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海绵城市建设中综合管廊给排水建设的问题及对策分析

2022-11-16唐杨阳

中国科技纵横 2022年13期
关键词:管廊海绵水资源

唐杨阳

(云南省交通规划设计研究院有限公司,云南昆明 650299)

0.引言

随着国内城镇化建设的深度实施,我国城镇化水平已经达到了一个新的高度,而且国内居民生活水平日益提高,对周围生活环境和生态建设提出了更高的要求。在这种时代背景下,海绵城市建设理念应运而生,并逐渐成为城市给排水系统设计、水资源利用以及城市生态发展的首要选择。综合管廊具体指的是城市地下的管道走廊,其不仅包括给排水管网系统,同时还包括燃气、通信、电力以及供热等一系列管线,可以说直接关系着城市的正常运营和各方面功能的有序开展。所以说,我们对海绵城市建设中综合管廊建设的问题进行探讨,以有效提升综合管廊建设的科学性、合理性,对于推动海绵城市建设和城市生态发展非常有必要和有意义。

1.综合性给排水管廊在海绵城市建设中的重要作用分析

1.1 提高城市环境适应能力,促进城市实现可持续化发展

我国地域十分辽阔,南北跨度非常大,不同地区的城市往往处在不同的纬度度带上,区域气候类型存在一定的差异,城市降水量和水资源状况也不尽相同,尤其是南方城市普遍降水量较多,水资源也极为丰富,所以在城市给排水系统设计中应当重点关注城市出现的洪涝灾害以及水资源利用效率。将海绵城市建设理念应用到市政综合性给排水管廊的设计中,不仅有助于提高城市抵抗极端天气的能力,还可以更好地梳理城市管网,更好地对城市水源进行储蓄和排放,确保城市对水资源进行合理控制,进而实现更好的水资源生态效益和城市可持续化发展。

1.2 完善城市给排水基础设施,提高城市给排水能力

海绵城市建设理念是一种综合性的城市发展理念,其根本宗旨是将生态自然发展观念与城市基础建设相融合。而基于海绵城市建设理念的城市综合性管廊,相较于传统的给排水系统,可以更好地结合城市现有的地下管网,并根据城市给排水具体需求和水文地质特征,在维护好城市原有生态系统的基础上,更好地进行延伸性设计和建设,这不仅是对城市给排水基础设施的科学性完善,也能够在有效提升城市给排水能力的基础上,实现海绵城市建设理念,同时提高城市的弹性化。

1.3 恢复受损水体,提高城市水资源利用效率

随着我国城镇化的快速发展,城市规模和人口都在急速上涨,城市对水资源的需求也在不断增加,且造成的水资源浪费和污染问题也日益显著。显然,这并不符合现代城市的绿色发展和可持续化发展理念。而想要更好地解决经济发展和水资源需求之间的矛盾,提高水资源利用率,并做好受损水体的修复工作,就需要在城市发展中引入海绵城市理念。毕竟海绵城市具有的自然渗透、净化和积存功能,能够很好地实现上述目标,而综合性给排水管廊作为海绵城市最重要的一环,显然也能在受损水体恢复和提升水资源利用率方面发挥重要作用。以我国南京“江北新区”为例,其在建设之初规划局便将“海绵城市”理念引入其中,规划并建设了几百公里的地下综合管廊,从而成功地解决了南京地区常年发生的洪涝灾害问题,并为南京市水资源利用和管理提供了诸多便利,大大提升了南京市的生态发展水平。

2.当前海绵城市综合管廊给排水建设中存在的主要问题

2.1 环境适应能力不足,难以有效应对极端天气

随着全球气候变暖以及生态环境的逐渐恶化,世界各地发生严重气象灾害的问题越来越严重,而且我国城镇化的大力发展,使得城市建设规模不断扩大,人口数量也在大幅度上涨,这些都在给城市给排水系统带来新的问题和挑战。与此同时,在极端天气条件下,城市发生内涝以及水体污染的概率将会大幅度上升,但由于目前国内大多数人士对海绵城市和给排水综合管廊缺乏相应的认知,导致给排水综合管廊在科学布局、给排水量计算、径流预估等方面欠缺一定的科学合理性。且工程主管单位基于预算和施工进度等方面的原因,往往也会对给排水设计工作带来一定的限制,从而导致给排水综合管廊建设完成后,在应对恶劣天气时通常显得比较吃力。此外,给排水综合管廊设计还需要因地制宜,应当对城市自然环境和所处地理位置进行充分考虑,然后各处细节实施科学合理的设计[1]。比如说,对于地处沿海地区或者暴雨、山洪等自然灾害频发的地区,综合管廊设计首先要考虑地势的高低和排进水口的设置位置,然后按照从地势高向地势低的区域方向进行管道铺设,以便于水流借助重力更好地排出,而对于地势中间高或中间低的路段,还应当采取中间分流或增添排水设施的设计,以确保水流的及时供给和排出。但在具体设计和建设过程中,我们往往容易忽略这些细节性的部位,从而导致给排水综合管廊缺乏应有的环境适应能力。

2.2 给排水管线老化严重,影响了海绵城市给排水综合管廊的顺利建设

海绵城市给排水综合管廊设计多以当前城市的给排水管网为基础,实施科学的改造和优化,以确保资源的合理利用,并在市政工程建设中节省工时和资金。但随着我国城镇化的快速推进,各地城市城区面积不断扩大,城市给排水系统存在很多问题,首先便是老城区给排水管线老化严重,且存在明显的径流较小、管线坑槽空间不足、淤塞严重等问题,给排水性能明显较差。且部分地区地下管线经过多次安置,布局杂乱无章,难以有效地进行整改与合并。这些问题都给海绵城市给排水综合管廊建设带来了严重阻碍,影响了其顺利推进。

2.3 建设缺乏科学实效性,水资源利用率普遍不高

海绵城市建设相对于普通城市建设的区别较大,其中最为突出的便是海绵城市将会对自然降水进行储存和二次利用,确保污水分离,从而更加科学地保护和利用城市水资源,并非简单排放。而且,我国各大城市人口均出现了大幅度上涨,城市水资源需求较大,积极拓展水资源和提高利用率便显得尤为重要。海绵城市建设理念确实非常注重水资源的存储、利用和优化,但在具体建设过程中,海绵城市给排水综合管廊建设往往由于资源、工期、管网综合利用等方面的限制,通常很难实现雨污分流、雨水存储以及二次利用,大大降低了城市水资源利用效率,违背了海绵城市建设的初衷。

3.海绵城市建设中综合管廊给排水建设的优化策略

从上文分析中,我们可以了解当前海绵城市给排水综合管廊设计和建设中存在的主要问题,这些问题存在的根本原因主要在于国民大众对海绵城市理念不够重视,缺乏相应的科学性认识和理解。与此同时,海绵城市给排水综合管廊设计同原有管线对接不够协调等也是影响其设计和建设质量的关键问题。为此,我们应当制定针对性的解决措施和优化策略,以有效提升海绵城市给排水综合管廊的建设水平。

3.1 注重顶层设计,提高建设规划的科学合理性

顶层设计不仅是海绵城市建设发展的基本保障,同时还会为海绵城市建设提供正确的方向,并为整个过程提供指导,从而确保海绵城市建设保质保量的完成。但由于当前我国海绵城市建设时间较短,十分缺乏这方面的工程实践案例和理论实践方面的经验,在处理部分建设中的常见问题时也缺乏相应的技术和经验,建设过程中便容易出现各类问题。为解决以上这些问题,我们应当从顶层设计开始,通过全面优化顶层设计,有效减少建设中可能发生的问题,提升海绵城市建设的水平[2]。具体策略包括两大方面:一方面,我们可以借鉴国内外先进的海绵城市建设经验,并充分结合我国城市的地形、环境等综合条件,分析总结出属于我们自己的建设经验。另一方面,我们应当对国内外现有的工程建设案例进行分析和总结。比如说英国的布里斯托尔,它的给排水系统便充分利用了海绵城市建设理念,通过综合管廊和相应的给排水设备、净化设施等对自然降水进行引导,然后让其汇入溪流、护城河等进行水资源集中,并将其应用到农业灌溉、绿化带浇灌等方面,从而实现城市绿色发展。

3.2 加强沟通与协作,力求与其他管道线路统一协调

海绵城市和给排水综合管廊建设均具有长期性、复杂性等特点,设计和建设完成后短时间内不可能进行改造或重建,并且工程投资规模较大,涉及的建设主体也比较多,所有部门在建设开工前都应当做好相应的准备工作,并加强彼此之间的沟通和交流,制定统一、完善的设计和施工计划[3]。首先,设计单位应当加强与施工单位的沟通与协作,对施工方案的安全性、可行性进行充分分析,以降低整个工程项目对周围民生、社会和生态环境的影响,并充分与区域特点结合在一起,制定更为科学合理的建设目标。其次,设计单位应当加强与水利部门的沟通与交流,在充分了解城市水资源和水循环系统的基础上,建设能够覆盖整个城市的水循环系统,将城市给排水综合管廊与水循环系统紧密结合在一起,从而更加科学合理地利用城市水资源。最后,设计单位还要加强与电力、通信、供暖以及燃气等部门的合作与交流,共同实施地下管网的布局与规划,力求做到各条管线之间相互协调,确保管线运行安全和高效,同时为城市节省空间资源和建设成本[4]。

3.3 科学设计综合管廊的各项设施,确保其符合海绵城市建设理念

做好顶层设计和具体规划之后,综合管廊的各个细节和各项设施也是设计中需要注重的关键问题。首先,在给排水综合管廊的出入口设计时,我们应当充分结合实际需求,当管线数量不多时,可以采用防水套穿管的方式实施进出口设计,同时也可以采用竖井的方式来进行设计。但如果管廊中管道设施较多,则必须采用竖井方式涉及进出口,同时加盖盖板以确保路面交通的安全。其次,在雨水循环管廊设计通风设施时,必须严格按照相关设计规范和标准开展设计工作,通风装置也应当选择机械式,并科学控制综合管廊通风换气的次数。最后,在安装吊装孔设计时,要充分考虑综合管廊的整体长度、曲折度、空间状况等进行位置选择,以确保安装位置的科学合理性[5]。与此同时,还应当注意将吊装孔设置在管廊直段位置时,要采用防水盖板覆盖竖井孔;如果将吊装孔设置在绿化带或工厂空地等区域时,设计要充分考虑电缆隧道的位置以及相关基础设施的位置,并以此确定管廊的埋深。

3.4 大力开展试点研究,严格控制设计细节性问题

由于我国海绵城市建设发展时间尚短,缺乏相应的理论知识和工程实践经验,所以开展试点研究是非常有必要和有意义的,可为以后的海绵城市建设提供经验和具体案例。而在工程具体建设中,试点城市应当积极引进海绵城市的先进经验,尤其是在降水、洪水资源利用以及污水分离方面的技术,并且要注重技术的规范性和标准化发展,为后续海绵城市建设和发展提供更好的参考效用[6]。最后,在工程后续建设中,还应当充分考虑城市空间立体化建设,尤其要注重城市绿地和已有水体的利用,充分发挥绿化带的净化作用和水体的储蓄作用,进一步提升城市水资源利用率。此外,在海绵城市给排水综合管廊实际建设中,还需要严格控制细节性问题,比如说为方便管道维修,应当在每个管的底部设置一个空管道排水设施,针对管廊可能出现的渗水、漏水等问题,还应当在管架两侧设置排水沟、集水井,并为排水池和排水井设置水泵等。而在地下管廊各种设施的设计也应当科学合理,比如说集水井、排水泵、通风井、管道等都应当设置序列编号,并确保各路段的编号一致,以确保后续整改、维修和拓展的便利性和有序性[7]。

4.结语

海绵城市给排水综合管廊在提升城市环境适应能力、水资源利用效率以及生态发展等方面均具有十分重要的意义。但由于目前我国缺乏海绵城市建设的理论知识和实践经验,因此在具体设计和建设过程中,还存在设计不够科学合理、与原有管线对接不融洽以及实用效果不佳等突出性问题。为此,我们应当从完善海绵城市建设和提高综合管廊建设水平的角度出发,采取针对性的措施和策略,为做好海绵城市建设、促进城市生态化、现代化发展打下基础。

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