海绵城市理念下市政给排水设计之思考

2023-01-12吴海燕

建筑与装饰 2022年13期

吴海燕

济南市规划设计研究院山东济南 250101

引言

当前城市市政工程建设从质量上以及数量上都有很大的发展与提升，但是城市的洪涝灾害依然是考验城市发展的重要难题，采用传统的市政给排水设计方式显然不利于满足当前实际的给排水的需求。针对市政给排水的设计不足问题，在市政给排水设计中融入海绵城市理念，能最大限度上提升给排水的实际效果，有效解决城市洪涝灾害问题。

1 当前市政给排水设计的问题体现

目前，市政给排水设计中存在的问题是多样的，主要体现在以下方面。

1.1 建设维护管理未能统一

建设管理养护未能达到统一是市政给排水系统中比较突出的问题，城市建筑数量在不断增多的状况下，高层建筑都已经建设了地下城，这就会增加市政给排水系统建设难度，市场中较为常见的排水设施材料已经和具体应用要求不相符，排水能力低下、配套设施建设滞后，相应部门对于城市给排水设施后续的维护没有加强重视，这些对市政给排水系统发挥积极作用造成了不利影响，也比较容易缩短给排水设施使用年限，使城市现代化以及创新性发展受到很大程度影响。

1.2 自然条件因素复杂化

市政给排水设计中，由于自然条件因素比较复杂，往往会影响具体工作的顺利开展。城市自然环境条件相对复杂，设计给排水系统时如果没有全面考虑，往往会影响最后的效果与功能，造成负面影响。而自然环境的变化比较大，所以市政给排水设计所面临的复杂程度也比较大，容易增加城市给排水系统建设难度，城市在面临恶劣暴雨天气时，给排水系统无法马上排水，系统无法担负增多的降水量，而易造成洪涝灾害。另外，给排水设计时人员缺乏前期准备工作，没有充分掌握区域中自然环境条件就开始了设计，造成设计无法满足使用规范要求的现象[1]。

1.3 水资源利用效率有待提升

市政给排水设计不合理，也容易造成水资源的利用比较低。城市正常运行和水资源利用是分不开的。城市化建设发展中，土地硬化程度在扩大，虽然人居环境和出行更为方便，但是造成城市土地渗透能力减弱，地面降水和排水不能及时渗透形成地下水，水资源没有进一步得以利用，这主要是由于给排水设计环节没有达到优化，造成了资源浪费的问题。同时城市的人口密度比较大，水资源比较有限，无法满足城市建设发展需要。

2 海绵城市理念内涵及在市政给排水设计中作用

2.1 海绵城市理念内涵

为适应城市建设发展的需要，城市市政建设中给排水设计引入海绵城市理念，优化给排水设计比较关键。海绵城市建设是结合城市雨水管理提出的，能弹性应对环境变化，以及雨水造成的自然灾害，该理念提出从传统的建设模式向着现代化的科学的模式转变，海绵城市建设采用渗水砖，下沉式绿地等相应环保的举措排出积水，能从源头把雨水分散，缓慢释放，达到收集雨水以及避免洪涝灾害的效果。海绵体就是海绵城市建设的必要条件，指的是江河湖等自然水系，以及建设花园和绿地等能渗透路面的配套设施，将雨水循环利用，增强城市雨水利用的能力。目前海绵城市建设有着明确的目标与时间计划，2015年时启动海绵城市的试点，2020年20%以上建成区能自然储存70%雨水，2030年80%以上建成区能自然储存70%雨水。

海绵城市合理利用“渗、蓄、滞、净、用、排”，有效控制径流，达到防止城市内涝以及利用雨水作为资源的作用，能为市政给排水设计提供良好启发。海绵城市作为全新建设理念，是结合雨洪管理目标提出的，起到雨水资源循环管理，洪灾防控等作用，有效地助力城市发展。海绵城市能从一定程度上实现雨水资源循环应用，为排水系统功能优化提供良好资源储备，这和传统城市建设理念有比较大的不同之处。海绵城市有着环保性以及生态性的特征，是促进城市生态化发展的重要体现。

2.2 海绵城市理念在市政给排水设计中作用

市政给排水设计工作中，为有效提升设计质量，就需要采取优化创新的手段，将海绵城市理念融入市政给排水设计中，并发挥如下积极的作用。

2.2.1 有效减少排水污染。市政给排水设计要能和未来城市生态化发展的要求相适应，所以相应设计人员就要及时更新设计理念，将海绵城市理念融入市政给排水设计中，最大程度降低市政排水污染。前期排水设计存在着不合理之处，城市人口数量增加迅速，在有降雨天气的时候，排水系统不能把生活污水迅速排除，雨水汇入造成生活污水溢出，散发异味，增加大量有害病菌。如果继续采用传统的给排水设计方式，设计的效果很难得到优化。而通过将海绵城市理念融入市政给排水设计当中去，能最大限度降低排水污染，构建不同的水资源处理管网，把多余雨水作为生活用水收集起来，有助于缓解排水管道压力，也能有助于降低排水污染率[2]。

2.2.2 有助于调整区域给排水。海绵城市理念和市政给排水相结合，有助于调整区域给排水现状。城市居住人口数量在稳定增长，给排水管网的服务压力也在进一步增加，这就使得构建优质给排水管网显得尤为重要。海绵城市理念是应对城市水资源调节，以及洪涝灾害所提出的理念，将该理念和市政给排水设计相结合，能最大限度减轻排水系统服务压力，把降水天气所带来的多余水资源集中在水井当中，采取静置以及明矾沉淀等方法对水资源简单化处理，就能将该水资源作为绿化用水而加以应用。

2.2.3 有效缓解城市涝旱问题。通过将海绵城市理念融入市政给排水设计活动中去，有效缓解城市内涝以及内旱问题，有效促进海绵城市建设发展。城市在雨季的时候常常会发生严重内涝，尤其南方雨水比较集中，内涝问题比较严重。城市市政排水系统排水峰值设计和需求不能满足，造成内涝灾害，这对城市经济发展以及人们生命财产安全也会产生很大的威胁。市政给排水设计中设计人员结合海绵城市理念进行有效优化，把雨水能合理的存储，在旱季使用，有助于解决该问题，促进城市功能有效提高，有效满足时代发展需要。

3 海绵城市理念下市政给排水设计要求及实践措施

3.1 海绵城市理念下市政给排水设计要求

市政给排水设计中将海绵城市理念与之相结合，按照相应要求设计，能有助于最大程度提高市政给排水设计质量效果。海绵城市理念下市政给排水设计要求建议从以下方面加强重视。

3.1.1 尊重自然。给排水设计融入海绵城市理念，能最大程度提升给排水设计的质量效果，但这就需要按照尊重自然的原则展开设计。城市化发展进程中，关键是环境建设，需要从顺应自然的发展规律出发，加强生态资源有效保护。因此城市给排水系统在具体设计中，按照尊重自然的方式展开设计，达到人和自然和谐相处的目的，避免违背自然发展规律。给排水系统设计过程中要及时改变传统设计的观念，不同设计环节都需要从自然发展角度出发，保障城市和生态环境协调发展。

3.1.2 节约要求。海绵城市理念在市政给排水设计中科学应用，要注重节约要求。节约也是中国传统文化当中重要内容，将节约要求和市政给排水设计相结合有着其实用性。设计人员在具体设计工作开展中，要能按照节约要求积极优化系统，避免对原有管路修改，在原有基础上合理设计市政给排水，提升水资源整体利用效率，保障水资源能回收再利用，能保障海绵城市理念深入融入给排水设计中去[3]。

3.1.3 经济适用。市政给排水设计中融入海绵城市理念，也需要遵循经济适用的原则，而非单纯的寻求个性化发展。市政给排水工程量大，消耗的经济资源也比较大，为鼓励社会资本能积极参与到海绵城市给排水系统建设改造中，将相应调研工作顺利落实，按照最佳经济效益要求，科学谋划最佳设计方案。给排水设计中要对城市现状以及未来城市发展规划相结合，考虑到自然环境以及水系生态状况相应个性化因素，因地制宜设计。

3.2 海绵城市理念下市政给排水设计实践措施

海绵城市理念在市政给排水设计中的诸多环节都能得到应用，但应用中要注要把控以下几个要点。

3.2.1 道路给排水优化设计。市政给排水设计中，道路给排水设计是较关键的组成部分。设计人员在道路给排水设计中融入海绵城市理念，有助于防涝防汛，方便民众出行。道路给排水设计中要能把握相应要点，如路面设计中需要和道路自身标准相符合，兼顾路面渗水能力，降低路面硬化程度，方便雨水高效渗入到地下，进入水系生态循环中。要避免雨水渗入路基造成破坏，利用路面进行排水，结合路面高低差，路基排水装置设置方面进行优化，在路面路基层面铺设相应防水材料等，这些都能有助于道路给排水优化设计。道路给排水优化设计中设计人员将海绵城市理念融入其中，设置衔接带也非常重要。地势落差大和路面以及绿化带间设置衔接带，依照功能类型进行划分，设置排水缓冲衔接带，地势落差大区域是排水的薄弱点，科学设置衔接带有助于缓冲雨水瞬时径流量大造成的排水系统压力。或是通过设置雨水内渗衔接带，在绿化带以及下沉式绿地等处采用科学技术提升雨水的内渗效率。

3.2.2 海绵城市理念下路基排水设计。充分发挥海绵城市理念，能有效提升路基排水设计质量。市政道路体系建设中，路基是比较关键的构成，是影响道路结构稳定性因素，路基排水设计中融入海绵城市理念，优化排水设计有助于保障道路使用寿命，最大限度避免雨水积压而形成坍塌的相应风险发生。路基排水系统设计前，需要从现场环境条件全面调研，对当地降雨量和气候条件变化规律要明确，并能就路基土质状况检测分析，增强路基排水性以及透水功能，优化设计方案。特别是路基填补的优化设计，以及填补材料选择上，需要加强控制，选择透水性能比较高的材料，最大限度保障路基结构稳定。

3.2.3 给排水管道优化设计。为提升设计的整体质量，需要在给排水管道设计环节加强控制。给排水管道设计时需要进行区分处理，结合城市旧有的给排水管道位置和埋深勘察，分析结果并拟定设计方案，通过综合物探方式以及BIM技术碰撞检测，最大限度减少新管道与已经存在的管道间冲突问题，保障布局的科学合理。

3.2.4 下凹绿化带优化设计。海绵城市理念融入给排水的实际设计中，设计人员要加强重视下凹式的绿化带的设计。市政道路两边绿化带和中央分离带比道路断面要高，该形式有助于避免车辆意外驶离道路，但是此种形式的绿化带不能对道路雨水进行汇聚，雨水只能在雨水口直接汇入雨水管，这就会造成雨水管排水负担的增大。将海绵城市理念融入绿化带设计中，通过下凹的绿化带方式将横断面方向绿化带设置成储存积水的下凹式断面，这样就能有助于雨水通过绿化带过滤后，通过溢流方式进入到雨水利用系统。下凹的绿化带设置雨水口比绿化带地面高出3～5cm，相比绿化带两边的路面，高程低5～10cm，并且每隔相应距离就要设置雨水流入口，有助于雨水向着绿化带内流入。通过下凹绿化带设计并进行优化，雨水的利用效率大大提升[4]。