海绵城市排水系统设计要点分析探索

2018-01-24于冰

智能建筑与智慧城市 2018年8期

于冰

(山东省冶金设计院股份有限公司)

1 海绵城市的概念和应用原则

1.1 海绵城市的概念

海绵城市是对城市的一个比喻，指的是该城市在应对城市生态环境问题，尤其是在处理城市内涝问题和雨水径流污染等问题过程中具有一定的灵活性和良好的弹性。当发生降雨时，位移及时同吸水、蓄水和净化水的方式及时清除路表面积水，这样就能避免因为积水过多而产生洪涝灾害，或者造成水污染。另外，通过存储水的方式可以提高雨水资源的利用率，在需要的时候将所存储的雨水释放出来利用。

1.2 海绵城市的应用原则

海绵城市在其设计应用过程中，主要是进行城市给排水系统工程的设计施工。在具体实施过程中，首先应该遵循城市生态环境保护的原则，将自然应用和人工处理措施结合起来。此外，需要在保证城市用水安全，城市排水防涝的基础上，对雨水资源进行合理存储。在应用设计中值得注意的是，海绵城市建设应用不是对原有传统的排水建设系统进行替换，而是在传统给排水系统设计的基础上进行恰当的补充或删减，目的是为了能够充分发挥城市防内涝和存储水资源的功能，实现对雨水资源的合理配置，提高雨水资源的利用率。

2 城市给排水工程系统中存在的问题

2.1 设施老旧、改造周期长

城市社会经济的发展以及城镇化进程的加快，城市用地量在不断增加，尤其是在工程建筑技术快速发展之后，城市中高层建筑物的数量越来越多，这就导致地下构筑物空间大规模缩小，尤其是地下给排水管道安装铺设的规模减小，原有的输配水管道老化严重，管线铺设和构造无法满足实际功能要求。另一方面人们生活生产对用水需求量增多，城市排水量需求增加，这和城市给排水工程建设之间形成了矛盾。现阶段，在工程建设中注重的是地面建筑物的施工，对地下空间的建设缺乏合理性布局，重视程度不够，所以使得地上和地下建设出现了两极分化不平衡的现象。在工程施工管理和后期维护管理中，对于地下管线缺乏检查和维修保养，注重新管道的铺设安装，而忽视了周期性的管线维护，使得城市地下管网改造进程较慢。

2.2 没有充分利用雨水资源

随着工程技术的发展，许多新的施工材料、新工艺被应用到了工程建设中，尤其是城市道路建设中，许多新材料的运用提高了城市道路的施工质量，但同时也提高了道路的硬化比例，对径流水循环造成一定影响，导致大量雨水径流被排走，从而使城市地下水补给不充分。另外，由于我国水资源本来就短缺，加上雨水资源的循环利用还处于发展探索阶段，技术水平还有较大的发展空间，如果城市给排水管道设计施工不完善，比如雨水和污水使用相同的管道，就不能充分利用雨水资源。

2.3 对短历时强降雨天气的承受能力较差

因为温室效应的存在，所以我国许多地区气温极其不稳定，频繁发生地域性的极端气候，短历时强降雨天气时有发生。短历时强降雨具有发生随机性大、强度高的特点，在发生之后便会引起地区大面积的地表径流，如果没有及时建设好成熟的给排水系统，就无法承受强降雨带来的压力。当出现强降雨天气后，也无法及时排出积水，导致城市内涝的产生，同时会污染水资源，甚至对人们的生命财产构成威胁。

3 城市给排水系统设计要点

海绵城市给排水系统设计的目的是为了使城市能迅速适应环境的变化，灵活应对自然灾害，在下雨时能够通过吸水、蓄水、渗水和净水的方式，缓解城市内涝压力，使水资源得以循环利用。在给排水系统设计中，要适当提高设计标准，根据海绵城市的特点和城市未来发展规划进行合理设计。

3.1 基于城市规划体系设计

在城市给排水系统设计之前，首先必须要全面了解该城市未来发展规划，并将城市规划发展作为城市给排水系统设计的参考依据。比如考虑城市发展的进度和未来发展趋向，通过近几年来用水情况的分析，设立平衡用水模式，设计出合理的供水方案。这样，不仅可以满足城市排水需求，而且也能在最大程度上提高水资源的利用率。由于海绵城市是一种新型的城市管理模式，在排水系统设计时候必须要考虑到在该管理模式下的排水系统具有系统性强、复杂多变的特点，所以应该将供水、防洪防涝以及城市生态环境建设与保护等考虑在内，通过综合统筹规划，使得设计方案能满足城市发展要求，并且通过分阶段的设计来完善城市给排水系统。

3.2 专业性专项规划设计

一方面给排水系统工程建设是城市重要的基础设施建设项目，该系统工程设计和施工的质量关系着城市未来的综合发展水平。但是给排水系统工程建设周期较长、所需要的资金量较大，对于规划设计和建设施工的要求较高。考虑到我国海绵城市管理模式还处于不断探索发展阶段，在规划设计中能够参考的依据较少，加上城市给排水系统工程是公益项目，所以资金和其他资源来源并不广泛。鉴于此，想要科学合理地设计海绵城市给排水系统，就必须要加强专业性研究，加强城市专项规划设计，并对专项规划设计进行合理有效的执行。

城市专线规划设计包括城市给排水系统、道路交通系统和绿地系统，在城市给排水系统设计中关系到的水工程众多，如果能通过技术手段净化绿地区域雨水，实现雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统的科学设计和相互连接，这样一方面可以解决城市内涝问题，另一方面还能使收集的雨水用于城市各项目的用水计划中，提高水资源利用率。此外，在设计中加强对专项规划设计的指导，明确划分城市整体设计相关的专项设计，并通过指标细化和控制，可优化海绵城市建设内容。比如根据海绵城市发展总设计目标确定建设分项目目标为制度建设、水生态恢复、用水安全保障、水资源合理利用和水环境改善等，通过这样一系列的给排水设计，使海绵城市快速排出积水，有利于城市建设和未来发展。

3.3 落实体系建设责任

规范系统建设和有效落实体系建设责任，是保证海绵城市给排水系统和城市其他系统协调运行的基础。所以在给排水系统设计时应将已有的基础设施作为基础，然后结合实际城市规划建设情况，对符合海绵城市规划建设的区域进行改造，通过合理的规划设计可提高基础设施的安全稳定性，使得基础设施可以和给排水系统相互协调。比如在进行某公园广场用水工程建设中，从生态治理、循环用水的理念出发，在广场中心区域和机动车道路上设置透水装置，设置下凹式绿地和渗透性树池，从而将多余的雨水收集到管道，进入蓄水池。这样不仅可以使积水快速排出，而且蓄水池中的水可以用于城市其他建设项目中。