海绵城市理念在市政工程设计中的体现探讨

邬青山

（陕西省汉中市南郑区市政公用事业管理处，陕西汉中 723100）

0 引言

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快，城市规模不断扩大，生态环境问题也不断的出现，城市里的屋顶、公路、道路、公园和停车场等不透水表面数量急剧增加，降雨后的雨水迅速流过不透水表面，以极快的速度和数量到达排水口或公共排水管道，极易造成城市内涝灾害。究其原因，就是在市政工程设计时采用传统模式，标准过低，方法落后，存在重地上、轻地下的观念，未对道路、绿化带、人行道、街头绿地等雨水排放进行统筹安排，排水系统衔接不畅。鉴于此，找到一种既对环境负责、又具有实用性、美观性而且充满活力的规划、设计和施工的解决方案成为当前急需破解的难题。海绵城市建设就是我国在参考国外低影响开发、水敏感性城市等城市雨洪管理等概念基础上提出的“中国式道路”。

1 海绵城市概述

海绵城市，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，即城市可以像海绵一样自由伸缩，对空气、水资源进行吸收、释放和净化，对外界表现出良好的环境适应能力。海绵城市理念是在生态文明建设背景下，基于城市水文循环、用城市资源解决城市问题，重塑城市、人、水新型关系提出的新型城市发展理念，是新一代城市雨洪管理概念。提倡利用建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，达到下雨时吸水、蓄水、渗水、净水的目的，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。在现代化市政工程建设中，融入海绵城市的理念，科学解决城市内涝问题，建设形成有效的水循环系统，改善城市水环境，促使城市健康持续发展。

图1 海绵城市（图片来源：网络）

海绵城市理念的主要特点：①恢复城市水生态，重新构建城市水文系统。以往城市建设规划中市政工程道路的设计中，地表硬化的情况比较普遍，对原本的城市水资源循环系统造成严重影响，同时还破坏当地的自然生态环境。海绵城市建设理念，彻底改变原来的单一性排水系统，统筹兼顾各个方面，比如生态系统模拟、雨水径流量和当地径流水质的控制进行有机化合理整合，加强对自然生态景观的重视，重新构筑新的城市水循环系统；②改变传统排水防涝设计思路。传统的市政排水模式认为，雨水排的越快、越多、越流畅越好，海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，通过透水铺装、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节池、植草沟、渗管、渗渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗虑等技术手段。把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水等技术密切结合，经过设计师统筹设计规划，减少城市地表水径流量，维持城市地块开发前后水文特征不变，强调对雨水的循环利用，维持或恢复城市的“海绵”功能。

2 海绵城市理念在市政工程设计中应用的要点

2.1 在城市道路设计建设中海绵城市理念的应用

在城市道路设计中，涉及各种不同的工程设计原理，将海绵城市理念融入到市政道路设计之中，体现“渗”的特点，使用透水性较好的铺装材料进行路面铺设，充分发挥透水铺装具有峰值流量削减和雨水净化作用，引导外界降水能够快速地渗入到地层。重点是加强人行道与车行道的设计，特别是在进行车行道设计环节，要选用透水性能比较好的透水沥青混凝土或透水水泥混凝土作为路面铺装材料，中间层和基层可选用非渗透性建筑材料，防止径流雨水下渗对路面及路基的强度和稳定性造成破坏。利用路面的高低差异，使积水直接进入道路旁的绿化带，实现水资源的再利用。同时透水铺装路面设计还应满足路基路面强度和稳定性等要求，道路纵坡控制在0.3%～6%，横坡控制在1%～1.5%。

在人行道设计中，选用透水性好的新型铺装材料。透水铺装所用的砖块有着密密麻麻的孔隙，它模拟土壤的空隙结构，使雨水能迅速通过这些空隙排走，流入地面，人行道的温度和湿度可以调节，以补充地下水资源。人行道上的行道树可建成生态树池，在树池之间采用透水铺装，通过雨水渗透补给地下水，净化雨水，促进行道树的生长。

2.2 在城市绿化带设计中应用海绵城市理念

城市绿化带不仅有美化城市路面环境的作用，而且还有利于城市水资源系统的建设构筑，参考海绵城市的设计理念，做好雨水导流设计，通过绿化带成功截留和净化雨水，削减雨水径流量补充地下水含量。将绿化带设计为回式结构，改造原本的雨水收集口、变为溢流式雨水口，在雨水口位置设计明沟，明沟两侧位置设计相应的出水沟渠，合理分配雨水。对绿化带内土壤结构进行科学合理的设计，使其能够具有过滤雨水的作用并下沉15～20cm。利用绿化带内的植被、绿地的天然渗透性特点和下凹空间来对雨水进行存储，体现“渗”“滞”“蓄”“用”的特点。在绿化带下方设置排水管，当土壤含水率达到饱和后，多余雨水将及时通过垂直方向的排水管道向外排出。也可以在排水管中安装渗透装置，使雨水进入地下水中，防止积水。绿化带中行道树设计为乔木、灌木、地面植被共同组成的一套连续的绿带。

2.3 在城市公园绿地设计中应用海绵城市理念

城市中的不同区域有不同的绿地，在园林绿地设计中，可以设置多处雨水花园、下凹式绿地。下沉式绿地可以起到排洪减涝的作用，在降水的过程中，它可以将大量的雨水迅速渗透到地下水循环系统中，从而减少城市排水缓慢和排水管道堵塞的问题，同时，下沉式绿地还减少土壤中水分的蒸发、加大水资源的循环利用，降低养护人员的工作强度，进而减少绿地维护支出，达到节能减排的效果，除此之外，下沉式绿地还能对雨水中的污染物进行过滤和净化，减少污染物的富集，使渗入地下水的污染物含量得以减少，保护城市环境。

2.4 运用海绵城市理念进行附属设施设计

在城市道路建设当中，道路以及雨水排放的附属设施（路缘石、雨水口、路肩边沟）也是十分重要的建设内容。路缘石是城市道路边缘排水设施，在海绵城市理念中立缘石的设计可以采用打孔立缘石、豁口立缘石以及间隔式立缘石等设计，促进雨水快速进入绿化带。雨水口是城市收集路面雨水的重要设施，雨水口的设计位置大多在机动车道或者非机动车道的边缘部位，设计时可以在传统雨水口设计中增加截污装置，帮助拦截细小的污染物，使雨水口能够保持畅通。路肩边沟是一种帮助进行排水工程的设施，在进行路肩边沟设计时，应当注重植草边沟的设计，强化其在发挥雨水收集、净化、排放功能。

2.5 海绵城市理念下的透水铺装

透水水泥混凝土、透水沥青混凝土、透水砖铺装是目前主要几种透水应用设计，第一种适合在机动车道上使用，后两种适合在非机动车、人行道上使用，在实际应用的时候，可以根据路基条件和车辆载重来设计。但是实际应用透水铺装的时候，容易造成堵塞，使用效果会受到严重的影响，需花费比较高的维护成本。采用透水性设计的路面不适用一些软土层较厚的地层，其后果是可能造成路面损坏和沉降，不但对缓解路面积水没有作用反还会对以后的城市交通产生不利影响，需统筹考虑。

3 结语

总而言之，建设海绵城市并不是推倒重来，而是对传统排水系统的一种减负和补偿，可最大程度地发挥城市本身的作用。结合海绵城市理念进行城市化建设，借鉴海绵的吸水净化特性，改善市政工程设计，统筹天然降水、地表水和地下水的系统性，对合理回收处理雨水资源，缓解雨季排水系统的压力具有非常重大的意义。通过科学构建城市水资源循环系统，保证现代化城市建设与自然生态环境可持续发展的和谐共处。