海绵城市理念在市政给排水设计中的运用

2021-04-10

工程技术研究 2021年5期

中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300074

1 海绵城市理念及其重要意义

对于大城市的水利工程建设，海绵城市可以灵活地对水进行再处理，从而节省和排放生活用水。大城市中控制地下水资源的方法很多，当水量很大时，可以提供足够的供水和储存，也可以净化工业废水和生活废水，并充分发挥其作用。海绵城市的概念清楚地展现了城市给排水软件系统的设计与组合所带来的持续创新与发展。它还可以充分利用自然降水全面改善人类生态环境，使人和环境更加和谐相处。在地下水资源相对匮乏的地区，将海绵城市理念纳入城市规划和建设还可以改善淡水资源的循环利用，使城市获得更好的发展。当出现生态破坏和污染物问题时，运用海绵城市理念可以促进水资源的反复循环利用，并为生态环境的恢复做出贡献。

2 海绵城市理念下的给排水系统设计原则

2.1 防涝原则

我国城市化建设在发展的过程中，由于一些排水设施较老旧，时常出现积水以及洪涝等问题，这在较大程度上降低了城市给排水系统的有效运行。为此，设计人员对此进行设计的过程中，应遵循防涝原则，有效预防洪涝的发生。在进行城市建设过程中，有效排除积水是较为重要的，其能够提升城市给排水系统设计的质量，还能在此基础上还应对水资源采取有效的方式进行回收，最大程度上避免水资源在利用过程中的浪费。

2.2 节约原则

节约是我国文化发展中最为重要的传统，也适用于城市给排水设计的过程中，设计人员在设计时需要遵循节约原则并对系统进行优化，不能对原有管路进行修改，需要在原有的基础上进行合理设计，以此提高水资源利用率，达到水资源回收再利用的目的。

2.3 尊重自然原则

我国城市化建设过程中，极为重要的环节就是环境建设，在建设过程中应顺应自然的发展，不能违背自然的发展规律，对生态资源实施有效的保护。为此，在进行城市给排水系统设计的过程中，需要在尊重自然的基础上完善设计过程，以此达到人与自然和谐相处的目的。此外，在进行给排水系统实施设计时，需要改变传统使设计方案，使不同设计环节均建立在自然较好发展的基础上，从而为城市与生态环境平衡协调发展奠定良好的基础。

3 市政给排水设计现状及存在的问题

3.1 排水设施不完善

我国目前正在扩大其城市化进程。由于原始项目遗留的问题，缺乏各种技术以及城市的未来规划，市政给排水的设计存在排水管设施不足的问题。例如快速排水管道老化快，占地面积小，不能完全满足大城市大负荷排水系统的明确要求。有必要对其各种设备进行更新改造，优化设计。随着城市规模的不断扩大和建筑类型的增加，大城市生活污水和需水量也在逐年上升。现有排水系统规模相对单一，已不能逐步适应当前城市排水设计。因此必须充分注意城市供水和排水相关设施的建设，根据上述城市的总体发展需要，应加大资金和各种技术的投入，进一步完善市政给水排水系统。

3.2 对水资源利用率低

城市的正常运转离不开水。大城市人口众多，人口稠密，水资源极为有限，无法满足城市建设的需要。如今，在大多数城市，土地的局部硬化程度正在增加。因此，临近地面的城市的降水和地表排水不能及时深入地下系统形成含水层，只能在城市排水管道中形成排水、蒸发水或滞水，未得到进一步提高和应用，输水效率较低。

3.3 易受外部环境的影响

由于城市的重建，旧城区地表排水改造项目的基本功能无法发挥很好的作用。排水系统的详细设计和全面改造，土建工程量大，投资大，产量低不能引起足够的重视。市政和排水设计方法受当地自然气候和降水的影响，大量的沉淀物更容易形成污泥堆积，为大量快速排水带来额外负荷。一些用于市政建筑排水管的功能尚未得到进一步完善，不能随城市规划建设而扩展，快速排水效率低，农业用水效率较低，不能完全满足需求。

4 海绵城市理念运用于市政给排水设计的意义

4.1 有助于提升对城市空间的利用率

城市的规划和建设对环境条件有要求，例如地形类型和气候。建设是耗时且资源密集的。为了满足现代人的生活、生产和工作的需求，建筑物必须建在有限的土地上。对于设施规划和环境绿化规划和建设，市政工程给水和快速排水系统必须覆盖整个大城市，并且对空间的实际需求很大，必须进行优化和升级。通过多种方式将城市的绿地与人工输水的湖泊连接起来，作为市政给排水管道系统，逐渐形成了一个完整的生产周期，用于地下水资源的收集，深层净化和再利用。应用模式设施和设备集成在一起，从而节省了系统功能的规划和建设成本。在压缩足够空间的同时，它促进了大城市的不断创新和持续发展，不断优化城市的持续发展和整体空间布局，并为各种资源的流通提供了足够的空间。

4.2 有助于提高对水资源的利用率

城市规划和建设规模的扩大以及人口密度的增加，已经造成了大城市用水的额外负担，可用的地下水资源也有限。显然，相关人员需要一项新计划来促进城市建设以改善城市废水排放和淡水资源利用效率。将城市概念应用到大城市排水管道系统的功能设计中，可以使排水系统功能与该城市相同的建筑群面积和人口分布进行比较，并且连接正在建设的相同排水管道，以改善生活污水排放。

4.3 有助于改善生态环境

将海绵概念应用于市政给排水系统的独特设计，以提高大城市的地面排水系统对生活污水的直接处理能力以及雨水的收集和存储能力，从而使一些淡水资源可以被送往大都市。快速排水软件系统执行净化和处理过程可以提供充足的水源，从而减少城市积水的发生，有效减少了城市粪便污水的产生，有利于保护城市的环境，使城市变得更加清洁、绿色和健康，并为物种和人类的生存创造了更好的环境。

5 海绵城市理念在市政给排水设计中的具体运用

5.1 道路设计

有些城市没有总体规划，道路局部设计缺乏长期规划，并且用于建筑的材料在水环境下的渗透性也不佳。将城市海绵概念应用到道路设计中，如摊铺使用了具有良好快速渗透性的基础材料，使地表水可以快速渗透到土壤中并补充各种浅层地下水资源。在路底撒上防水材料，并在背面铺上高渗透性道路沥青和混凝土等基础材料，使道路路面的水可以沿着地形和地形从道路旁的水沟中流出，并进入地下水资源系统或周围的绿地，防止高速路水腐蚀道路，从而有效利用水资源。

5.2 城市绿化建设

为了使居住环境在当前中国大都市的规划和设计支持设施中更宜居，需要对周围绿化进行更独特的设计。城市公园的绿化不仅维护了地下水资源，还调整了城市供水系统的功能，以提高运营效率和城市供水系统的质量。在设计城市给排水系统时，有必要进一步加强海绵概念的应用，增加与城市绿色建筑基本功能的有机结合。在漫长的干旱季节，城市排水系统中的水可直接用于环境绿化和维护，促进城市的绿色规划和建设，并通过可持续和循环地利用城市水资源，可以积极促进城市的进一步发展。