基于城市设计理念的海绵城市市政排水管网设计分析

房 艳

甘肃和诚工程咨询设计有限公司，甘肃 兰州 730000

雨水是导致城市积水的主要原因，为了能够解决积水问题，传统的解决策略过于依赖市政排水管道，对于西北地区而言，虽然在全年降水量相对较小，但是受到当地气候的影响，夏天短时间内的降水量将会很大，在这种情况下，城市排水管网将会面临极大的压力，城市内涝现象时有发生。海绵城市是一种新型的城市建设理念，其核心可以用“渗、滞、蓄、净、用、排”六个字进行概括，不仅可以避免城市内涝，而且还可以有效的利用雨水，属于一种持续发展的雨水管理理念[1]。

一、海绵城市与城市管网概述

（一）海绵城市

海绵城市是当前城市建设的一种新型理念，是指在城市开发建设的过程中，以顺应自然和尊重城市场地自然空间特性为设计理念，确保城市能够在面临暴雨时，可以在一定空间场地中得到积存、净化以及下渗，在避免造成城市内涝的同时，最大程度回收和利用雨水。该理念是在2013年被提出，随后得到了国家政府部门的关注，并且随后对海绵城市建设出台了指导性文件。目前为止，海绵城市建设已经成为当前城市建设的重要模式。

（二）排水管网

在城市建设中，排水管网是非常重要的一项基础性建设，在城市化建设不断发展的背景下，排水管网的建设里程也在不断提高，覆盖面逐渐增多。随着城市化速度的加快，当前很多老城区的排水管网已经无法满足当前需求，在遭遇暴雨之后，很容易造成积水，城市内涝问题日益严重[2]。

二、西北城市排水管网存在的问题

在城市建设的各项要素中，排水管网属于极为重要的一项内容，就当前情况而言，由于西北地区地理位置偏远，城市建设理念落后，很多排水管网存在很多问题，存在的具体问题如下：

（一）自行运行能力较低

对西北地区城市建设进行分析发现，当前大多数的排水管网都位于城市的建成区内，在设计理念方面，与经济发达地区相比，不够先进，很多排水管网存在雨污合流的现象，这也是导致排水管网自行运行能力较低的主要原因。

（二）设施老旧现象严重

对当前实际情况分析发现，当前的排水管网，大多都是城市发展初期建造而成，在使用期间的维护也不够及时，导致设施老旧现象极为严重，在排水管网自身设计标准方面，也相对较低，在一定程度上降低了排水管网的排水效率。

（三）经济落后，排水管网翻修难度大

由于西北地区经济较落后，绝大部分基础设施建设资金主要依靠中央预算内资金，当地政府缺乏资金对老旧排水设施进行改造，从而导致排水问题一直无法解决[3]。

三、基于城市设计理念的海绵城市市政排水管网设计理念

（一）海绵城市的价值

海绵城市是一种新型的城市建设理念，主要通过人工湿地、植物洼地、绿色屋顶等方式，实现削减径流、净化雨水等作用，确保建设场地在被开发为城市建设地之后，其自身的生态作用依然保持原有水平，如地下水补给、渗透等。从这个角度分析，海绵城市的建设，可以在一定程度上减少城市排水管网的压力，弥补城市排水管网存在的不足。

（二）设计理念、原则标准

1.设计理念。在排水管网设计的过程中，以城市设计理念的海绵城市为设计理念，将自然排水系统与低影响开发设施进行有效的结合，进而确保雨水的自然寄存、渗透、净化，最终实现重复利用的预期目标，实现水生物系统自然修复能力的提高，对更好的维持当地环境的生态功能具有重要作用。

2.设计原则。从海绵城市的概念可以得到，在排水管网设计的过程中，必须要坚持因地制宜的原则，根据西北地区自然地理条件、降水规律以及水资源保护的相关需求，结合城市实际情况，最终对排水管网设计的各项标准进行确定，

3.设计标准。根据西北地区的气候特点以及地理特征，对城市主干路、高架桥、立交桥及地下隧道选择较高标准的降雨重现期。以西北城市规划为依据，城市道路的年雨水径流总量控制在80%，所以此次设计的排水管网需要满足25mm降水量的情况下，雨水不外排的建设要求。

（三）设计方案

城市内涝是影响城市正常运营的重要因素，在本文研究过程中，以西北城市为研究对象，对基于城市设计理念的海绵城市市政排水管网设计进行了分析。通过利用“海绵城市”建设理念优化排水管网设计，可以有效提高城市排水功能。在上述设计中，各个要素的设计理念都是以“海绵城市”建设理念为依据。绿化带是非常重要的排水管网设计环节，为了能够充分发挥绿化带的作用，在收水口设置卵石区，对雨水进行过滤，进而去掉大量的泥沙以及漂浮物，绿化带的溢流高度需要保持在15～20cm之间，下凹深度需要比车行道低20～25cm。为了能够保证路面雨水能够快速的流到绿化带中，道路侧石选择了花岗岩墩柱以及铁艺组成，既满足了疏水效果，又达到了景观良好的效果[4]。

1.城市干路排水管网设计。西北城市建设中，城市干路排水管网设计时，针对雨水管道，优先对绿化带的雨水管道进行铺设，然后分段排入现有的城市排水管道中。通过这样的设计，车行道的路面雨水会首先流入到绿化带中，绿化带中的植物会对雨水起到滞蓄、净化的作用，最终经过下渗，达到年径流总量控制率的设计标准。对于超过设计标准的雨水，可以直接经溢流口排放到城市雨水管道中。城市人行横道在设计时，选择全透水的方式，雨水可以直接渗透到地下，对于超过渗透标准的雨水，则会经溢流口排放到城市雨水管道中。

2.高架桥路段排水管网设计。在对高架桥排水管网设计的过程中，设计理念可以与干路辅路设计理念相同。桥面的雨水会经桥两侧的排水管，分别流到高架桥下面的绿化带，通过绿化带内的植物，对雨水起到滞蓄、净化等作用，最终经过下渗，达到年径流总量控制率的设计标准。超过设计标准的部分雨水，则会经溢流口直接排放到城市雨水管道中。

3.地下隧道路段排水管网设计。地下隧道是城市建设中最容易积水的建筑，如果遭遇大雨，在雨水来不及排出的情况，很容易出现隧道被水淹没的情况，对行人、行车的安全造成极大的威胁，而且会导致城市交通严重堵塞，甚至瘫痪。在这种情况下，做好地下隧道的排水管网设计极为重要。在设计过程中，在进入下穿路段之前的地平台，需要首先设置大陆反向纵坡，然后设置横截沟，通过双重保险的方式，尽可能避免地坪路段的雨水流入地下隧道。在地下隧道纵断面的变坡点以及最低点，都需要设计横截沟。在这种设计下，横截沟会将雨水直接传送到蓄水池，通过水泵，将雨水转移并开发利用[5]。

综上所述，海绵城市是一种先进的城市建设理念，通过海绵城市的建设技术，可以有效改善城市水文循环，进而起到防洪抗涝的效果。西北地区气候干燥，全面平均降水量较少，但是在夏季却常常遭遇暴雨而导致城市出现内涝，不仅给居民生活带来了影响，而且也是一种资源浪费。为了能够解决这个问题，在优化城市排水管网设计的过程中，引入海绵城市建设理念，可以有效缓解排水管网的压力，同时还能够收集雨水，缓解当地水资源匮乏的问题，对促进西北地区城市发展中具有重要作用。