“海绵城市”理念在市政道路给排水设计中的应用

刘延娟

龙泉水务（临朐）有限公司 山东潍坊 262600

海绵城市理念的出现及发展，为市政工程建设指明发展方向，并且由于海绵城市理念在实际应用中可以有效调节城市中的水资源，并能有效改善城市的洪涝问题，表现出了非常好的生态性及环保性，所以在现代市政道路给排水设计中非常快速的推广及应用[1]。为了能进一步挖掘海绵城市的价值，优化城市环境，就需要针对海绵城市理念在市政道路给排水设计中的应用进行深入的研究。

1 海绵城市理念的概述及其建设要素分析

1.1 海绵城市理念的概述

海绵城市也可以被称之为“水弹性城市”，其属于是一种新型的城市雨水、洪水管理理念，既当下雨的时候，通过海绵城市可以有效的对水源进行吸收、蓄存、渗透及净化，当有需要的情况下，再把存储的水源释放出来进行合理利用。

海绵城市材料在应用过程中具有良好渗透性、防滑性及吸音性等优越性，所以，应用海绵城市理念有助于构建出“会呼吸”的市政道路，并可以最大化的缓解城市中的热岛效应，避免城市道路路面过热。

为保障海绵城市理念的应用效果，首要工作就是要改变传统的建设观念。因为在传统工程建设模式下，市政道路的路面基本都是硬化的路面，在雨天只能是通过既有排水系统来将雨水排出去，这种“快速排除”、“末端集中”的道路排水设计模式，容易导致城市内涝，所以已经是不能适应现代城市的发展了[2]。而海绵城市的理念则是倡导和重视应用草沟、雨水花园等设施，其最大的特点就是“慢排缓释”和“源头分散”，这样做可以在有些改善城市洪涝问题的同时，收集雨水并进行科学合理的利用。

图1 海绵城市理念示意图

1.2 海绵城市建设的要素

1.2.1 渗

传统的城市建设发展理念下，市政道路的路面基本都是硬化的路面，这就会导致路面水源难以快速渗透到地下，形成积水。而应用海绵城市理念，则可以通过有效应用环保型的渗透性材料来改善路面的渗透性，促使路面上的水能够快速渗透到地下，实现海绵城市的“渗”功能。通过渗透性的改善，可以增强雨水对地下水的补给，并在渗透的过程中也能对雨水进行有效净化，优化城市地下水源的质量。

1.2.2 蓄

海绵城市理念中的“蓄”，指的是对雨水进行有效蓄积。然而雨水的蓄积并不是对原有的系统进行破坏，否则就会造成积水量过大而形成洪灾，所以具体实际工作中必须要基于既有的自然情况来进行海绵城市设计。

1.2.3 滞

海绵城市理念中的“滞”，指的是对雨水进行有效滞留，减小雨天水的径流量，比如，可以对地形地貌条件进行合理的改造，使得雨水在流过这些设施的过程中可以慢慢减缓流速，并减小流量。

1.2.4 净

海绵城市理念的另一要素就是“净”，也就是净化雨水的功能。雨水通过海绵城市设施，不断被净化，最终流入指定地点进行再次利用。依据收集区域的差异可以将净化体系细分成居住精华区、工业净化区和公共区域净化三种。依据净化方式的不同，可以将净化系统细分成土壤净化及生物净化等多种类型。

2 海绵城市理念应用的意义

2.1 提高雨水利用率

雨水是自然水源系统中的重要组成内容，在传统的市政道路给排水设计工作中未能有效利用雨水资源，造成大量的雨水资源被浪费掉。而应用“海绵城市”理念对市政道路给排水进行合理设计，则可以实现雨水资源的最大化回收利用，能够有效将雨水资源存储起来，以供工业生产及日常生活实用，有效改善雨水资源的浪费问题，进而缓解城市中水资源短缺的问题[3]。同时，海绵城市理念的应用，也能够有效降低暴雨等大雨量天气对城市的不利影响，比如，积水、内涝等，优化城市人民的生活质量及生活安全。

2.2 有利于改善生态环境

在国民经济快速发展的背景下，伴随而来的生态环境问题也越来越严重、越来越突出，因此，人民对改善环境污染问题的要求越来越迫切。为了改变这一现状，积极引入海绵城市理念到市政道路给排水设计工作中显得尤为重要。同时，为了加快海绵城市理念的推广及应用，政府也针对海绵城市出台了一系列的政策，为海绵城市理念的应用提供了政策支持。这样大力度的推广和应用海绵城市，不仅可以有效的改善及保护城市环境，减少城市的生态环境污染问题，而且也能够优化居民的生活。

2.3 弱化气候对给排水的影响

气候属于是一种自然现象，有着比较的不可预知性，所以，气候的变化会直接影响市政道路给排水系统的功能，进而破坏城市居民的日常生产生活。而应用海绵城市则可以合理的弱化气候变化给市政道路给排水系统的不利影响，并起到很好的防洪减灾作用。同时，应用海绵城市也可以弱化恶劣天气对市政道路及城市居民生活的不利影响。

3 海绵城市理念在市政道路给排水设计中的应用分析

3.1 车行道

就目前国内市政道路工程建设而言，车行道建设材料依然是以非透水性材料为主，这样不仅会增大路面形成积水的可能，而且也阻断了地表水对地下水的补给，增强城市的热岛效应。为此，在车行道建设中应用海绵城市理念，积极引进和应用透水性强的材料进行路面建设，增强车行道路面的透水性能，在减小路面径流的同时，也可以使得路面上水对地下水进行良好的补给。比如，市政道路车行道建设中，可以针对道路的上面层应用透水性沥青混凝土材料进行建设，而针对中下面层和基础层使用非透水性材料进行建设，这样可以在确保路面透水性的同时，防止雨水对路基造成不必要的破坏。同时，通常雨水会顺着路面，沿横坡流入到盲沟里，然后会流进检查井或绿化带里面，因此，设计坡度的时候，要注意控制纵坡在0.3%-0.6%范围内，控制路拱横坡在1%-1.5%范围内。

3.2 人行道

传统的人行道路面大多都是采用不透水性材料建成的，易在下雨天形成积水和湿滑的情况，这样就在一定程度上降低了人行道的安全性及舒适性。而海绵城市理念下，对人行道进行透水材料铺装，可以增强雨水通过路面向下渗透的效率，并合理调节人行道路面的温度及湿度，既减小积水形成的可能，又可以有效的涵养地下水源。若路基的土壤透水性不足的情况下，可在基层适当的铺设排水管道，并注意控制纵坡＜2.5%，控制路拱横坡在1%-2%范围内。

3.2 绿化带

3.2.1 雨水收集

（1）雨水收集上的设计。就市政道路给排水系统来说，下雨天，雨水便会顺着地表流向绿化带，并在雨水口部位聚集。所以，针对道路绿化带进行设计的工作中，须将雨水口设置在路面以下15cm-20cm 的地方，并使其均匀分布开来，且雨水口的高度应比绿化带种植土高，比道路高度低，以方便雨水排除。

（2）水体过滤上的设计。水体过滤在市政道路给排水系统中有着非常重要的作用及意义，其指的是雨水降到路面，并经过过滤变成比较干净的水源，以供再次利用[4]。鉴于此，针对水体过滤进行设计的时候，须先依据相关要求铺设好种植土；接着铺设合适的砾石层，再铺设渗透管。这样做能够增强雨水的过滤效果，在保证雨水过滤清洁度的同时，也能够确保雨水可以有效补给地下水。

（3）排放上的设计。排放设计主要是要设置好溢流系统，保证雨水可以与排水管道实现直接连接。鉴于雨季时，下雨量比较大，雨水口易出现不能及时有效排除大量雨水的问题，这个时候，地势比较低的绿化带就可以把雨水储存起来，再利用溢流系统将雨水输入市政管网中，从而有效解决雨水不能及时排出而引起大量积水或内涝的问题。因此，针对绿化带排放进行设计的时候，必须结合现实情况来合理设计溢流系统，有效防止城市出现洪涝问题。

（4）缓排滞蓄上的设计。缓排滞蓄设计工作中，应先全面、详细的调查和分析绿化带的结构及地形情况，再结合相关要求来设计相应的道路系统，促使雨水可以渗入更深层次的地下。且需往雨水口部位设置明沟，促使雨水可以直接流进明沟排出去。同时，设置雨水口也能够使得雨水在绿化带附近进行适当的停滞。

3.3 附属设施

3.3.1 路缘石方面

路缘石是市政道路给排水系统中非常常见的设施之一，其主要有立缘石及平缘石两种。平缘石使用的时候，要确保其和四周地表高度一致，防止出现积水问题，促使雨水可以高效的流进绿化带或雨水口中。使用立缘石的时候，其高度要略高于地面，以方便雨水快速聚集到雨水口。若立缘石不能取得良好的汇集雨水效果，就应对其进行适当的打孔、豁口、间隔等改造及处理，以便雨水可以顺利流进绿化带中。

3.3.2 路肩边沟方面

针对路肩边沟进行设计的时候，必须严控混凝土材料质量，选择合适的混凝土材料，以防材料不合适而造成堵塞的问题。所以，路肩边沟可以选用植草沟形式，在增强雨水回收及净化效果的同时，便于雨水排除。

3.4 与城市绿地的衔接

市政道路项目设计及建设的工作中，应做好与城市绿地衔接的规划设计工作，促使路面可以有效的分流地表径流。目前与城市绿地衔接中应用最多的技术有LID 源头渗透技术、中途技术及末端存储技术。LID 源头渗透技术包括了雨水花园、下沉式绿地及植被缓冲带三种形式；中途技术包括调节塘、渗渠、植草沟三种形式；末端存储技术以雨水湿地为主。不同的地区，其道路与绿地衔接的方式也不一样，所以，应结合现实需要设计针对性的、有效的衔接措施。比如，水源丰富的地区，可以选用雨水截污净化技术，促使雨水可以高效流入绿地中，以实现降低径流洪峰的效果。针对道路径流可选用植被缓冲带或雨水花园等形式，实现对雨水的有效净化。针对水源较匮乏的地方，应注重增强对雨水的存储及回收利用。而对于污染比较严重的地区，应选用植被缓冲带、雨水花园、植草沟等措施来缓解污染，并优化雨水净化效果，待水质达标之后再排出流入绿地中。

4 市政道路排水设计中的注意事项

（1）依据当地的实际情况及有关规范要求，设计合适的进水口，使其维持良好的下凹状态，加快进水效率。并适当的调整道路纵坡上进水口的开口间距、开口大小及防冲刷等。

（2）针对易发生内涝的区域，建立合理的预警机制，完善警示标志，缓解市政道路路面的积水问题，避免出现安全事故。

（3）优化溢流排放系统和排水系统的连接质量，完善水的循环功能。

（4）针对“海绵城市”建设的每个细节都做好质量控制及监管工作，确保其建设达到规范及设计要求，并认真落实相应的维护保养工作，最大化的优化“海绵城市”的建设质量及效果。

5 结语

综上，海绵城市在市政道路给排水中应用有着诸多优势，可以在缓解城市内涝、积水问题的同时，有效的优化生态环境，并改善城市水资源的短缺问题。因此，相关设计人员必须要在充分、详细考察工程现场后，再选用合适的措施及设施来进行海绵城市建设，并严控每个细节的质量，促使建成后的海绵城市系统可以全面、有效的发挥出其作用及价值。