(nèi),一般建議每年進(jìn)行一次透水鋪裝的維護(hù)作業(yè)。
3.3.2 雨水收集與再利用系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理
雨水收集與再利用系統(tǒng)作為海綿城市建設(shè)的重要組成部分,其運(yùn)營(yíng)管理對(duì)實(shí)現(xiàn)雨水的資源化利用至關(guān)重要。在運(yùn)營(yíng)管理方面,首先,需要建立完善的雨水收集與再利用系統(tǒng)管理制度,明確各部門的職責(zé)和工作流程;其次,要注重雨水收集設(shè)施的日常維護(hù),包括清理雨水口、檢查管道是否滲漏等,以確保雨水能夠順暢地排入收集系統(tǒng);為了保障雨水的水質(zhì)安全,還需要定期對(duì)雨水收集設(shè)施進(jìn)行清洗和消毒作業(yè)。在雨水再利用方面,可以根據(jù)實(shí)際需求將收集到的雨水用于道路沖洗、綠化澆灌等用途[5]。為了實(shí)現(xiàn)雨水的有效利用,建議對(duì)雨水收集與再利用系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。通過這些運(yùn)營(yíng)管理策略的實(shí)施,可以確保雨水收集與再利用系統(tǒng)在市政道路運(yùn)維階段發(fā)揮良好的效益。
4 結(jié)語
綜上所述,海綿城市建設(shè)理念為應(yīng)對(duì)城市雨洪問題、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用及促進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境改善提供了創(chuàng)新思路。市政道路作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部分,其設(shè)計(jì)與施工對(duì)于海綿城市建設(shè)的成功與否具有決定性影響。通過融入海綿城市建設(shè)理念,市政道路不僅能夠有效提升對(duì)雨水的吸納、蓄滲、凈化和緩釋能力,還能顯著增強(qiáng)城市的防洪排澇效果,改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在未來的市政道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維階段,應(yīng)持續(xù)推動(dòng)海綿城市建設(shè)理念的深入應(yīng)用,不斷創(chuàng)新和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)措施,為城市的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉鑫,陳穎.海綿城市建設(shè)理念在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用綜述[J].水資源開發(fā)與管理,2023,9(10):54-60.
[2] 袁世峰.海綿城市理念在城市道路排水施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究,2023(22):193-195
[3] 趙帥.海綿城市理念在市政道路工程中的應(yīng)用探析[J].河南建材,2022(8):3.
[4] 江國(guó)亮.淺析“海綿城市”在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)(全文版)工程技術(shù),2023(11):154-157.
[5] 石鵬,張露景.“海綿城市”理念在市政道路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用分析[J].交通科技與管理,2023,4(1):25-27.
[作者簡(jiǎn)介]梁志剛(1987—),男,廣東東莞人,本科,工程師,研究方向:建筑工程管理、市政路橋施工。