基于海绵城市理念的市政道路排水设计思考

2020-02-14薛晓虎

建材与装饰 2020年8期

关键词：绿带绿地海绵

薛晓虎

（山西省城乡规划设计研究院山西太原 030001）

0 引言

市政道路给排水工程在城市雨水、污水及生活用水等方面具有重要的作用，将直接影响居民的生活质量要求。海绵城市的理念在近年来得到了诸多相关领域人员的青睐，并且对市政道路给排水项目的发展产生了积极的影响。

1 海绵城市的理念

海绵城市理念是新世纪出现的一种科学的管理概念，也被称作“水弹性城市”，甚至被誉为低影响雨水管理系统。它能够发挥吸水、蓄水、净水等多重水处理功能，满足城市发展过程中的不同需要。同时海绵城市理念的运用能够有效的减少和缓解当前城市热岛效应带来的不利影响，通过降低和保持道路表面的温度，使其避免发热[1]。更重要的是，在市政道路给排水项目的设计中，该理念能够将整个设计系统的功能进行合理的完善，使系统价值最大化发挥，促进市政道路修复、渗透等功能的提升，从而帮助我国缓解自然生态与社会发展中的问题，提高水资源的利用率。

2 海绵城市理念在城市建设中的重要性

2.1 改善自然环境

市政道路给排水项目是我国城市建设中的重点项目，但是在当前城市化的发展过程中，与环境资源的保护出现了一些矛盾，使社会的发展受到一定的限制。目前我国很多城市出现了水资源短缺和雨水地表径流的污染问题，为了避免生态退化与环境污染问题，城市给排水项目的完善与提升十分重要。通过海绵城市理念与市政给排水项目设计的融入，不仅能够很好的改善这一现状，还能根据相关政策的要求有效的协调城市发展与自然环境的关系，达到改善自然环境的目的。

2.2 水资源的科学管理

海绵城市理念的科学运用，能够在城市市政道路的设计中发挥重要的作用，并将其海绵效应充分发挥，优化排水系统，更好的提升城市在蓄水、排水方面的水平。海绵城市理念的应用能够确保水资源的合理应用，减少资源的耗费，并在此基础上能提高城市的排涝能力，实现水资源的科学管理。

2.3 提高市政道路给排水设计的质量

在城市市政道路的设计工作中，运用海绵城市理念到市政排水项目中还能够根据需要进行流程的调控，能够有效的改善城市自然环境，并降低建设过程中对城市基底环境造成的危害，从而提升经济效益。另外，海绵城市理念的运用还能够借助系统的建设，缓解我国现阶段多数城市面临的水资源短缺问题，地表雨水径流污染问题。

3 市政道路海绵设计思路

市政道路海绵设施是海绵城市的重要组成部分，是城市排水防涝的重要设施，一般采用低影响开发理念进行技术设计。海绵城市是一个复杂的大系统，市政道路海绵设施是这个系统中的一个重要环节，设计不仅应与城市海绵设施规划相衔接，还要符合城市排水防涝设施的相关要求。城市海绵设施建设的目的是促进雨水资源利用，主要目标就是控制雨水的地表外排量，增加雨水的储存和下渗量，使城市水资源具有弹性。城市道路作为城市排水设施的载体，也是实现海绵城市的有力抓手。市政道路海绵设施通常采用透水铺装和下凹式绿地等措施来控制雨水径流量，其思路是雨水降落到路面后，先通过道路或绿地的渗入地下进行储存。随着雨水渗透量的增加，土壤的吸水性将达到饱和，剩余的雨水再通过排水管渠进入雨水储存设施中，雨水储存设施存满后多余的雨水最后进入市政排水系统排入河流。海绵化设计具体实践到市政道路是一个比较复杂的综合性工程。不仅要考虑城市的规划、防洪排涝、绿化和工程地质等多个专业，还要考虑工程的经济合理。因此在设计前要对这些条件进行综合考虑才能设计一个完善健全符合海绵城市要求的排水系统。

4 市政道路海绵设计的措施

4.1 道路设计

城市道路由机动车道、非机动车道和人行道组成。在车行道的设计中基本会采用非透水性道路施工的手法，但是这样的工艺很有可能导致道路表面的渗水能力不足，在雨水季节甚至会造成积水，影响车辆的正常行驶。而通过海绵城市理念的应用能够很好的控制这类问题。例如，在车行道的设计中相关人员可以挑选质量上佳、具备良好渗水能力的沥青混凝土作为主要材料，并铺设于道路的上面层部分，下面层的部分则需要挑选不具有渗水性的材料，防止影响地基的稳固性。在上下面层中间要设置导流层将雨水集中到盲沟，盲沟导入道路周边绿化带，从而促进水资源的循环利用[2]。在引流的设计方面，工作人员需要注意根据地质特点与实际需要控制坡度的范围，一般情况下，需要保持在0.3%～1%之间。

人行道的主要作用在于方便人们的步行，也已经成为市政道路工程中重要的环节。运用海绵城市的理念，可以进一步改善人行道的设计，提升人们的出行质量，同时能够增强雨水等资源的利用率。在人行道设计的过程中通过采用渗透性铺装材料增强市政道路的渗水能力能有效的减少和避免路面出现积水的问题。并且还能对道路的温度与湿度进行调控，进而有效提升我国城市建设质量，促进城市化的发展。

4.2 道路绿化带的设计

市政道路绿化带海绵设计过程主要有以下几点：①雨水的收集主要采用下沉式绿地。下沉式绿地设置在三块板道路的机非隔离带处，在结构形式上承凹型，可以使雨水下渗并存储部分雨水，下凹式绿地的高度通常是在道路路面下方15cm左右。为了在大雨时使路面的雨水能够尽快排走，在下凹式绿带中间设置溢流口，溢流口的高度与该处道路横断面最低处高程一致，溢流口连接道路下的雨水排出系统能使超量的雨水尽快排走。②绿带要考虑对水质的过滤，城市路面的初期雨水污染比较严重，初期雨水的过滤环节能够缓解地下水的污染问题，保证其清洁度，并且提升雨水的利用率。在绿地与道路衔接处铺设砂石，能有效的截留一部分污染物进入绿地和城市排水系统。③滞蓄缓排，传统道路排水将人行道、非机动车道和机动车道雨水均通过雨水口排入道路排水系统。道路海绵设计通过机动车道两侧的开口路缘石将雨水汇流至下沉式绿地，下沉式绿地中设有溢流式雨水口，绿地内土层随着雨水渗入量的增加，含水率饱和后水位上升到高于溢流式雨水口顶面标高时，雨水溢流入雨水口排入下游雨水排水系统。这种道路海绵设计不仅可对雨水进行调蓄，还能达到雨水错峰排放的效果。

4.3 路缘石的设计

市政道路一般设置路缘石，路缘石的设置又影响雨水排入道路中的绿带内。因此设计中需要对路缘石包括平缘石与立缘石进行科学的安排。正常情况下，平缘石的高度与地面基本一致，因而能够将雨水顺利地引流至收集口，防止路面积水的问题。但是立缘石特征较为明显，虽然具有同样的引流功能，但是高度比路面高，阻止了雨水直接排入绿带。因此，在海绵设计中可以通过打孔、豁口等方式实现雨水引流和排入绿带。在实际的工程设计中如果道路中的绿带比较宽，可以去掉立缘石采用路肩的方式，使道路路面雨水更快的排入两侧绿带中。

4.4 排水系统设计

海绵城市的设计理念为“渗、滞、蓄、净、用、排”，道路海绵设计要结合城市的实际情况，利用LID源头渗透技术中涉及到植被缓冲带，并且将中途技术与末端存储技术合理应用，因地制宜选择科学合理的措施。例如，在降水多不缺水的地区，采取的主要措施是“渗、滞、净、排”主要通过下渗式路面、下凹式绿地结合排水系统，能有效的起到雨量消峰和减少排水系统建设投资的作用。采用海绵设计将雨水导入绿化带，绿地设计中通常设计有沉淀过滤设施，对初期雨水起到了有效的净化作用。但是在缺水的地区，除了上述的措施外还需要在绿地中建设需水池，或结合城市公园建造人工湖对雨水进行储存，对雨水进行净化后对水资源进行综合利用。另外，在径流受到污染的区域，还要注重对污染源的管控，结合净化技术的使用，实现雨水资源的再利用。