就海绵城市建设需求浅述给排水设计要点分析

就海绵城市建设需求浅述给排水设计要点分析

蒋琴华

上海华建工程建设咨询有限公司    200232200232

摘要：洪涝对当今的城市发展产生了深远影响，这不仅影响到城市经济的健康发展，也影响到许许多多人的生命 财产安全。所以，立足于现代城市规划特点设计的考虑，过去的给排水设计已不能满足现在的实际发展需求。尤其是人们从各个方面关注海绵城市的概念引入。海绵城市理念的实施将较好地提高雨水的蓄水能力，较好地提高 雨水资源的利用率，为城市生态环境的改善提供了动力。立足于这个基础上，本文根据自己的实际工作经验，分 析了海绵城市建设所需的给排水设计要点。第一，概述了海绵城市的理论和建设条件。第二，着重分析了现阶段 海绵城市的具体应用实践，表述了海绵城市在给排水设计中的应用价值。第三，立足于海绵城市的建设条件，阐 述了给排水设计的要点。

关键词：海绵城市；建设需求；给排水；设计要点

0 引言

在新时期我国社会主义市场经济快速发展的背景下，城市化步伐逐步加快，城市环境、功能、建筑等各方面都有所改善。与过去相比经历了翻天覆地的变化。然而，在城市快速发展的背后，存在着许多问题，如城市内涝、饮用水源污染、城市水资源短缺等。一旦上述问题得不到较好的处理，能够对影响着整个城市的建设，也会影响着整个生态环境，阻碍着经济发展，也对人民的生命财产安全造威胁。因此，迫切需要在城市给排水设计规划中引入“海绵城市”这一理念，这将有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。

1 海绵城市理论及重要意义

海绵城市是现代城市发展中出现的一个新概念。采取“渗透、滞流、储存、净化、利用、排水”等一系列处理措施，把控着城市的雨水资源。措施包括利建设雨水花园、开挖草沟、利用下沉式绿地、建设生态树池、建筑透水的铺面、设计生态屋顶等。借此保留或储存雨水径流，促进城市道路和绿化系统的升级，将城市变成“自然积累、自然渗透和自然净化的海绵”，使城市在适应环境变化、抵御自然灾害、发展低碳城市、建设智慧城市等方面具有良好的“弹性”。在新的背景下，各大城市正在加强防洪工作，并建立相应的管理机构，但只有不到一半的城市能够在洪水面前妥善处理突发事件。这意味着，一旦发生洪水，防洪效果将非常小，海绵城市大多用绿色建筑建造，而碳排放也随之大大减少，智慧城市建设的脚步也随之建设得很快。海绵城市是社会、生态和新文化等因素的有机结合。

海绵城市的概念为城市的排水系统带来了新的发展。其立足于人与地球共同发展的生态理念，不但可以解决雷雨、洪涝等特殊天气的安全隐患。保障城市水安全，保护人民生命财产安全和社会经济安全；维护城市良好的生态功能，是“生态文明建设”的重要措施。

2 海绵城市理念在小区给排水设计中的具体应用

2.1 小区规划设计

小区低影响开发雨水系统是实践海绵城市理念的一个主要部分。给排水设计师需根据海绵城市控制指标，在规划阶段就介入，根据小区的空间布局和地形分布，并结合绿化景观规划，对低影响开发设施进行合理的布置，力求在达到控制指标的同时，满足小区绿化景观的合理性和观赏性。同时做好水平衡计算，充分合理利用截留的雨水，平衡“收集量”和“使用量”，在雨水处理的经济效益上，也达到最优。另外规划阶段一定要求水文、地质勘测介入，对项目使用地进行初步评估，是否有下渗条件，是否有“盆池效应”，不能盲目地为求达到控制指标而设计，一方面设置下渗措施，一方面因“盆池效应”而需要抽排地下水。

总之，因地制宜选用，科学规划布局海绵城市低影响开发设施，并结合经济技术的比选，才能保证设计的合理性和实用性。

2.2 调蓄水设计

在设计调储水模块时，使用较多的是雨水罐和雨水池，雨水罐因收集屋面雨水，基本设置在地面以上，且靠近建筑外墙，对建筑立面效果和交通疏散，有一定影响；而雨水池多是埋地设置，需要设置在整个地块低位，才能保证雨水的收集，故两者的设置位置都比较受限。但作为满足《建筑给水排水与节水通用规范》要求“外排径流峰值的控制需保证新建建筑与小区应达到建设开发前水平”的保障措施，根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》又是必须设置的。而蓄水模块又能提高降雨的年径流总量控制率指标、SS 削减率、雨水资源利用率，所以其在海绵城市低影响开发设施中，是非常重要的。一般情况下，需优先满足“外排径流峰值的控制”指标，同时复核年径流总量控制率指标、SS 削减率等，不足的部分，由其他低影响开发设施补充。这样，就可以在需要的情况下，减少其他低影响开发设施的设置规模。而雨水罐和雨水池的设置位置选择，必须紧密地跟建筑、景观等相关专业配合，保证其可实施性。

2.3 绿化滞水设计

小区绿化，主要分布在屋顶和地面，屋顶的绿化不仅可以减少径流，还可以降低建筑温度，吸收二氧化碳，改善热岛效应，具有巨大的经济效益，是值得优先采用的设施。地面绿地工程常用的有下沉绿地、植草沟、雨水花园等，他们不仅对年径流总量的控制有作用，而且也能降低总径流系数，部分设施还能提高 SS 削减率，是海绵城市小区设计中，不可或缺的部分。下沉绿地，性价比很高，利用常规绿地，使其下凹 200mm，低于周围铺装地面或道路，则基本满足要求，但因其没有 SS 削减功能，且对景观约束太多，不宜大面积设置。植草沟，一般设在道路，广场、停车场周边，特别是在《建筑给水排水与节水通用规范》：“室外雨水口应设置在雨水控制利用设施末端，以溢流形式排放”的要求下，其更是成为道路、停车场周边使用较多一种结合溢流雨水口的排水设施。但需要注意的是，在空间有限区域，其设置位置容易和行道树位置重合，所以设计前应充分和景观设计协调，避免冲突。雨水花园，其形式多样，因地制宜性高，径流控制效果好，自身建设和维护成本都比较低，是最容易和景观工程融合的设施。但因其多采用根系发达植物，甚至有灌木、乔木，故对土层深度要求较高。在岩土层较高、地下水位较高或土壤渗透性差的地方，为保证植物根系的正常发育，需做换土处理才能使用。这样，就使得在选用它之前，要增加地质勘测分析，或者要做一定的换土处理，因而增加了成本和限制了选择范围。除此之外，绿化滞水设施还有生物滞留带、植被缓冲带等，但都多用于公园、广场等大景观区，在建筑小区中使用率很低。

2.4 透水性铺装的应用

透水铺砌一般包括透水砖、透水水泥混凝土和透水沥青混凝土。透水砖和水泥混凝土通常用于轻载道路、停车场、广场和人行道，而透水沥青混凝土主要用于小城市道路工程路面。透水路面利用其自身的孔隙率，不仅补充了地下水，而且具有一定的峰值流量削减和水质净化作用。特别是用于车行道上，还能有降低噪音，增加摩擦减小刹车距离的效果。但因其起造价高于正常硬质铺装，且易堵塞，保养冲洗间隔时间更短，寒冷地区还有被冻融破坏的风险，故在小区建设资金不足或后期维护能力有限的情况下，一般会把它考虑作为备选设施，在其他海绵城市设施降低总径流系数、增加 SS 削减率等已经“吃力”，却还未满足控制指标时采用。

3 海绵城市在城市规划建设构建路线

3.1 海绵城市建设构建技术框架

首先，城市的整个规划需要加强相应的专项规划对整个海绵城市规划的支持，确定海绵城市建设的措施、依据、成果要求等内容。并且对于控制性的详细规划阶段中，建筑、道路交通、绿地和其他工程项目中的低影响开发设施的类型、空间布局和规模应根据详细规划确定的具体控制指标来确定。

3.2 控制指标分解方法[11]

控制指标分解的方法是在系统建设的基础上建立海绵城市雨水系统。各地区应根据当地水文特征和建设水平制定低影响的控制指标体系。而对海绵城市雨水系统指标的控制选择应可立足于建筑密度、绿地占比率、水域面积等原有规划控制指标及土地利用布局。

3.3 具体落实时的几个关键技术环节如下：[12]

（1）现状研究与分析。根据当地的自然气候条件（降雨条件）、水文和水资源条件、地形、排水分区以及河流和湖水对系统和湿地、供水和需求、水环境污染状况进行调查，分析城市垂直、低洼地区、市政管网、花园和绿地等的建设情况存在的主要问题。

（2）制定控制目标和指标。各地区应根据当地环境条件、经济发展水平等确定适合当地的径流总量、洪峰径流、径流污染控制目标及相关指标。

（3）建设用地的选择和优化。应本着节约土地、考虑其他土地用途、综合协调设施布局的原则，选择低影响开发技术和设施。为了保护雨水收集体，应优先利用现有的绿地、河流和湖泊水系、天然池塘、废弃土地和其他土地。借助现有土地和设施规划设计应与城市景观相结合，以自然为重点，以人工设施为补充。

（4）海绵城市建设技术、设施及其组合体系的选择。需要选择适合当地气候、土壤、土地利用和其他条件的低影响开发技术和设施，主要包括透水铺砌、生物滞留设施、渗透池、湿塘、雨水湿地和植草沟植被缓冲区。

（5）对于设施布局。建设应在排水分区是海绵城市的建设基础，融合项目周边土地性质、绿地比例、水域面积比例等条件，综合确定设施类型和布局。应重视公共开放空间的多功能利用，有效利用现有设施和场地，并将雨水控制与景观设计相结合。

4 基于海绵城市建设需求的给排水设计要点

4.1 更新设计理念，做好顶层规划

在当前经济发展形势下，我国给排水规划应以海绵城市建设理念为指导，积极更新设计理念和思维，审视给排水系统的功能要求和城市规划要求，为优化一流设计奠定坚实的知识基础。对于给排水的具体设计，我们可以从以下几点入手：首先，我们必须确定可持续发展的愿景，通过对未来城市规划的深入研究，积极分析未来排水工程所需的功能。这将有助于实现科学的排水设计，延长排水工程设施的使用寿命，为城市建设和发展提供可持续稳定的支持。第二，全球视角。城市排水是一项极其复杂的系统工程。在设计时，我们不仅要考虑到系统及其相关设施和管道网络的持续使用，还要做好排水系统与其他城市建设系统之间的内在联系，协调它们的作用和关系，促进城市给排水系统的充分利用。这就要求设计师将海绵城市建设与排水设计相结合，明确雨水花园、绿地工程等的优化布局和设计方案。还需要充分考虑地铁、人防工程和道路交通，为制定各项排水防治措施提供依据和重要保障。第三，树立生态设计理念。在“海绵城市”概念的指导下，提高设计师对城市建设与生态发展之间关系的理解，使设计师从城市生态建设和可持续发展的角度，真正减少排水建设对城市的负面影响，并制定工程施工管理的最佳计划。

4.2 注重设施设计，强化工程质量

目前在排水管道的设计中，我们需要关注以下方面：首先，合理规划排水管的直径。城市在雨季经常出现积水的原因是排水管管道管径不合理。为了解决这个问题，在设计管径时，应充分考虑雨季给排水管高负荷运行的现实。管道管径的调整应根据实际需要，宜大不宜小；第二，排水系统的优化设计。对排水系统进行设计时，需要逐步放弃传统的排水要高效的概念，遵循低影响的开发理念。在设计建筑物的雨水管道时，可采用贮、蓄、排，促进地下水的回补同时注重雨水的渗透和蓄水，有效解决城市供水困难问题。相比于其他区域，大型生活区的排水系统设计可以优化建筑物的雨水储存能力，将其用于日常的植物灌溉、土壤冲洗等，提高节水效果；第三，优化供水系统设计，供水设计的关键是节约用水源和能源，这可以通过合理的高层建筑供水分区、充分利用市政压力、优化二次供水设备性能、大力使用节水型卫生器具等一系列技术措施，以满足给水系统的节水和节能要求。

4.3 注重细节设计，助推城市建设

根据相关调查，中国目前一半以上的城市不符合国家防洪控制标准，这对城市发展非常不利。因此，我们需要注意城市排水细节的设计，并利用雨水储存能力整合城市绿化带和道路进行防洪。尤其是绿化带，必须注意其高渗透性和锁水能力。可以在绿化带旁边增加小型雨水沟，在不影响交通的情况下缓解积水。同时，在绿化带的渗透层上放置滤砂，并安装渗透管，以提高收集雨水的清洁度。对于人行道，应注意渗透管的质量，以确保在强降雨期间地表水能够快速渗透到管道中，水处理系统应将其逐层清洁，以便重复使用。在没有渗水能力的道路上，应在适当位置增加排水管和雨水口，以方便快速清除积水。

4.4 提升设计专业水平

给排水系统处理是城市建设中的一项重要基础设施。不但要满足当前的城市发展和发展需求，而且还需要满足未来的城市发展需求。但是，我国关于海绵城市概念在排水系统中应用的研究仍然非常有限，专业技术的应用效果也不是很先进。因此，在研发过程中，相关部门需要学习先进国家的经验，并在实践中获得相关的设计经验。为了在排水设计中顺利贯彻海绵城市的理念，需要从专业的角度，结合当前的建设经验和技术条件，不断引进和应用新技术，不断提高专业技术水平，确保城市排水系统的高效规划。

5 结束语[13]

海绵城市具有合理利用水资源、提高城市给排水设计整体质量的优势等。在排水系统的设计过程中，需要立足于海绵城市的设计原则，而在供水系统的设计中则必须合理布置水管线，并充分利用雨水资源。在设计排水系统时，蓄水池、滞留区和绿地工程，以充分收集雨水资源用于景观灌溉和消防用水，这对城市可持续发展至关重要。

参考文献[14]

[1]伦志鹏.基于海绵城市建设需求浅述给排水设计要点分析[J].居舍,2021(16):110-111.

[2]韩倩.基于海绵城市建设需求的给排水设计要点探讨[J].中国住宅设施,2021(1):97-98.

[3]窠旭亮.基于海绵城市建设需求的给排水设计要点分析[J].科学技术创新,2020(22):118-119.

[4]孙琪.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用[J].建材与装饰,2020(7):112-113.

[5]罗艳龙.基于海绵城市理念下城市给排水系统建设的策略[J].建材与装饰,2020(3):43-44.

[6]陈楠.海绵城市市政给排水规划设计分析[J].工程技术研究,2019,4(15):185-218.

[7]黄帆.海绵城市理念在雨洪资源利用中的实践分析[J].城市建设理论研究：电子版,2018(18):187.

[11]增加一些具体得举例数据，如上海或江苏，来示范如何分解

[12]3.3 和4 的表述 有点类似，建议放到4.4中作为重点强度

[13]结束语 和正文 关系性不强，建议调整

[14]参考文献 需在文中 有 引用