基于海绵城市理念下城市道路排水系统的创新设计分析

2021-04-12张银辉

运输经理世界 2021年8期

张银辉

（江西省市政工程设计研究院有限公司，江西南昌330000）

0 引言

随着时代的不断进步，海绵城市理念已受到人们广泛的关注。其不但能解决城市道路的排水问题，还能解决道路铺装等方面带来的质量问题，最大程度地保证城市道路的使用。在城市道路设计时，应对城市道路排水系统的设计思路展开不断创新，确保城市道路的可持续发展性，改善城市的生态环境。

1 城市道路排水系统的发展现状

对比发达国家，我国在城市排水系统方面研究起步较晚。发达国家在排水系统上的研究主要包括日常的治理、极端天气的管理等方面。因此在设计排水系统时，不但需要考虑城市现在的排水问题，还应具有发展观，确保城市在未来发展中，道路排水系统依旧能起到应有的作用。而对于我国而言，使用最为广泛的排水方式基本都是由排水设备系统来完成，在技术以及规范上的要求是比较低的。但随着城市雨水处理利用技术的不断普及和应用，雨水净化处理技术渐渐得到社会的关注。在遇到极端天气的时候，城市排水系统能够正常的运行，避免出现内涝的情况[1]。

2 海绵城市的内涵

2.1 海绵城市的理念

海绵城市理念最早由研究学者仇保兴提出，他在文章中明确了海绵城市的定义：城市在遇到自然灾害时，能像海绵一样展开有效吸收，具备吸水、净水、渗水、蓄水等相关功能。如此一来，城市的安全性将会得到大幅度的提升。在经过水分储备之后，城市能将雨水充分地利用起来。

2.2 海绵城市建设理念的作用以及价值

若想建设海绵城市，就应建立起科学的雨水系统，将日常的雨水有效地收集起来，并进行储存。再经过生态水系统之后，城市的排水负担将会得到大幅度的缓解。在原有城市道路排水系统的基础上，提高抵抗能力，并补充地下水分，使城市地表及地下水的环境能够得到有效的恢复。目前，我国城市建设已经向海绵城市的理念靠拢，各地区城市都已经开始进行了初步的探索，在保证城市生态环境不被破坏的前提下，加快城市的发展速度。在海绵城市建设完成之后，将会有效解决城市内涝的问题。由于我国各地区都存在道路硬化问题的情况，因此在透水以及蓄水方面表现得较差。一旦遇到夏季多雨时期，城市大概率会发生内涝的情况，轻则影响交通，阻碍人们的日常出行，重则造成严重的生命财产损失。在应用海绵城市理念之后，城市的道路排水系统将会得到提升，降低内涝的发生概率。除此之外，海绵城市的发展理念也与我国城市建设生态发展战略相符合，在推行海绵城市之后，城市经济将会得到持续的提升，实现我国生态建设的目标。同时，海绵城市建设理念还能保障城市居民的生活水平，有效改善生活环境，扩大城市内部的绿色种植区域，促进我国自然生态环境的建设。由此可见，海绵城市建设理念无论是对于生态环境的发展，还是对城市经济的发展，都有着不可替代的作用和意义。

3 基于海绵城市理念下城市道路排水系统的创新设计分析

在海绵城市理念的推动下，城市在建设发展过程中，会更加注重生态环境。例如，对水源或者水系统周边的景观进行调整，为城市构建出良好的生态环境，满足海绵城市的建设理念。此外，为了保证城市海绵理念的实施，设计人员还应对传统的城市道路排水系统设计方案做出调整，通过分析了解其中的不足，如排水沟、绿化带等等，创新设计思路，重新设计绿色景观。在应用海绵城市建设理念之后，城市的空间将会得到有效的提升，不但能够建设更多的建筑，还能有效改善城市的排水系统。利用城市建设规划管理，对城市中的建筑物、道路、绿植进行有效的规划，确保城市能够像海绵一样吸收雨水、储存雨水，以此来提高道路雨水的处理效率，降低洪灾、内涝等灾害的发生率。

3.1 排水沟的设计

在设计城市道路排水系统时，应首先对排水沟展开设计。设计人员需要提前到城市中对土壤、地貌等进行勘察，在对现场情况充分了解之后，设计出科学合理的设计方案。由于雨水对城市道路的路基有着较大的影响，因此在设计排水沟时，应重点考虑路基问题，确保路基能够得到有效的保护，免受雨水的侵害。

3.2 生态边沟的设计

生态边沟的作用主要是，通过在沟底铺装过滤材料，将绿化带和集水井当中的雨水收集起来。通常情况下，生态边沟都会设置在道路的两旁，为了保证雨水的流动，还应注意在行车道的右侧不设计雨水口。雨水在经过生态边沟底部的过滤材料后，水中的污染物、杂质等都会被有效地过滤，随后流进集水井。如果存有积水，就可以通过沟面流进雨水口。应用生态边沟可以有效解决路面积水、水口堵塞的问题，提高城市的生态景观效果。

3.3 绿化带的设计

在海绵城市建设理念中，绿化带设计是极其重要的。精准的绿化带设计能够有效控制雨水的径流量，降低城市内发生内涝、洪灾的概率，并且减少雨水对道路路基的侵害。在设计绿化带时，可以将城市道路当中的硬化区作为汇水区，将绿地区域作为蓄水区或滞留区，从而更好地储存水分。除此之外，设计人员还应设计相应的排水通道，有效控制城市的年降雨径流量。

3.4 雨水智能板的设计

3.4.1 雨水智能板的应用

基于海绵城市建设理念，设计人员应当不断创新排水系统，如利用雨水智能板。一般情况下，道路可以被划分为上、中、下和基层四个面层，而雨水智能板会被设计在道路的中间面层或者上面层，便于更好地感应雨水。对于道路而言，雨水的危害是非常大的，对道路的稳定性、硬度、强度造成非常大的影响，而在雨水智能板的帮助下，路面所存的雨水能被雨水智能板中的上面层材料有效吸收，保障道路的稳定性。除此之外，为了满足各种城市道路的使用需求，雨水智能板具有出色的抗压性，可以有效避免被人为破坏。

3.4.2 雨水智能板的优势

雨水智能板除了拥有非常强的吸水性和抗压性外，还拥有较强的耐久性。雨水智能板能够像海绵一样吸收雨水，在经过相应设备处理之后，雨水将会被有效地应用。通常情况下，雨水智能板的使用寿命在50年左右，且自身由环保材料组成，不会对水分造成污染，当达到使用寿命之后，还能进行材料回收。在传统的道路排水系统设计中，下水道、边沟等是我国城市道路排水系统应用最广泛的方式。这些排水方式通常会出现排水不均匀、积水的情况，以至于排水效率达不到使用要求，严重影响城市的运行和发展。应用雨水智能板后，通过上方的吸水材料，雨水智能板能够有效地吸收水分，随后将水分输送到净化装置中。在经过净化处理之后，雨水将会拥有更为广阔的应用空间。

3.5 雨水过滤净化回收装置的设计

在海绵城市建设理念中，为城市道路设计净化装置，利用其将所收集的雨水进行净化处理，能有效提高雨水再利用率，降低城市的水资源浪费。净化装置能够通过不同渠道来收集雨水，如透过沥青混合料的水分、道路横坡度的水分等等，确保各水源在经过处理之后都能被充分地利用起来。雨水在流过道路横坡道之后，水分会被导入绿化带下的边沟或者是盲沟，除了渗透的雨水外，剩余雨水会被储蓄池收集起来。而在道路上，透过沥青混合料的水分将会被雨水智能板吸收流入储蓄池。在这种设计下，城市道路排水系统将会被分为横向排水和竖向排水，城市内的排水效率将会得到极大的提升，不但能够解决道路交通问题，还能避免城市内涝的发生。除此之外，在储蓄池内抽水泵提取之后，雨水经过PVC管流入到净化装置当中，经过净化，雨水转变为可以重复利用的水资源。为了更好地节省空间资源，设计人员还可以将大面积的绿地设计成雨水花园，通过雨水来灌溉绿植，提高雨水的利用率。

3.6 绿地调蓄池的设计

设计人员在设计城市道路排水系统时，还应设计雨水调蓄池提高绿地水资源的利用率。利用道路横坡度将雨水引入到生态边沟，通过雨水调蓄池将夏季所存储的水分用来培养绿植，调节土壤，降低水土流失。此外，调蓄池当中也设有过滤系统，雨水经过过滤，水中的杂质、污染物将会被有效地筛除，便于绿植更好地吸收。可以看出，调蓄池不但能够实现绿化，还能在雨季更好地调节城市中的雨水量。目前，使用最为广泛的设计方式为下沉式绿地设计。这种设计方式可分为广义的下沉式绿地和狭义的下沉式绿地。广义的下沉式绿地指的是具备一定的调蓄容量的池塘、调节塘、渗透塘、雨水湿地等等，这些地方都是可以进行净化和调蓄的雨水绿地，在对这些绿地的径流总量进行计算时，不用将调解容积算在内。而狭义的下沉式绿地仅包括小范围内的绿地，即道路两旁的绿地、铺装地面绿地等等。