海绵城市中雨水系统设计要点研究

杨立军

（国基建设集团有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

随着我国综合国力的不断提升，城市化进程加速，城市人口激增，对城市环境、建筑、基础功能等各个方面的要求都在不断提升。在城市规模迅速扩大的同时，城市的雨水系统也暴露出一定的问题，如设计不合理、功能有待完善、排水设施老旧等，若不能在短时间内对相关问题进行有效的处理，势必会对城市居民的生活造成影响，制约城市的正常发展。在科技不断发展的背景条件下，各项先进的技术手段也逐渐被应用到城市的建设当中，海绵城市理念下的雨水系统设计能有效地提升城市雨水利用的科学性，使城市雨水系统更具弹性化、吸纳性，有效缓解城市雨水排水压力，提高城市对洪涝灾害的应对能力，满足城市中不断提升的雨水排水及利用需求。

1 海绵城市理论及建设需求

1.1 海绵城市理论概念

海绵城市是城市在发展中形成的一种新型雨洪管理理念，加强城市对雨水资源的利用率，提高城市应对洪涝灾害的能力，使城市对环境的适应能力更强。通过构建全新的水资源管理设施，提高城市对雨水的渗透能力，有效地对雨水资源进行收集，再经过必要的措施对其进行净化，在必要的情况下释放已经完成净化的水资源并科学利用，为城市提供储备大量的水资源。海绵城市理念的提出从根本上改善了传统城市运行中雨水排水不稳定的现象，减少对自然水资源的开发，降低雨水排水系统的运行成本，优化城市对资源的调控能力，与我国可持续发展的战略目标高度相符。

1.2 海绵城市的建设需求

早在2013年，党和政府就提出海绵城市的建设相关要求，并在后续发展中对海绵城市的建设提出了重要的指导意见，下拨专项资金推动海绵城市的试点建设，有效推动了海绵城市在我国的发展。未来，各城市在进行海绵城市的建设过程中，应结合国务院颁发的《关于推进海绵城市建设的指导意见》对本城市海绵城市的建设工作进行部署和规划，避免多做无用功[1]。海绵城市的建设需求也可以理解为海绵城市建设的核心内容，通过充分地探究海绵城市建设需求能为城市雨水系统的优化设计提供更加科学的前进方向和建设意见。总结来说，海绵城市的建设需求主要包括以下两点：①提高城市的排水防涝能力，使城市能在极端天气条件下对产生的积水进行有效的收集、处理、储存、排水等，实现城市雨水系统的有机贯通，最大化发挥城市雨水系统的潜在价值，全面提高城市的防洪防涝能力；②加强城市对优质水资源的利用能力，在海绵城市的发展中不仅能对自然降水进行有效的收集和储存，还能对收集的水资源进行净化，使其达到城市用水标准，通过对水资源的再利用，缓解城市用水压力。

2 海绵城市雨水系统中存在的问题

虽然在国家的大力发展下，海绵城市在我国得到了迅速的发展，但是由于缺少可借鉴经验，使其在发展中不可避免地出现了一些问题，主要表面为以下几点：

（1）对雨水资源的利用率有待提高。虽然近年来我国加大了对城市的建设力度，但是很多地区的生态建设还较为薄弱，部分城市的植被覆盖率很低，极度缺乏公共绿地。并且为提升城市公路的安全性与稳定性，公路在建设时多采用不渗水结构，随着城市规模的不断扩大，城市中地面不渗水结构的面积也随之上涨，雨水在到达地面后无法顺利渗透到土壤当中，严重制约雨水资源的循环和利用效率的提高。

（2）排水设施设计标准较低[2]。大部分城市的雨水系统建设时间较久，虽然在建设之初有效解决了当时的城市雨水需求，但随着时间推移，已逐渐不能应对城市中不断提升的雨水需求。

（3）海绵城市的建设技术水平有待加强[3]。海绵城市是一种新型的城市建设理念，虽然在国外已有一定的先进经验，但是国外经验也不能完全适应我国城市的实际情况，需要花费大量的时间和精力进行本土化改进，提高国内设计人员对海绵城市的建设技术水平，才能真正发挥出海绵城市的应有价值，改善城市的生态环境。

3 海绵城市中雨水系统设计的应用

3.1 更新设计理念，做好顶层规划

在城市不断发展的背景条件下，设计人员应以发展的思想设计雨水系统，不断更新设计理念和思维，以此为顶层设计的优化奠定坚实的思想基础。具体可通过以下方式进行优化：

（1）应建立可持续发展理念[4]。设计人员应充分了解城市在过去和现在对雨水需求的变化，合理地预测城市在未来的发展中对雨水系统功能需求的变化趋势，以长期可持续发展的理念对现有雨水设计进行优化，使城市的雨水工程能长期为城市的发展提供有力的支持，使城市通过雨水系统获得长期的经济效益。

（2）树立全局观。城市雨水工程是一项涉及环节多、结构复杂的系统性工程，在对其进行优化设计时，不仅要考虑雨水系统的相关设施、管网使用的连续性和系统性，还要重视雨水系统和城市其他建筑物、构筑物之间的联系，协调好城市中各种设施之间的关系，促进城市获得综合性的发展。所以，设计人员应在雨水系统设计中明确注明海绵城市建设相关的屋顶绿地、雨水花园等设施的布局和规划方案，还应综合考量雨水系统的优化设计对城市交通道路、公共设施等产生的影响，为城市雨水防控措施的制定提供重要的依据和保障。

（3）树立生态设计观。海绵城市理念的提出也侧面反映出我国对环保生态的重视程度越来越高，设计人员应充分了解海绵城市的建设理念，促进城市发展与生态保护的和谐共生，共同发展，通过优化城市雨水系统的设计，改变城市的生态环境，提高城市居民的生活质量[5]。

3.2 注重设施设计，提高工程质量

目前城市雨水系统工程中普遍存在功能不全、设备老旧等情况，对设计人员来说，应在国家海绵城市的建设要求下，结合城市现有雨水工程的实际情况，对雨水设施进行针对性更强的个性化优化设计，加快海绵城市理念下雨水系统的建设。设计人员在进行雨水系统设计时，应注意以下设计要点：

（1）合理设计雨水管道管径。城市在多雨季节经常产生地面积水，和雨水管道管径设计的不合理具有直接的联系，为改变这种状况，设计人员在进行管径设计时，应综合考量地区的天气特点、城市的排水需求和管道的负荷能力等多种因素收集资料，完善计算过程，使确定管径更具有依据并考虑一定的发展余量。

（2）优化雨水系统设计。为提高城市对雨水资源的利用效率，设计人员在设计雨水系统时，应改变传统雨水系统设计效率化排水的理念，提高雨水在城市中的循环，缓解城市的用水需求。如在设计建筑雨水系统时，可增加贮、蓄、排三个环节，使雨水快速渗透到土壤中，既能回补地下水，也能增加城市水资源储备量。此外，雨水系统设计的关键在于提高系统的排水能力，可通过优化泵站设计的方式对现有雨水系统进行优化，使泵站功能都等有效的发挥。可通过泵站与调节池相结合的运行方式提高泵站的运行效率，当进水流量小于一定数值时，雨水通过泵站进行抽排，当进水流量大于一定数值时，启动调节池系统，多余流量通过明渠溢入调节池，以此实现对雨水系统的优化。

3.3 注重细节设计，助推城市建设

通过优化城市雨水系统的功能，加强水资源在城市中的循环，提高城市对水资源的利用率，提高城市的防洪抗涝能力[6]。相关数据显示，目前我国至少有一半以上的城市防洪能力不达标，极不利于城市的综合发展，因此，设计人员在对城市雨水系统进行优化设计时，应关注细节的设计，发挥城市绿化带、人行道等对雨水的储蓄能力。在绿化带的设计中，可合理地增加小型雨水沟的数量，既不会对正常交通产生影响，还能提高对雨水的收集能力；将过滤砂石铺设在绿化带的渗水层上，同时加设渗透管，提高雨水的洁净度；在设计人行道时，应重点关注渗透管道的质量，保证在发生大量降水时，地面积水能迅速地渗入管道内，并通过地下雨水处理系统的处理，实现雨水的收集、净化、储存、排放和利用等；为提高不渗水路面的排水能力，可合理增设排水管道。

4 结语

综上所述，随着城市规模的不断扩大，城市的雨水排水压力越来越大，海绵城市的建设理念为城市雨水系统的发展提供了可持续发展方向，设计人员应深入了解目前城市雨水系统中存在的问题，重点关注海绵城市雨水系统设计要点，推动城市向绿色生态方向不断发展。