海绵城市建设对城市雨水系统设计的影响分析

李 刚

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002)

1 海绵城市的内涵简析

海绵城市是对于低影响开发雨水系统构建的一种形象称呼，它是一种新型的城市建设系统，能够极大地改善城市的水循环功能。海绵具有保水、吸水以及释水的特质，在发生降雨时可以吸收、存储雨水，补充地下水，从而调节城市的水循环。海绵城市在建设雨水综合利用系统和水生态循环系统时，参照海绵的特性，将城市打造成一个巨大的“海绵体”，使城市的水循环系统能够更好地应对各种强度的降雨，在保证城市不会产生内涝灾害的同时，提高了对于雨水的利用能力，维护了城市水生态的安全。

2 海绵城市的重要意义分析

2.1 有利于提高城市的生态功能

和传统的城市建设相比，海绵城市强调适当降低城市的硬化比例，增加城市的绿地面积，这不仅提高了城市的绿化建设，还降低了硬底化对于城市水循环的破坏，使城市的生态功能得到有效的提升。海绵城市的建设使城市收集和处理地表径流的能力大大提高，使城市的地下水得到有效的补给，城市的水循环得到恢复，体现了构建生态城市、绿色城市的理念。

2.2 减少城市在排水设施建设和维护上的投入

过度的硬底化会使城市失去下渗的功能，使城市的排水能力受到极大的削弱。为了提高城市的排水和泄洪的能力，政府只能在城市的排水管道、泵站的排水设施的建设上加大投入。并且排水管道很容易被城市的生活垃圾等废弃物堵塞，使排水系统的运行受到影响，失去排水能力，要维持这些设施的正常运转，就必须进行细心的保养和维护。与传统的城市排水系统相比，海绵城市通过将绿地、园林、自然水体、透水铺装系统以及水利设施等综合起来，构建立体的防排水体系。使城市的下渗能力得到提升，将城市建设对于正常水循环的影响削减到最小，从而降低了对于传统的排水设施的依赖。使得城市建设投入其中的运营和维护费用减少，减轻了城市的财政压力。

2.3 预防城市内涝的发生

城市内涝的发生与我国城市建设中过度硬底化，不透水区域面积过大，城市水循环的下渗环节被切断密切相关。当短时间内出现大规模、高强度的降水，城市的排水系统不堪重负，无法及时将地表水通过排水系统排出，导致城市内部出现了洪涝灾害。相关的数据统计表明，内涝在我国城市建设中普遍存在，即使是东部沿海的发达城市也长期受到城市内涝的严重影响。海绵城市的建设把排、蓄、防和滞结合起来打造城市的排水系统，将城市的排水系统建设纳入到生态圈的水循环当中，尤其是增加了城市的下渗能力，在一定程度上解决了城市地表水淤积的问题，可以有效地减少内涝的发生，避免内涝给人们的生产生活带来不利的影响。

2.4 可以缓解城市热岛效应

城市热岛效应的产生与城市下垫面性质的改变密切相关，在城市建设中硬底化使城市中分布着大面积混凝土、柏油路面等比热容小的物体。在太阳的照射下升温快，使得城市的温度明显高于郊区，影响到了城市的热力环流，造成了热岛效应的产生。海绵城市提倡减少城市的硬底化面积，增加绿地和水体面积，这些下垫面的比热容高，在吸收相同热量的条件下温度上升得慢，能够减小城市和郊区之间的温差，对于缓解城市热岛效应有一定的帮助。

2.5 缓解城市水资源紧缺的状况

水资源紧缺是制约我国城市发展的突出问题，传统的城市建设对于城市降水的收集和利用效果不够明显，使得降水被地表的污染物污染，或者是被当成污染水排出去，水资源的利用率低。而海绵城市为提高城市水资源的利用率，增加水资源的储备，为解决水资源供给提供新的思路。海绵城市不仅可以增加城市地表水的下渗，使城市的地下水得到补充。而且它还具有蓄水的功能，能够增加城市土壤的含水量，在出现干旱时可以给城市的河流提供水源的补充。海绵城市是可以提高对于自然生态雨水的利用，有利于缓解城市的水资源紧张的压力。

3 海绵城市对于城市雨水系统各个环节的影响探讨

3.1 对于城市雨水收集系统设计的影响

屋面雨水收集、屋面雨水吸收以及地面雨水收集是城市雨水收集系统的三个最主要的组成部分。

屋面雨水收集指的是通过屋顶的雨水收集设施，雨水经过收水管道排放到室外的收水井。在传统的屋面雨水收集系统中，收集到的雨水没有经过重复利用而直接进入了城市的排水系统当中，水资源被白白浪费。屋面雨水吸收指的是通过屋面种植来吸收雨水，从而起到隔热、防水和保温等功能。传统的城市雨水收集系统缺少这个环节，屋面的雨水被直接收集起来排放出去。地面雨水收集就是通过室外收水井和收水管道将雨水排放到雨水调蓄系统当中。在传统的城市雨水收集系统中，地面雨水收集和排放系统是一体化的，收集到的雨水会直接进入城市的排水系统，缺少回收利用的环节。

总而言之，传统的城市雨水收集系统更多地将关注点集中到雨水的排放上，忽视了雨水的回收和利用，造成了大量的可用水资源的浪费。同时，也给城市的排水系统带来了巨大的压力，使城市难以抵御高强度的降水，出现严重的内涝。而海绵城市的理念使城市雨水收集系统的建设大为改观，不仅增加了雨水回收利用的环节，还提高了城市的透水性能，使得城市的排水系统的负担大幅度减轻，减少城市内涝的出现频率。

首先，海绵城市建设影响到了屋面雨水收集系统的设计。它增加了雨水回收利用的环节，减小了雨水的下泄，并且在原有的雨水收集系统中增加净水装置，对于雨水展开初步的净化，为后续的重复利用奠定基础。

其次，海绵城市建设在城市雨水收集系统中增加了屋面雨水吸收的环节，通过在屋顶的防水层增加具备吸水性的植土等材料，种植绿色植物。既能够将一部分雨水保留在屋面为植被的生长提供水分，同时还能够在垂直高度上增加城市的绿地面积，为城市排水系统减负，缓解城市热岛效应。

最后，海绵城市建设影响到了地面雨水收集系统的设计。它把雨水的排放和收集两个系统区分开来，把收集到的雨水汇入调蓄系统，真正实现了雨水的收集和利用。在路面建设上采用具备透水性能的透水材料，在地下埋设雨水收集箱；或者在收水口处设置净水系统进行雨水的过滤，防止下渗的雨水受到污染。

3.2 对于城市雨水渗入系统设计的影响

雨水渗入是城市雨水系统设计的重要环节，传统的城市雨水系统完全阻断了雨水的渗入。海绵城市的建设则致力于修复雨水渗入的环节，充分发挥土壤的吸水和保水功能，使得城市的水循环得到恢复。在雨水渗入系统的建设中，海绵城市除了增加绿地面积之外，更重要的是在满足城市的出行功能的前提下，大量采用透水性材料来进行城市硬地的建设。并且不断开发合适的透水铺装系统，在最大程度上保障城市路面的渗水功能，使得城市雨水渗入系统的能力得到更加充分的发挥。

3.3 对于城市雨水调蓄系统设计的影响

雨水的调蓄的方式主要包括水池调蓄、水体调蓄以及管道调蓄三种。水池调蓄是城市中最为常见的雨水调蓄方式，它利用水池调蓄池将雨水保存起来，调蓄池通常位于城市的公共设施之下。水体调蓄是一种调蓄效果比较显著的雨水调蓄方式，它通过在城市的绿地园林、广场之中建立大面积的水体景观来储存雨水，既具备生态效益又拥有景观功能。管道调蓄是一种节约城市空间而且经济环保的雨水调蓄方式，它利用埋设在地下的管道来存储雨水。

海绵城市的建设更加注重雨水调蓄设施的设计和建设，在城市雨水系统的设计和建设中不是单纯的将雨水的排放放在首位。通过建立雨水调蓄系统，不仅能够分流一部分城市地表径流，还能够将其保存起来进行二次利用。

总之，海绵城市的建设可以推动城市的生态环境建设，能够有效缓解城市排水系统的压力，改变传统的城市雨水系统单纯将雨水排放出去的现状，把雨水的收集、调蓄、渗入和重复利用纳入到了城市雨水系统设计当中，使城市的雨水系统设计、建设和使用的效果大为改观。