海绵城市理念在城市道路排水施工中的应用

姜玉展

（中铁建生态环境有限公司，重庆 400711）

1 引言

随着城市化的快速发展， 城市水环境问题和城市内涝等灾害日益突出。 在这样的背景下，海绵城市理念应运而生，倡导通过吸水、存水、过滤、净化，以及释放和利用等手段，优化城市雨水管理，保护和改善水环境，减轻水灾害，提高城市的水资源利用效率，以实现城市与自然的和谐共生。

2 海绵城市理念的核心要素

2.1 雨水的吸收

海绵城市的核心理念源于自然生态系统的原理， 创建灵活、适应性强且可持续的城市排水系统，以应对气候变化和城市化带来的各种挑战。 在设计和构建海绵城市时，一种关键的思维方式是模拟自然界的水循环过程。 在自然环境中，雨水会被植被和土壤吸收， 然后缓慢渗到地下， 最终汇入河流和湖泊。 海绵城市通过采用绿色基础设施，如绿色屋顶、雨水花园和透水铺装，尽可能地保留雨水，延长雨水在城市范围内的滞留时间，使雨水可以在城市中自然渗透，减少径流和积水，从而有效应对城市内涝问题[1]。

2.2 雨水的存储

存水是对城市水环境全方位的管理和优化。 在理解存水这一概念时，首先要认识到，自然生态系统中的水分循环在很大程度上是依赖于地表和土壤的 “存储库” 来完成的。 雨水落下后，有一部分会被植被吸收，并通过蒸腾作用返回大气中，是自然的存储和释放过程， 可以保证生态系统的稳定和水分的循环。 而在城市环境中，由于大面积的硬化地表和高强度的人类活动，自然的存储和释放机制被打破，雨水不能被有效吸收，而是迅速流入排水系统，导致城市内涝和城市河流的水质下降。 因此，海绵城市理念强调使雨水能够在地表和地下形成“存储库”，同时，通过科学的管理策略，使这些 “存储库” 能够发挥最大的效用。

在海绵城市的理念中， 存水并不只是物理意义上的储存雨水， 而是在更广阔的层面上实现对水资源的保护和合理利用，即在城市设计和管理中，需要充分考虑水的价值，让水成为城市生态系统的重要组成部分，而不是仅仅被视为需要处理和排放的废物。 这是对传统城市管理方式的一种挑战和革新，也是向可持续和生态友好的城市发展模式的转变。

2.3 雨水的过滤

在城市环境下，过滤是对水资源的持续性管理和维护的重要部分，应倡导城市采取生态友好的方式进行自然净化和过滤处理，以改善水质并实现水环境的持久健康。 自然界的水在循环过程中，地表和土壤的过滤作用起着至关重要的作用，有机物和矿物质被土壤吸收和滞留，从而确保了地下水和河流水质的清洁。 然而，在现代城市环境下，大规模土地硬化和排水系统的不完善使得悬浮物、营养物质和污染物直接进入城市河流，破坏了水质，威胁城市居民的健康和生活质量。 因此，海绵城市理念提倡在城市设计和运营中融入自然过滤的机制，使雨水能够在流向排水系统或直接排入自然水体前，经过植被和土壤的过滤和净化，使植被吸收雨其中的营养物质，使土壤吸附悬浮物和有害物质，达到改善水质的效果[2]。

2.4 雨水的净化

海绵城市理念中的净化元素着眼于城市雨水管理的一种生态和可持续的方法， 强调在雨水收集和处理的过程中利用自然和半自然系统，以达到净化水体、改善水质、减少污染物排放的目的，进一步保护和恢复自然水循环。 传统的城市雨水管理方式往往偏重于快速排放， 而海绵城市理念则倡导“滞留、渗透、净化” 方式，强调让雨水就地滞留、就地渗透、就地净化，让自然生态系统起到其固有的净化作用，减轻城市排水系统的压力，提升雨水的水质，使之能够回归到自然环境或用于城市的再生水。

生物净化也是海绵城市的核心要素， 植物在吸收雨水中养分的同时，还能通过根系的吸附和微生物的生物化学作用，将有害物质转化为无害或低毒的物质， 从而实现对水体的净化。 在这个过程中，雨水经过初级处理后流入湿地或水体，在通过微生物、水生植物等生物的生态作用下，有机物被分解，矿物质被吸收，从而形成了清洁的水源。

2.5 释放和利用

海绵城市理念的核心要素中， 释放和利用是在吸水、存水、过滤和净化之后的重要环节。 这两个部分主要侧重于雨水的高效使用以及合理的放回自然水体，从而完成水循环，并保护和改善城市水环境。

释放的难点是如何在合适的时间、合适的地点、合适的方式，安全地将水量控制在合适的范围内，最终达到减少洪水峰值、减缓城市洪涝灾害、保护城市生态环境等目标。 这涉及雨水排放设施的设计、雨水的径流路径的规划，以及雨水排放方式的选择，例如，逐步排放到河流、湖泊或其他自然水体中，同时控制排放水量和排放速度， 以保护受水体的水质和生态平衡。

利用则主要关注如何在合理有效的前提下， 将收集和净化的雨水用于城市的各种用途， 从而提高城市的水资源利用效率，减少对淡水资源的压力[3]。 例如，雨水可以用于公园绿地的灌溉、城市景观水体的补给，以及住宅区的非饮用用水等。通过科学合理的设计和规划， 可以最大限度地利用和节约水资源，同时也能通过增加城市的绿色元素，提高城市的生态环境质量和城市生活的舒适度。

释放和利用都是海绵城市理念中的重要组成部分， 旨在实现城市与自然的和谐共生，保护和改善水环境，促进城市的可持续发展。 在城市规划和设计中， 应该充分考虑这两个环节，合理配置城市的水资源，以达到城市和自然的和谐共生，提高城市的适应性和韧性，保障城市的生态安全。

3 基于海绵城市理念的莱西市道路排水施工工程分析

3.1 城市道路排水施工工程背景

莱西市坐落在山东半岛城市群中部区域，凭借其 “几何中心” 的优越区位，正逐渐发展成为加速大青岛北部崛起的主体力量。 随着青荣城际铁路莱西段的开通和潍莱高铁的前期工作的顺利推进，以及龙青高速的建成通车，莱西市正式融入全国高铁网络，构建了 “三高、五纵、七横” 的公路路网结构，逐渐成为重要的交通枢纽。

然而，尽管莱西市在城市基础设施建设上取得了长足的进步，但仍面临着一些挑战。 由于部分设施建设年代久，且未能融入海绵城市理念， 这些设施亟须进行修缮和提档升级。 新建城区的道路、人行道、绿化等配套设施仍不够完善，需要加快建设进度。 此外，随着《海绵城市建设技术指南》（建城函[2014]275 号）的发布和海绵城市建设试点的逐步扩大，莱西市也逐步接纳并实施了海绵城市建设理念，将生态文明融入城市基础设施建设，改善城市生态环境、实现城市可持续发展。

3.2 莱西市道路排水施工项目的建设目标

莱西市道路排水施工项目将科学合理地划定城市 “蓝线”和 “绿线” 等开发边界和保护区域，最大限度地保护原有的河流、沟渠、树林、公园绿地等生态体系，维持其开发前的自然水文特征。 在城市开发过程中，造成了洙河的水文功能破坏，通过实行海绵城市建设，力求将物理、生物和生态三者的协同作用运用到已破坏的城市绿地、水体、湿地等自然环境中，使洙河的水文循环特征和生态功能逐渐被修复， 恢复到接近开发前的状态，并维持一定比例的城市生态空间，促进城市生态多样性提升。 在合理控制开发强度的同时，全面推广海绵城市技术：（1）在城市道路建设可渗透铺装路面、植被浅沟等源头控制措施来实现中小强度下的雨水消纳；（2）加强中途和末端控制设施的建设维护， 从而实现高强度降雨下城市水系统的稳定；（3）加强城市雨水回用系统建设，缓解水资源短缺。 通过以上途径，力求有效控制城市雨洪灾害，减轻暴雨对城市运行的影响，使雨水真正成为莱西市的一种可持续利用资源。

3.3 莱西市道路排水施工中海绵城市理念的融入

济南中路（烟台路—南京路）道路罩面工程体现了海绵城市理念的核心元素， 即通过在城市建设和改造过程中实施一系列的雨水管理和城市生态系统保护措施， 模拟和增强自然系统的水循环过程，从而提高城市的可持续性和韧性。 此路段道路长1 250 m，宽24 m，不仅能支撑城市交通，还能提供足够的空间用于绿化和其他生态基础设施的设置， 有助于提高城市的环境质量和生态多样性。 路面采用了沥青混凝土罩面，这种材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落时吸收并慢慢渗透一部分雨水，减少路面积水和城市内涝的风险。

相较于传统的混凝土路面， 沥青混凝土路面更能吸收和分散汽车行驶的震动和噪声，从而提高城市环境的舒适度。 贵阳路（国家粮食储备库至南宁路）道路改造工程对现有的道路进行了翻新，并在其上铺设了9 cm 厚的沥青。 这种类型的道路覆盖材料具有一定的透水性和吸水性， 可以在雨水降落时吸收并慢慢渗透一部分雨水，有助于减少城市内涝的风险。 此外，这个工程中还新建了2 500 m 的水沟，并对原有的1 600 m水沟进行了改造，安装了盖板，有效地管理雨水，防止积水，还能利用盖板为市民提供更多的步行和休闲空间， 改善城市的生活环境。 与此同时，新建的水沟和改造后的水沟都可以起到收集、引导和排放雨水的作用，减轻雨季的内涝压力，保护城市基础设施免受损坏。

此外，长岛路（上海路—北京路）防洪及道路工程中运用了海绵城市的几个重要原则，包括减少城市径流、改善水质、缓解洪水风险以及提升城市环境质量。 在道路的修复和翻新中选择使用透水性的材料来增强道路的排水功能，减少积水和城市内涝的可能。 该项目砌筑了3 m×1.8 m 现浇钢筋混凝土防洪沟，既能在雨季大量降水时接纳雨水，减轻了城市排水系统的压力， 也能在雨水较少的时候通过滞洪和缓冲，减少径流，提高雨水的利用效率。 工程中铺装了8 000 m2的透水人行道，可以让雨水直接渗入地下，增加地下水补给，同时减少雨水径流，降低内涝风险。 透水性的路面材料不仅有助于水的储存和排放， 还能在一定程度上提高城市微气候，对环境友好。

4 结语

经过深入研究和分析可知， 海绵城市理念在城市规划和设计中具有极高的应用价值。 未来的城市规划和设计应更加重视海绵城市理念的应用，强化对城市水环境的保护和改善，从而实现城市与自然的和谐共生，促进城市的可持续发展。 未来，需要进一步优化海绵城市设计，以适应各种不同城市环境和气候条件的需求。 同时，还需要在政策层面推动海绵城市理念的广泛实施。 例如，建立合理的政策体系和法规，推动相关的科技研发和市场发展，并对其提供经济和政策支持，以引导和促进城市的转型。