基于海绵城市理念的市政道路给排水设计探讨宫艳婕

基于海绵城市理念的市政道路给排水设计探讨宫艳婕

宫艳婕

山东神华山大能源环境有限公司山东济南250000

摘要：海绵城市理念是现代化城市设计的重要基础，将其用于市政工程中具有重要功效。设计人员必须把握正确的设计方向，结合城市具体情况与现场环境，挖掘海绵城市的优势。通过对海绵城市在市政道路给排水设计中的应用分析，了解海绵城市建设所具有的重要意义，应用海绵城市理念，有助于提高城市雨水资源的利用率，改善城市的内部生态环境，降低内涝灾害带来的不利影响。对市政道路设计中的车行道、人行道、绿化带、附属设施等进行改进，充分发挥海绵城市在市政给排水设计中的重要作用，促进城市的可持续发展。

关键词：海绵城市；市政道路；给排水；设计

引言：目前，城市的范围不断扩大，居住人群与日俱增，人们对于道路给排水的要求也越来越高。虽然当前市政工程不管是在质量还是数量上都有了很大进步，但始终无法满足雨季到来所形成的问题，现有城市的基础设施已经不能满足快节奏的社会发展需求。海绵城市具有很好的弹性空间，能够抑制洪涝灾害的发生，是现代化先进城市的代表性管理理念，在满足城市不断变化的发展态势下，为人们提供良好的居住环境，最大限度的发挥城市的社会效益与经济效益。针对这一现象，城市市政道路给排水设计人员必须要有足够的认识，将海绵城市理念引入到市政道路给排水的设计中，缓解城市内涝带来的不利影响，切实提高市政工程的建设质量与功能性的发挥。

1海绵城市理念下市政道路给排水设计的意义

海绵城市从定义上来说主要是在降雨时能够起到聚集、渗透、净化的作用，最大限度的降低城市内部地表给水，在旱季通过水资源的补充，调节水循环的效果，从而实现一种新型的城市建造系统。在城市生态建设中，水循环系统是非常重要的源动力，其对于物质能力的转换、动植物生长都具有重要作用，只有科学的水循环才能促进生态系统的正常运行。在市政道路建设中，为了提高行车的安全性、舒适性以及道路的使用寿命，降低整体的建设成本、满足车辆的运行要求，道路路基、路面必须具备足够的平整度、耐久性与承载能力。而路面上长期积水会对路基的强度造成破坏，甚至造成交通安全隐患。由此可见，市政道路给排水系统作为城市给排水系统的重要组成部分，对社会生产及人们的生活质量具有重要影响。随着城市内硬质化道路的逐渐增多，裸露的土壤面积越来越少，降水无法得到有效排放，阻碍了水循环的顺利运转。在多雨季节，雨水汇集逐渐造成城市的内涝问题。针对这种现象，在城市市政道路给排水设计中通过科学规划、合理设计，能够有效缓解这一现象，促进人与自然的和谐共处。海绵城市理念与市政道路给排水设计的完美结合，能够充分发挥城市范围内所具有的净化效果，完善城市的生态系统。海绵城市的本质是改善城市空间内的雨水利用技术，两者之间具有紧密的联系，科学合理的进行市政道路给排水系统设计是城市相关部门应该认真思考的问题。

2海绵城市在市政道路给排水设计中的应用现状

海绵城市在市政道路给排水设计中的应用，打破了城市给排水系统以排为主的系统运行模式，利用下沉式绿地、雨水花园等结构，对城市排水进行了吸收与利用，真正实现了减排促渗与水资源循环利用的目标；同时，海绵城市在市政道路给排水中的应用，对城市基础设施系统、绿化系统以及道路系统等进行了科学合理的调动，使得雨水能得到合理收集、储存与有效利用。可以说，海绵城市在市政道路给排水设计中的运用，有效解决了城市用水紧缺、内涝严重等问题，应用效果十分显著。我国一直十分关注与支持海绵城市的建设发展，并于2015年10月，国务院颁布了海绵城市建设相关指导意见，给海绵城市的建设发展提供了有效指导。在关于海绵城市建设相关指导意见中，提出各地城市需结合自身情况，大力建设海绵城市，最大程度降低城市开发建设对生态环境的影响。同时，各地在推进城市建设过程中，需对雨水资源做合理的收集与运用，将城市的70%降雨进行储存与运用。意见还指出，至2020年，国内海绵城市建设区面积要达到20%，到2030年要达到80%，在此基础上还要统筹城市地下地上建设，完成管廊2000㎞以上的建设工作，并启动消除城区重点易涝区段行动，有效推动海绵城市的建设进程。国家的支持与指导为海绵城市在市政道路给排水中的应用创造了有利条件。

3海绵城市在市政道路给排水系统中的设计原则

在运用海绵城市相关理念、技术设计市政道路给排水系统时，需遵循以下原则。

3.1防涝原则

市政道路给排水系统设计得不科学、不合理，就会导致城市出现洪涝、积水问题，影响城市的正常运转，也影响人们的正常生活，为防止城市内出现积水、洪涝等问题，在进行市政给排水系统设计时，就需贯彻落实防洪防涝原则，结合城市所处的地形地势，全面做好排、用以及渗等各项工作，也就是说对于城市雨水的处理，不仅要做到快速疏通、排出，还需对水资源进行科学合理的利用，有效提高水资源利用率，缓解城市水资源紧缺问题。

3.2保护环境原则

海绵城市提出与建设的最终目标是缓和城市与自然的关系，最大程度降低城市开发建设带给生态环境的影响。因此，在应用海绵城市相关理念、技术进行城市给排水系统设计时，也必须要将自然环境放在核心位置。在设计过程中注重自然环境，做到顺应自然，对城市内现有的自然资源进行合理的运用与保护，并充分利用有效条件，再造于城市发展、环境保护有益的自然生态景观，有效促进城市与自然的和谐发展。为此，设计人员在进行市政道路给排水系统设计工作时，需改变粗放式以及高强度的设计方式，充分考虑生态保护与环境发展的要求，结合相关原则做好系统设计工作，为自然环境与城市的协调发展提供保障。

3.3经济性原则

在城市建设与发展过程中，市政道路给排水系统是不可缺少的内容，这部分内容关系到城市的外在形象、内部环境以及经济发展问题。就市政道路给排水系统设计与城市经济的关系而言，一方面，民众生活用水、道路绿化用水、工业生产用水等都属于市政道路给排水系统的范畴，而这些领域正是城市经济的重要构成要素，做好市政道路给排水系统设计，有效满足工业、绿化、生活用水需求，是促进城市经济健康稳定发展的重要前提条件；另一方面，市政道路给排水系统的设计、施工是一项大工程，需要大量的人力、物力以及资金投入，出于节约考虑，在设计市政道路给排水系统时需尽量避免大规模调整路线，需结合城市实际情况，尽可能对城市内原有给排水系统合理利用，同时在保证市政道路给排水施工质量与施工效果的基础上，适当减少投入，提高资源利用率，避免出现资金、材料浪费的情况。同时，在海绵城市理念下，设计人员还需对城市内的现有资源充分利用，如利用小区绿地、城市道路来收集自然降水，有效提高水资源利用率。

3.4个性化原则

受城市所处位置、城市布局等因素影响，不同城市的市政道路给排水系统可能存在不同情况，因此在设计时会存在差异。为确保设计效果，应避免照搬、套用等情况的出现，对于其他城市的优秀建设经验，可以适当学习、借鉴，但在设计过程中必须结合城市具体情况，如城市气候、水文条件、绿化程度、基础设施建设情况等因素合理设计，有效解决水资源紧张和内涝问题。

4海绵城市下市政道路的给排水设计

4.1路基排水设计

首先，其市政道路设计部门需要全面的进行城市道路路基的了解，对其路基进行给排水设计方案的制定。在进行道路给排水设计环节中，务必进行实际情况的考虑，从而进行适当的调整。对于透水性不好的路基，在进行其给排水设计工作中，需要对路基进行一定的处理工作，一般的处理措施主要有晾晒和碾压等措施。但是如果之前的路基情况对于以上的晾晒和碾压措施不能进行应用时，则需要进行换填措施的采用，以便提升其路基的透水性能。对于其地基是软土层的情况，由于其潮湿因素，因此需要进行真空措施的处理，或者是进行堆载预压措施的处理，从而实现其道路路基的施工强度与标准，从而满足其道路路基的设计要求。对于含水量不高的道路路基段，则可以进行其路基两侧的纵向排水沟的施工工作，随后进行横向排水沟的施工工作，这些施工工作主要是实现路基的水的收集工作，从而确保其路基的正常形式。在进行立交口处的路基给排水设计环节中，很有必要进行排水泵站的设置，以便进行其积水的排放[1]。

4.2路面及结构内部排水设计

对于其道路路面宽广的情况，其排水效果势必存在一定的问题，因此，在进行给排水系统的设计过程中，则需要全面的将其方法进行考虑，对其道路的两侧进行适度宽度的设计，保证其雨水口设计的质量的合理性，以便下雨天的雨水的顺利排放，从而实现雨水回收的目的。但是对于路面比较窄的状态，则需要在其道路的一侧进行相应的单坡设计，从而满足其横向排水的施工要求。除此之外，需要进行其路面结构的设计，以便降低其路面的裂缝的生成。因为，如果路面存在裂缝情况，其雨水势必会严重的破坏路面，因此很有必要进行其渗水的排除工作，进行其边缘排水工作和基层排水工作。在进行道路结构层的设计工作中，务必以实际的路面坡度为基础进行相应的施工作业，确保结构层对应的排水坡度的准确性，确保其结构层的积水能够及时的排出。道路的中央分隔带的渗水都是在下方进行设置纵向的盲沟，以便实现收集积水的目的，与此同时需要进行等距离进行多个集水井的设计工作，和横向排水管的相关工作的设计。在道路的基层与面层中需要通过乳化沥青进行其下封层的工作设计，保证其水能够沿着缝隙进行排出[2]。

4.3车行道与人行道

目前我国市政道路的车行道和人行道的路面属性是非透水性，其容易产生路面积水，湿滑现象，安全性难以保证，而且也给地下水的补给产生阻断影响，从而形成热岛效应。但是在海绵城市的前提下，车行道与人行道应该是透水性路面，因为其能够降低径流总量，同时，对于地下水进行回流，减少积水现象发生。在对海绵城市实际的路面进行设计和施工过程中，上面层应该进行透水沥青混凝土铺设，而中下面层和基层的铺设应该选择非透水性材料，从而防止雨水侵入路基，保护路基。

4.4绿化带

绿化带部分给排水设计如图1所示，整体结构由蓄水层、覆盖层、种植土壤层、砂层和砾石层组成，且会在蓄水层中设置溢流管，在砾石层中设置穿孔管。整体结构主要分为缓排滞蓄、水体过滤两部分。其中，水体过滤可以对降水进行过滤处理，以保证其清洁度。第一，雨水收集方面。雨水在透水地面的基础上，能够通过地表径流向绿化带的雨水口集合，而绿化带高度设置在路面下方的15～20cm；并且保持雨水口的分布均匀性，其高度在绿化带种植土和道路高度的中间。第二，水体过滤方面。通过对降在地面的水体进行过滤工作，保持清洁度。因此，在实际的设计施工中，必须进行种植土的铺设，随后是砾石层的设置，最终是渗透管的安装工作。对此，在对雨水进行过滤中，加强雨水的渗入作用，保证自然水体的补给。第三，缓排滞蓄方面。首先对绿化带的地形和结构进行具体的分析，对导流系统进行合理的设计，保证雨水深入地下的层次性。在雨水口进行明沟的设置[3]，目的是进行雨水的沉淀作用；同时，明沟的两端要进行出水沟渠的设置，目的是用来配水，促进雨水直流于明沟。对于雨水比较多的季节，在雨水口的作用前提下，水体能够在绿化带范围进行一定时间的滞留。第四，排放方面。对于排放施工而言，要进行溢流系统的设置，目的是将雨水和排水管道进行直连。对于降水量比较大的季节，雨水口很难处理雨水过多的问题，而地势低的绿地则可以对雨水进行部分储存，通过溢流系统流进市政管网，对于多余的降水进行排出。

图1.绿化带部分设计示意图：

4.5附属设施

首先，路缘石方面。路缘石也是道路排水设施之一，同时路缘石分为平缘石、立缘石这两种类型。平缘石的特点是与周围地表保持高度相同，其能够防止积水情况发生，促进雨水径流到雨水口或绿化带，而立缘石则与平缘石不同，其高度比周围地表高一点，从而进行雨水在雨水口的汇合。对于不能促进雨水汇集的立缘石可以采用豁口、打孔、间隔式立缘石进行改善和处理，从而解决雨水不能进入绿化带的问题。另外，路肩边沟方面。在对路肩边沟进行设计和施工时，注意混凝土的材料进行高度重视，因为之前的混凝土材料没有美观性，存在堵塞问题，没有雨水净化作用。所以，很有必要采用植草沟，增加雨水的回收和净化功能，同时还有输送和排放[4]。

4.6与城市绿地的衔接

对于城市而言，如果道路周边和城市绿地存在衔接，那么其衔接能够增加路面径流的分流功能，其中，LID源头渗透技术主要有下沉式绿地、雨水花园、植被缓冲带；而中途技术分别有植草沟、调节塘、渗渠，相对应的末端存储技术如雨水湿地。道路和绿地的衔接方式随着地域不同也不同，首先，对于水资源丰富的区域，可以利用雨水截污净化技术，排放雨水到绿地方位，降低径流洪峰；而道路径流利用雨水花园、植被缓冲带等方式进行雨水的净化；其次，对于水资源缺乏的区域，应该增加雨水储存和回收的利用，对于路面雨水进行净化储存，其主要是在排水管作用支持下完成的；最后，对于径流污染严重的区域，主要的目标是控制污染，所以，可以进行雨水花园、植被缓冲带、植草沟的控制措施，随后务必对雨水进行净化，方可排放绿地[5]。

5市政道路的给排水设计中的注意事项

首先，要根据市政部门的相关标准，对进水口的设计保证其下凹，增加进水效率，除此之外，对道路的纵坡的实际情况进行进水口等一系列的调整，比如，开口大小和间距的设置，同时对防冲刷设施进行设置；其次，对于开发要求的设计，溢流排放系统务必连接与排水系统，构成水循环系统；再次，对于内涝容易出现的地区，可以增加对预警系统的建立，不断健全警示标志，降低路面积水情况的公共安全事故发生率；最后，提高建设和竣工验收环节的监督力度，建设符合规范标准的施工，定期检修运营期间的施工，并注意保养，防止面层损坏发生，保证交通的正常和排水的顺利。

结论：

简而言之，文章主要针对“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用进行了深入探讨，首先阐述了建设海绵城市的重要性，通过分析建设海绵城市的重要意义，可以得知在城市建设过程中，应用海绵城市理念可以促进城市的雨水资源利用，改善生态环境。然后，从绿化带设计、车行、人行道的设计以及附属设施设计这三个方面探讨了应用海绵城市的市政道路给排水设计。由于在市政道路给排水设计中应用海绵城市理念具备重要意义，因此，今后要加强海绵城市的研究，促进市政道路给排水的建设，推动城市可持续发展[6]。

参考文献

[1]张富敏，王卓诚.海绵城市在市政道路给排水设计中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（09）：266-267.

[2]荣燕燕，张洁.海绵城市理念下城市规划方法及应用[J].住宅与房地产，2016，（33）.

[3]李丽.市政道路海绵城市建设方案及其效益分析[J].建筑·建材·装饰，2016，28（12）：17，19．

[4]王岩.论海绵城市在市政工程设计中的应用[J].城市道桥与防洪，2016，1（1）．

[5]罗军.论“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用[J].四川材，2017，（03）．