基于海绵城市理念的市政道路给排水设计刍议

谢双雯

武汉恒诚市政工程有限公司 湖北 武汉 430000

正文：

引言：在越来越多的人口聚集在城市团体的当今来说，衣食住行等等各方面均对现代城市的职能负荷提出了更大的挑战。而作为人们日常经常使用的水资源，如同空气一样已经不可或缺，随之而来的城市居住人口剧增与给排水问题之间的矛盾越来越明显，加之近几年来每逢暴雨时节城市内涝严重，无一不对传统城市基础给排水设施的有效功用性提出了挑战，但事实证明目前多数城市市政建设当中的给排水设计大大满足不了日益增加的给排水负荷。因此国内许多学者提出引进国外先进的“海绵城市”的市政道路给排水设计理念，通过对国外已经十分成熟“海绵城市”的市政道路给排水设计可以看出，这样更加先进的设计不仅仅能有效地调节城市给排水系统的问题，更保护了人民的财产安全，同时还能够对城市整体的生态环境起到一定的改善作用，进一步促进现代化城市的可持续发展。

一、海绵城市的概念

“海绵城市”的设计理念顾名思义就是将城市给排水基础设施的调控能力做到能够像海绵一样“有收有张”，即在满足自身的给排水功能的前提下，面对较为恶劣的自然环境能够具备很好地“抗压”能力，例如：在雨水较多季节，城市能够像海绵一样具备“储水”的能力，在太阳辐射较大的时候又能够“智能”的将之前储存的水资源重新释放出来。

目前现代化城市市政道路的给排水设计，多要以保持生态环境优先，注重人为因素与自然调节更加自然地结合，这不仅对给排水建设技术有着较高的要求，还要保证城市在汛期抗洪能力的同时，实现城市内部对自然水资源的有效储存、净化和再利用，能够达到水资源的高利用率的理想射击目标。届时还需要与原有的基础给排水设施进行“无缝接轨”，将地下水资源、地表水等多种可利用水资源考虑进去，形成协调有效、反应及时地水循环系统，进一步拓展“海绵城市”的调节作用。

二、海绵城市道路给排水设计理念的意义

结合我国道路运输发展的现状可以发现，在对海绵城市的市政道路给排水建设过程中，为了能够保证以运输车辆为道路承载建设标准的设计原则，拥有海绵城市功能的道路给排水设施不仅要在道路的使用寿命上下功夫，还需要确保运输过程中道路基础设施安全稳定，能够以最低的运输成本实现最大化的道路运输效能。对此，在市政道路的建设过程中，既要考虑到给排水设施的嵌入，又要保证路基结构的坚固稳定、路面的平整、对大型运输车辆的运输承载能力、使用寿命的长短等等各种综合道路建设因素的完善。对于在市政道路建设过程中出现的各种问题，积水问题的严重性也越来越明显，例如：在一段路面平整、路基坚固的运输路段，因为降水出现长时间的路面积水，则会造成车辆在经过时轮胎与路面的摩擦力下降，影响车辆的运输能力，并且在重载车辆经过这段积水路面时，刹车不及时会产生车辆轮胎打滑，甚至液面位移的严重情况，这就对道路的交通安全埋下了隐患。如果在这一段路面长时间的出现路面积水现象，则会导致该段路段的路基被渐渐侵蚀和软化，当达到一定的渗透程度时就会造成路基土本身的强度下降，甚至对整体路基段的坚固性造成影响和损坏，形成塌陷或坑洼区域，大大影响了道路运输效率和安全性。

除此之外，城市道路给排水系统当中包括排水系统的设计，因此在道路建设的同时要将排水系统的主要管路一同铺设在道路下，以此形成立体的城市给排水系统，既能够及时地排送城市居民的生产生活污水和废水，又保障了城市正常的生产生活运作。因此，无论是从排除积水降低交通运输安全隐患的角度，还是从保证城市生产生活的正常运转来说，市政道路给排水的建设都需要经过认真地研究和规划，同时结合海绵城市道路给排水的特性来进一步推进现代化城市的建设，这也是当前相关建设部门需要积极面对的问题。

三、传统市政道路给排水设计的缺陷

随着我国现代化城市的不断发展和建设，新型海绵城市的建设理念也在国内掀起了一股建设热潮，国家也积极出台了许多相关政策，地方政府也在大力支持相关建设方案的实施。随着海绵城市建设的兴起，市场和政策的有力结合，造成了海绵城市建设招标当中的鱼龙混杂，一些问题也渐渐明朗化，许多不达标的建设和具有缺陷的设计方案也被采用，导致了建设过程的不同意，建设质量的不过关。由于海绵城市的建设需要相关领域的专业技术和知识的支撑才能走的长远，因此对于目前我国国内出现的各类市政道路问题进行了简单的分析：

1.零散拼凑起来的城市规划方案

目前我国出台的相关政策还尚未完善，针对城市的基础设施建设，各个方面的改进和联合尚未达成较为统一的管理水平，尤其是作为整个城市规划方案的市政建设，根据以往的建设经验，范围较广、建设周期较长的大规模市政工程建设需要联合各个方面的情况进行详细的城市规划部署，通过认真的研讨来敲定初步的规划方案。但目前的形势来看，多数城市的市政建设随着建设周期的延长，导致了规划方案零散，总体规划水平较低，没有达到各方面相互协调的统一的专业水平。

2.相关参考规范不完善

通过调查发现，我国目前针对城市给排水系统的相关规范出台相对缓慢，翻阅最新的规范标准，可以发现许多的设计参数和参考数据仍旧停留在最基础的道路铺设层面，而没有去进一步的深挖相关的专业数据和材料，这也是我国频线城市内涝的主要原因之一，例如：在2016年修订的《室外排水设计规范》当中，针对汛期暴雨的计算仅仅停留在对暴雨强度的计算公式和一些简单的洪涝灾害水深标准，并没有针对给排水系统中的排水系统的铺设作出详细的分析。因此在城市市政建设中相关规范的实时性和指导性至关重要。

3.实施人员专业单一

由于市政建设工程需要联合各个方面进行共同建设，因此市政道路给排水的设计和建设并不能仅由施工建设方来承担，这样的建设往往也意味着需要更加严谨、科学的指导团队。同时海绵城市概念的引进，也代表着相关专业的人才需求，在建设过程中不能只以以往的建设经验来施工，需要去听取专业人员的建议，在实际的操作中改进建设方案。但由于目前我国在这一方面的建设经验不足，导致了建设过程仍旧按照原有的标准进行，出现了一种空有理论而缺少实际的操作人员的尴尬局面。

4.旧城区改造困难

我国多数已经形成规模的城市一般自身的基础设施趋于饱和，在原有建设规划的基础上经过数十年的维护和改进，持续改进的空间基本为零，并且许许多多的老城区由于年久，建筑的承压能力比较弱，无法承受类似于市政建设的大型改造。因此对于旧城区的新兴概念的引进，首先需要对其改造承压的能力进行全面的评估，针对以往规划的给排水设计方案进行充分了解，避免造成不必要的改造资源浪费。

四、海绵城市设计理念取得的进步

1.城市绿地设计

针对水资源的利用方面，城市绿地是最主要的改造区域之一，也是构成城市市政道路给排水系统的重要组成部分，因此对于这一部分在改造的过程中需要给予重视。根据“海绵城市”的设计理念，城市绿地的设计需要按部就班地进行，从收集降水、降低排放速度、及时储水到经过城市绿地的天然过滤再到二次利用。需要具备科学、完善的设计构建。

2.车辆、人的通行道路

车辆行驶和步行的道路是市政道路系统的主要组成部分，这些通过或宽或窄的通行道路构成了整个城市体系当中的交通道路网，同时该道路在建设时路面多采用柏油、沥青或者石板转一类的渗透性差的铺设材料，这就十分容易导致在降水时期出现积水或者路面湿滑的现象。这样的铺设方式不仅会对车辆的通行造成阻碍，同时也是交通安全的隐患，由于无法及时、有效地渗透到地下，极易形成城市热岛效应。而经过海绵城市设计理念的改进，将道路表面的渗透性提高，在降低径流量的同时还可以杜绝道路表面出现积水的现象。在铺设材料上，道路的表层选择透水性强的沥青混凝土，而中下层则选择隔水材料，确保积水不会侵蚀路基，有效地提高了道路的通行安全性和使用寿命。

3.道路沿侧的设计

以往路缘石的铺设方案多采用立缘石和平缘石的铺设，但由于在雨季平缘石的设计还好些，立缘石就易产生路边积水的状况，由于雨水无法及时的汇集到雨水口，加以路面的凹陷问题，很容易缩短道路的使用寿命。而海绵城市的路缘石设计则用了在立缘石上打孔、间隔或者开豁口的方式，来更加有效地汇集雨水，这就解决了雨水无法顺利流向道路以外的绿化带的问题。

4.放眼整体，合理规划

在城市的市政道路给排水建设中，最主要的工作是导流雨季时期的降水，防止城市内涝的出现。但根据地形的不同应该灵活的采用不同的设计方式，通常在一些降水较为丰富的地区，可以采用截污净化的技术，通过引导降水流向城市绿地，达到利用城市绿地的植被缓冲、净化的目的，从而在汛期增大了与降水径流量峰值的距离。而在一些水资源较为匮乏的地区，要适当的采用储存雨水的截流方式，以便与达到回收再利用的目的。而对于污染较为严重的地区，降水的水质标准不达标，因此需要选择一定的缓冲地带作为净水处理场所，在过滤净化之后进行城市绿地的排放。

五、海绵城市设计阶段应注意的问题

1.根据相关规划条例和建设要求，对给排水的进水口认真科学地考虑其实际效用、运用合理性，要保证其处在水流的低洼处，有效提高了进水口的进水效率。考虑到复杂的路况，针对建设在纵向坡面的进水口进行科学地设计，如进水口开口的大小、单位之间的开口间距、导流防冲刷设计等等。

2.根据城市道路建设的规划要求，在保证建设过程低影响的前提下，打通自流排水系统与主排水系统之间的功能，进一步提高城市排水系统的完善程度。

3.针对地势本就低洼的路段，要及时地设置警示标识，提醒民众该路段的通过条件和有效通过时间，例如：在一些桥下或者架桥铁路下的低洼地势，在降水量达到一定的水平之后会造成城市内涝灾害的出现，因此针对此区域，要在低洼地势的两端设置限高杆和汛期预警标识，在桥洞的桥基上刻画出水深线，以防止在内涝时期因判断失误而出现的车辆被淹事件，针对内涝时期的积水现象及时地进行动员和调用抽水机排水。以此来保证民众的生命和财产安全。

4.新型的“海绵城市”设计理念在国内尚处于探索阶段，因此在建设过程中要增加建设投入，加大各个环节建设的监管力度，通过实时监测建设质量和现场实时技术指导，来确保市政道路给排水系统建设的完善。在竣工验收阶段进行多路段不定点验收采样调查，确保海绵城市市政道路给排水建设的完善性。同时后期的维护保养工作要及时跟上，针对容易出现的道路常见状况进行详细分析，找出问题的原因，及时地通过有利的设施建设进行重建，确保“海绵城市”建设工程的顺利进行，提高现代化城市建设质量和效率。

六、结束语

综上所述，海绵城市的设计理念通过先进的技术研究和应用，有效地解决了一直以来困扰市政道路给排水的问题，既充分地利用了降水等多种水资源，又对城市内部的生态环境起到了很好地调节和改善作用。这一设计大大增加了城市给排水设备在防洪抗洪方面的能力，保护了人民财产在城市洪涝灾害下带来的损失，大大推进了我国现代化城市建设的步伐，通过构建有效地排水能力，实现了我国现代化城市建设的可持续化发展。