海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

周文武

陕西瑞安博建筑工程有限公司  陕西西安  710000

摘要：海绵城市的建设为改善人民居住环境提供了巨大的帮助,所以多数发达国家均展开了海绵城市的建设和研究。举例来说:美国进行了景观控制为基础的LID低影响开发建设;绿色基础设施建设。英国进行了可持续排水系统建设。这些先进的国外建设经验给我们提供了大量的建设思路和技术参考。在现代化城市建设的今天,绿色发展和节能减排工作对于促进我国海绵城市建设的意义是重大的,特别是随着城市污染日益严重的大环境下,生态文明建设和可持续发展成为了指导我国新农村和现代化城市发展的重要理念。如今,我国的水资源分布呈现南多北少的局面,南方经常会因为降雨过多而存在发生洪涝灾害的风险,而北方多省份因为干旱少雨出现人均占有水资源不足的情况。在这种分布严重不均衡的前提下,生态建设的困难是非常大的。但是海绵城市理论的提出为改善水资源分布不均以及生态文明建设受阻的情况提供了理论支持,为国家和城市的绿色发展奠定了良好的基础。

关键词：给排水设计；海绵城市；市政道路

一、海绵城市建设现状和发展趋势

二、海绵城市理念在市政道路工程设计的优越性

2.1有利于促进生态环境的改善

现代化城市的发展改变了人民的生活和出行,但是随着而来的是污染程度不断加深,对人民居住的环境造成了严重的影响。而海绵城市的建设不仅可以提高人民的生活环境,还会促使生态化城市的建设,从而促使城市的发展更加符合人民的生活要求。

2.2有利于水资源的合理利用

海绵城市概念的关键在于如何处理城市的给排水。海绵城市建设的道路部分可以充分考虑生活污水和雨水的利用,从而减少水资源的浪费。同时优化城市蓄水系统,从而减少部分城市一年降雨量过于丰富的影响。另外,提高城市蓄水量可以从优化原有的蓄水池的方面做起,从而达到灵活调节城市水资源的目的。

2海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

2.1市政排水设计

排涝是海绵城市建设的前提条件，本文以某市政道路排水为例，根据道路工程特点，对雨水排放和蓄水等功能进行设计，深入探究海绵城市理念在市政排水设计中的应用方法。

2.1.1总体排水设计

本工程是一条市政道路，作为城乡一体化建设的示范道路，对路段设计要求较高。除了保证雨季路面没有积水以外，还需要修建蓄水池，并在道路旁需要种植生物绿带，预留雨水溢流口。该设计方案需要遵循以下原则：

2.1.1.1本着低影响开发理念，设计雨水自然积存和渗透设施，采用可持续循环利用管理原则，设计雨水资源管理方案，通过修建水生物系统，改善大自然修复能力，解决城市水资源不足问题。

2.1.1.2严格按照“因地制宜”的修建原则，根据工程所在地区条件，通过查阅地区气象资料，分析降雨规律，以保护水环境为前提条件，设计水生物系统开发目标。通过查阅大量文献资料，掌握控制水量计算方法、生物滞留带积水深度计算方法、挡水坎间距计算方法，作为总体方案设计数据支撑。

综合考虑本工程各项指标参数数据，设计如图1所示为市政道路总体排水方案。

图1市政道路总体排水设计方案

图1中，按照市政道路功能不同，将道路拆分为多个版块，包括生物滞留绿带、辅道、快速路、中央分离带、人行道5大版块，根据道路建设需求，穿插布设，从而满足市政道路行驶基本功能。另外，根据海绵城市建设理念，为雨水资源的合理利用进行了设计。

下雨时，雨水从车行道流入生物滞留绿带，部分区域具有一定净化、滞蓄作用，雨水经过绿带的初次净化，下渗至排水控制区域，根据该道路蓄水池当前蓄水情况，决定是否继续蓄水。当蓄水池中的水超出了上限值时，雨水将自动引入溢流口，而后进入雨水排水管道。与绿带相比，人行道雨水从人行道渗透到地下，经过地下自我消纳，减少了雨水量，对于超出标准的部分引入溢流口，而后进入雨水排水管道。当雨水量较大时，为了避免雨水溢流口未能及时处理，导致路面出现长时间积水问题，本设计还在排水结构中添加了挡水坎。此部分设计作为一种蓄水设施，对雨水资源利用率的提升帮助较大，根据生物滞留带布设情况，合理布局。

2.1.2生物滞留带设计

按照功能不同，可以将生物滞带拆分为三部分，除了立交桥下的绿带以外，还包括机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带。本市政道路工程主要涉及机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带两部分生物滞留带，主要用于处理遭受路面污染后的雨水，沿着收水侧流入到凹结构的绿带。为了起到雨水净化作用，此处添加了卵石过滤带。当雨水流入此处，携带的泥沙和大量的漂浮物都会被滤除，干净的雨水将被土壤和植被吸收，下渗至积水层。根据当前蓄水池储水情况，判断是否可以继续储水，如果达到上限，那么这部分雨水就会通过溢流口排放出去。本设计方案滞留带的最低高度为15cm，根据道路布设情况，控制滞留带最高为20cm。另外，控制下凹部分的深度保持在一定范围之内，使其与车行道路形成一定高度差，范围20~25cm，从而保证雨水得以流入滞留带。考虑到环境因素容易对滞留带造成破坏，本设计方案在绿化带和路基之间铺设土工膜，在距离地表不足1.0m处均铺贴保护膜。

2.2市政给水设计

2.2.1绿化带蓄水与渗水设计

市政雨水利用率提升的前提是雨水的收集，前文在排水设计研究时，已经提及了绿化带蓄水和渗水的处理方案，通过这两项处理获取可用水资源。其中，雨水的收集借助蓄水池，在绿化带的作用下，对雨水进行初步处理。关于渗水的设计，主要是通过铺设空心砖，提高渗水能力，以此降低绿化带滤水负担。

2.2.2基于流量计算的水资源利用设计

虽然储蓄的雨水有助于解决城市水资源短缺问题，但是水资源有限，需要注意合理应用，建议收集该工程所在地区每年雨水流量相关数据资料，预计本年度雨水储蓄变化情况。根据人们对水资源的需求量计算结果，合理设计水资源调用方案。考虑到计算数值与实际数值会存在一定偏差，为了更好地利用水资源，可以按照对水资源需求等级的不同，设计水资源调用先后顺序，保证一级供水需求得以满足，有计划的组织二级水资源调用工作。关于三级水资源的调用需要根据当前蓄水情况拟定计划方案。

2.2.3管道的合理布设

此处需要强调的是管道的布设，市政道路部分管道的布设需要根据地理环境设计，在不影响生活用水管道布设的前提下，避开障碍物，合理布设排放管和给水管，避免相互影响。

2.3给排水设计可靠性评价

为了检验本文提出的市政给排水设计方案可靠性，本研究选择渗透性系数、定量雨水渗透时间、地下蓄水深度作为评价指标，对各项指标的测试结果进行评价，如表1所示。

表1给排水设计标准和实际参数测试评价

表1中，3项测试指标均达到了设定标准，所以该设计方案可行性较高，可以作为市政给排水设计参考依据。

3结论

本文以海绵城市建设理念为基础，尝试设计一套新的市政给排水设计方案。本研究以市政道路给排水设计为例，根据工程特点，以排涝作为前提条件，设计排水方案。根据排水设施功能不同，将排水方案划分为多个模块分别进行设计，同时给出了给水建议。应用测试评价结果表明，本设计方案能够满足市政给排水管理需求，设计方案具有较高的可行性，有利于市政给排水设计水平的提升。

参考文献

[1]冯丹.基于海绵城市理念的城市排水工程设计初探[J].兰州交通大学学报,2019,38(4):105-108,153.

[2]王泽阳.滨海地区市政道路海绵城市设计的反思与优化[J].中国给水排水,2020,520(20):143-146.

[3]陈星,薛伟,程淑珍,等.智慧工地管理体系在玉溪海绵城市建设中的应用[J].中国给水排水,2019,35(12):100-103.

[4]孔俊婷,李倩,李坤燚.基于海绵城市理念的城区规划建设与LID措施研究——以西安曲江新区核心区为例[J].建筑节能,2020,48(4):118-125.

[5]孙玉童,方志华,夏明升,等.基于海绵城市理念的雨水湿地系统构建[J].工业用水与废水,2020,51(1):79-81.

[6]樊彦雷.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用探讨[J].智能建筑与智慧城市,2020,289(12):102-104.