周立权

（广州市市政集团设计院有限公司，广东广州 510000）

0 引言

近年来我国的城市化建设正处于关键阶段，在进行老旧城区的改进与优化过程中，相关部门应基于海绵城市理念对给排水系统进行优化设计，结合城市生态环境，贯彻可持续发展理念，从而体现出科学发展观，改善城市居住环境。市政给排水设计应坚持系统性、生态性与经济性的原则，提升设计的合理性，优化城市水系统。

1 市政给排水设计的不足

当前，我国的部分城市给排水系统设计不合理，无法满足当前的城市发展需求，严重阻碍了城市的经济发展[1]。例如，我国南方地区夏季暴雨天气较多，城市内部容易在短时间内形成大量的积水，不仅影响人们的出行，还会造成城市部分功能丧失。这种情况的出现反映了相关城市给排水系统的排水量较低，无法满足实际泄洪需求，由此造成了水资源浪费严重和城市用水紧张等问题，在城市化的持续发展过程中，大量人口涌入城市，势必会进一步加剧城市用水短缺问题，影响城市的正常运转。

2 海绵城市理念下市政给排水设计的特点

2.1 系统性

传统的市政给排水设计较为混乱，不同城市具有不同的设计方案，缺乏统一的标准，而且给排水系统的运行能力较差，难以满足城市发展需求。在海绵城市理念下，市政给排水设计更加重视系统性，在具体设计中将水系统组合在一起，构成巨大的网络，从而对城市水资源进行统一管理。例如，某城市的内部降水量差异较大，部分地区降水严重不足，而另一部分地区出现了内涝情况，这就需要利用给排水系统进行水资源调节，实现城市供水平衡。海绵城市如图1 所示。

图1 海绵城市

2.2 生态性

在海绵城市理念下，市政给排水系统设计应体现出生态性的特点，尊重城市生态特征，根据现有的水资源自然调节系统，科学嵌入给排水系统，从而提高水资源调节的功能，使城市水系统稳定运转。例如，某城市主要使用钢筋混凝土材料进行给排水管渠建设，雨水渗透率较低，主要通过排水系统进入河流中，运输到城市外面，影响城市地下水的储存量[2]。基于海绵城市对管渠进行改进，可以提高水系统调节能力，从而使更多雨水渗透到地下，提高雨水利用效率，实现对城市水资源的合理调节。

3 海绵城市理念在市政给排水设计中的应用意义

3.1 提高水资源利用率

由于以前的城市建设与规划理念较为落后，传统的给排水系统主要利用硬化材料进行建设，这种材料的渗透性较差，严重影响了雨水下渗。雨水主要通过泵站和管道进行排放，而且人们缺乏雨水利用的思维，在进行雨水处理时，主要将其排放到江河湖泊中，这种处理方式造成了雨水排放的末端水资源总量增多，从而形成内涝问题，阻碍了城市的可持续发展。在海绵城市理念下，人们通过设计雨水花园、排水辅助设施、绿化带等实现雨水的及时渗透与净化，可以使雨水重复使用，减少资源浪费。

3.2 优化雨水处理系统

基于海绵城市理念设计市政给排水系统，可以通过绿化带等进行雨水净化，并利用蓄水池储存雨水，实现雨水的有效调节与利用，在源头上避免雨水在城市内部淤积，滋生细菌和微生物，对环境造成污染。利用雨水净化系统对自然降水进行科学处理，可以减少受到污染的雨水进入自然水循环系统中，优化城市雨水的处理效果，减轻城市河道治理的压力。

4 海绵城市理念在市政给排水设计中的应用策略

4.1 人行道和车行道的设计

在进行人行道的设计中引入海绵城市的理念，可以采用透水性较好的铺装材料，使雨水能够快速渗透到地下，一方面可以避免道路上出现积水，对行人的安全造成影响，另一方面有利于增加地下水含量，对城市水资源进行调节。透水性较强的铺装材料在应用时具有较好的湿度和温度条件，人们在通行时更加舒适。如无法采用透水性较好的铺装材料进行人行道设计，可以在人行道上设置排水管，使管道的纵向坡度小于2.5%，横向坡度为1%～2%，这样设计也可以提高排水效果，避免道路积水[3]。车行道是市政排水设计的重点内容，工作人员可以根据海绵城市理念，对路面结构进行优化，提升路面结构的透水性，减少降雨时的路面径流，增加雨水下渗，从而回补地下水。在进行车行道设计时，应兼顾安全性与生态性，道路的上层应使用透水混凝土材料，而中间层与下层应使用非透水性材料，既实现水资源的有效处理，又保护路基不受损伤。在车行道上还应设计盲沟，引导雨水进入绿化带，车行道的纵向坡度应为0.3%～0.6%，而横向坡度应为1%～1.5%，这样可以保证雨水能够及时排出。例如，在某机场道路的建设时，其长度为0.7km，同时是城市快速道路，因此在设计时使道路转盘低于路面、匝道入口相对较高，方便雨水汇聚并排放到排水洪渠中，再利用截水沟进行雨水截流。在设计中还应建立蓄水池，满足雨水排放与观赏的需求，维持当地的水系统稳定运行，并在强降雨天气进行雨水调节在。透水混凝土路面如图2 所示。

图2 透水混凝土路面

4.2 绿化带的设计

海绵城市理念在市政给排水设计中的应用，其具体形式还包括绿化带的设计，其中绿化带的作用有：对雨水进行净化、收集、疏导和排放，在具体的绿化带设计中，工作人员应因地制宜选择合适的方式。城市在进行雨水利用时，需要先对雨水进行净化，可以在进行绿化带设计时选择铺设砾石层与植土，并配置相应的渗透管，从而对降雨进行过滤，提高水资源的品质。要想发挥绿化带收集雨水的作用，工作人员应在进行绿化带设计时，将其布设在距离道路18cm 的位置，并合理分布雨水口，使雨水更方便地汇集在道路和绿化带中间，并进入绿化带。例如，在进行绿化带设计时，应根据人行道与车行道的建设方式，根据周围地形条件，科学设置导流系统，当出现强降雨天气时，可以使雨水有层次地进入地下，对雨水进行有效疏导，防止出现城市内涝情况。在实际设计中，由于车行道相对较低，绿化带应和雨水口、明沟以及两侧水渠配套使用，利用明沟进行雨水沉积，同时利用两侧水渠进行雨水配置，从而将雨水排放到绿化带中[4]。在绿化带中还应设计溢流系统，连接排水通道，使雨水可以顺着地势排放到绿化带中，储存一定数量的雨水，防止雨水口过载而出现积水现象，同时绿化带中的雨水可以通过溢流系统进入管网，避免多余的雨水无法排出。工作人员应合理确定绿化带的间距，并修筑配水沟进行排水，提高雨水收集的效率。

4.3 雨水花园的设计

雨水花园的设计符合海绵城市的理念，因此在市政给排水系统的设计中应用较为广泛，雨水花园在城市给排水系统中应用的作用主要是进行雨水的净化与储蓄，避免雨水流失，降低其利用率。工作人员在进行雨水花园的设计时，可以合理选择植物种类，对雨水进行净化。雨水中含有浮尘、二氧化氮等有害物质，这些物质如果无法有效处理，雨水资源就无法被利用，工作人员设计雨水花园进行雨水的收集，应科学布置植物种类，对有害物质进行过滤和分解，净化雨水水质。在市政给排水系统设计中，设计人员可以结合园林工程中的灌溉系统，进行雨水花园的设计，利用植物的科学布置，阻止雨水蒸发，降低水资源的损耗。例如，某城市在应用雨水花园进行给排水设计时，在城市广场、停车场以及道路周围建设雨水花园处理污染较为严重的雨水，在公共建筑屋面建设雨水花园调节径流。在具体设计中，设计人员采用本土植物搭配外来物种进行植物层布置，如芦苇植物根系可以深入地下60～70cm，可以降解COD，因此在雨水花园设计中应用较广，从而达到滞留和储蓄雨水的目的，缓解城市排水压力较大的问题。雨水花园的基层材料应具备较好的透水性，使雨水能够充分渗透到地下，补充地下水资源，同时提高水资源利用率，利用收集的雨水进行植物灌溉和冲洗厕所。雨水花园如图3 所示。

图3 雨水花园

4.4 排水辅助设施的设计

排水辅助设施也是市政给排水系统的一部分，对给排水系统的正常运转起到重要作用。在人行道和车行道设计时，工作人员应对辅助设施如路肩与路缘石进行合理设计。路缘石包括立缘石与平缘石，立缘石高于路面，可以使雨水顺利流向雨水口，平缘石与地面同样高，能够使雨水流入绿化带和雨水口，设计人员可以根据需要，合理选择路缘石种类。工作人员在应用路缘石时，应根据实际需求，在路缘石上钻孔，方便雨水流过，或者间隔布置路缘石，留出一定的空隙，使雨水顺利经过，进入绿化带中，实现雨水的净化与储蓄，避免雨水资源浪费。路肩在设计的时候对材料的要求较高，需要合理确定混凝土材料的质量，并采用先进的施工技术，使混凝土结构的强度与耐久性符合施工建筑标准，从而，满足排水系统的要求。在城市给排水设计中，绿地也是其组成部分之一，绿地可以对雨水进行净化与储蓄，能够作为城市水系统的一部分，改善城市生态环境。城市绿地包括路边绿地、公园绿地以及防护绿地等，工作人员应在市政规划中，合理布置绿地，发挥绿地海绵载体的作用，优化城市的景观布局，促进城市水系统的可持续发展。工作人员还可以利用植草沟进行收集和输送雨水，植草沟可以设置在道路和广场区域，或者作为生物滞留带，滞留雨水，提高水源利用率。

4.5 植物的设计

在以前，市政给排水设计主要依据城市不同区域降水量进行确定，但是当前社会对给排水系统提出了更高要求，工作人员应对传统的给排水系统进行改进与优化，解决雨水利用率较低和环境污染较为严重的问题。植物具有涵养水源、保持水土的作用，在市政给排水设计中应用植物，可以避免雨水对地面形成严重的冲刷与侵蚀情况，避免土壤被雨水带走，使土地变得贫瘠或沙化。在城市绿地、雨水花园、绿化带和湿地的设计中，工作人员应选择根系发达的植物，使其深入土壤内部，防止雨水对地面造成破坏，同时改进给排水系统，净化水资源，并使其渗透到地下，减少雨水排放的压力，无须投入较多的资金修建排水系统及对系统进行维护。由于市政给排水系统中的植物应用还需起到涵养水源的作用，因此工作人员在选择植物时，还应选择耐水的植物，使其能够在多水的环境中生存，发挥良好的作用。例如，在城市内部降水量较少的区域，设计人员采用耐旱植物进行水土保持，在降雨时通过植物根茎充分吸收水分，在干旱的时候利用根茎储存的水分保持存活。同时考虑到给排水系统建设的经济性，工作人员应尽量使用当地的植物种类进行建设，减少运输费和成本费，并提高植物与当地环境的适配度，提高城市绿化美观程度。

5 结语

总之，当前我国的城市化面临的主要问题就是人口增多和环境恶化问题，给城市生态环境造成了较大的压力。基于海绵城市理念，对市政给排水系统进行良好设计，有助于通过对雨水的及时处理和合理利用，改善环境污染问题，实现人与自然的和谐共存，促进城市健康发展。而且基于海绵城市理念设计市政给排水，可以通过绿化带、植物、雨水花园、人行道和车行道的合理设计，合理进行雨水资源的利用，改善城市生态环境。