基于海绵城市概念的城市排水设计探究

基于海绵城市概念的城市排水设计探究

陈鹏宇

天津天乐滨海国际投资咨询有限公司天津300171

摘要：为了满足城市现代化建设需求，城市道路、居住区等区域人工硬化逐渐增多，城市面貌得到持续改善，但是频繁发生的“积水内涝”问题给城市建设带来了诸多难题。海绵城市概念的诞生，在保证城市整体面貌的基础上，通过透水铺装，绿化改善等方式，实现了雨水的“渗、滞、蓄”等，从而有效减少了积水内涝的发生，并快速成为了建设城市的一种重要模式。

关键词：海绵城市；城市排水；设计

1海绵城市的概念

海绵城市是对城市的一个比喻，指的是该城市在应对城市生态环境问题，尤其是在处理城市内涝问题和雨水径流污染等问题过程中具有一定的灵活性和良好的弹性。当发生降雨时，位移及时同吸水、蓄水和净化水的方式及时清除路表面积水，这样就能避免因为积水过多而产生洪涝灾害，或者造成水污染。另外，通过存储水的方式可以提高雨水资源的利用率，在需要的时候将所存储的雨水释放出来利用。

2海绵城市的应用原则

海绵城市在其设计应用过程中，主要是进行城市给排水系统工程的设计施工。在具体实施过程中，首先应该遵循城市生态环境保护的原则，将自然应用和人工处理措施结合起来。此外，需要在保证城市用水安全，城市排水防涝的基础上，对雨水资源进行合理存储。在应用设计中值得注意的是，海绵城市建设应用不是对原有传统的排水建设系统进行替换，而是在传统给排水系统设计的基础上进行恰当的补充或删减，目的是为了能够充分发挥城市防内涝和存储水资源的功能，实现对雨水资源的合理配置，提高雨水资源的利用率。

3海绵城市概念下城市排水设计要点

3.1有效结合城市规划

理论上来讲，城市排水设计是一项系统、繁杂的工程项目，涉及到城市防水防涝、环境保护以及发展规划等诸多方面，设计难度比较大。因此，在基于海绵城市概念设计城市排水系统及设施建设时，必须有效结合城市发展规划以及城市用水需求，构建科学、合理的用水模式和节水方案，同时适当地优化调整实际的供水方案，以便充分发挥城市给排水系统，提升水资源利用率起到积极作用，尤其是除了确保设计城市排水系统满足当前城市排水需求外，同样需要具有一定的前瞻性，考虑所设计排水系统可以满足城市未来一段时间的发展需求。如此一来，通过有效协调城市排水设计和城市发展建设，可以更好增强城市排水系统设计的完善性、科学性和合理性。

3.2提升设计专业水平

排水系统是城市建设中重要的基础设施，除了需要满足当下城市建设和发展需求，还需要满足未来一段时间后城市发展需求。然而，当前我国城市排水系统设计中关于海绵城市理念应用的研究还非常有限，专业技术应用成果还比较有限，所以相关部门在探索发展路程过程中需要“摸着石头过河”，边实践边积累相关设计经验，所以实际设计过程中的不确定因素众多。针对这种情况，为了确保城市排水系统设计中顺利贯彻海绵城市概念，必须要立足于专业视角，结合眼前的建设经验和技术情况来不断引入和应用新技术，持续强化专业技术水平，确保可以有效提升城市排水系统设计的效果。

3.3遵循生态优先原则

在“海绵城市”排水系统设计期间，要遵循生态优先原则，有机结合人工措施和自然途径，在确保城市排水防洪安全性的基础上，实现对城市雨水进行有效储存和利用。海绵城市排水设计不是对传统排水系统进行替换，而是在原有排水系统基础上补充和完善排水系统设计的，以便优化配置各种资源，最大程度提升海绵城市排水质量。

4海绵城市概念下城市排水设计策略

4.1渗水设计

城市渗水设计中，主要需要发挥市政道路和景观等作用来增强海绵城市的渗水能力。（1）针对城市道路渗水设计而言，为了增强道路渗水特性，要从铺装设计工作入手。在传统的城市建设中，道路面积占比主要控制在10%～25%，但是由于传统城市道路设计中所采用的铺装材料质量比较差，影响了道路的雨水渗透性能。在景观铺装时，可以应用透水铺装进一步提升道路雨水渗透能力。此外，要逐步应用混凝土来逐步替代停车场、城市居住区道路的铺装材料，逐渐增加雨水的渗透量，减少地表径流，确保使更多雨水通过渗透来流入到所设置的地下蓄水池中，再净化这些水资源，降低其污染程度。（2）针对城市景观设计而言，在以往的城市建设期间，景观铺装主要位于城市公共区域和居民区，且主要采用透水性较差的施工材料，以至于极大地降低了雨水渗透性能。基于海绵城市概念所提倡的高渗透性，可以通过透水铺装设计方式，充分利用水渠、沟渠等来将城市雨水逐步引流到城市街道滞水设备，从根本上解决城市雨水渗透问题。（3）适当增加雨水泄洪通道，或增加原有雨水管网管径，确保可以将城市雨水更好地排入所设置的城市“海绵”体中。

4.2滞水设计

（1）雨水花园设计。如果城市园区中可以建设一些灌木、乔木等植物，那么就可以发挥植物根系的作用来提升雨水滞留作用。在设计雨水花园期间，可以降低地表径流量，实现对地下水资源的涵养，同时也可以发挥各种植物根系的降解作用和吸附作用来减弱水循环污染作用，确保雨水更好地渗透入地下，避免城市在暴雨天气下出现积水问题。（2）绿色屋顶设计。同雨水花园类似，绿色屋顶设计也是有效利用绿地的蓄水作用来缓解径流压力，避免发生洪涝灾害，有助于增加雨水蒸发量，改善城市空气质量。而针对那些不适宜设计绿色屋顶结构的区域，可以引导屋顶雨水流入地面上所设置的蓄水池来存储雨水。（3）生态滞留区设计。主要是采用浅水洼地设置来储存水资源或控制雨水径流的一种方式，具体就是借助雨水塘、雨水湿地和植草沟等方式来加快城市雨水深入地面，最大程度利用植被和土壤作用来对地表径流进行改善，有效治理城市地表径流问题。

4.3蓄水设计

在海绵城市概念下，为了更好地利用丰富的雨水资源，要注意将渗透收集得到的雨水储存起来，这就需要做好城市蓄水设计工作，具体设计要点包括：（1）蓄水模块设计。作为一种新型蓄水产品，蓄水模块具有很好的承压性能和蓄水性能，也不会占用过多的城市空间。在设计蓄水模块时，要适当地增加镂空空间所占比例，一般可以高达95%。此外，为了有效结合城市排水和蓄水，要结合土工布和防水布，同时在结构内部设置要做好水泵、检查井、进水管以及出水管等位置布置工作，以便可以充分储存雨水资源。通过后续处理收集的雨水资源，可以实现对城市路面、景观等进行补水和清洁，也可以用作消防用水。（2）地下蓄水池设计。雨水资源收集主要包括进/出水管、高/地位通气帽、曝气系统、溢流管、出水井、池体和沉沙井等部分所构成。可以建设恰当的植草沟将雨水储蓄。根据所选植物种类的不同，可以设置不同的蓄水层。比如，在以乔木和灌木为主要的绿色植物时，在地下蓄水池建设期间可以应用多孔、轻质的粗骨料为主，相应的深度不可小于60mm；在选择藤本植物或绿篱等小型植物为主要的绿色植物时候，要尽量选择80mm厚的15-20陶粒，其中适当地铺设PVC管，这样可以极大地增强土壤层的水分含量。

结束语

海绵城市概念的诞生和应用，为当下以及未来一段时间内城市排水系统设计提供了一种全新的理念。为了确保海绵城市排水系统设计质量，需要在立足于城市发展规划，本着生态优先原则的基础上，科学设计渗水、蓄水和滞水方面的排水系统，确保有效防范城市洪涝灾害问题的发生。

参考文献：

[1]王立峰.西安市城市道路绿地海绵城市建设研究[D].西安建筑科技大学，2016.