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海绵城市理论下市政道路给排水研究

2023-01-20宋毅澜

城市建设理论研究(电子版) 2022年36期
关键词:海绵市政道路雨水

宋毅澜

长治市诚晟市政工程有限公司 山西 长治 046000

我国经济建设近年来取得了突破性的进展,推动了城市化进程的加快,城市需要不断地扩大,城镇需要改造和升级。市政建设的各项工程量逐年增多。近年来,在创建生态城市的倡导下,市政道路排水工程设计引入“海绵城市”这一理念,不仅能够提升市政道路的排水能力,达到治理城市内涝问题的目的,而且通过海绵化排水系统,能够优化对雨水的利用,为城市营造更加舒适的生活环境。

1 “海绵城市”理念概述

“海绵城市”指的是城市化建设的过程中需要让其具备海绵属性,有效应对自然环境因素的变化。比如:在降雨天气时,通过雨水径流的控制及“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径,实现城市水质净化,消减雨水中的COD、SS等污染物,充分利用各类渗透设施将雨水就地消纳,实现地下水的回补,形成良性水文循环,在处理雨水的时候需要率先对其进行渗透处理,做好调蓄工作,对雨水加以净化,最后再根据需求将雨水释放出去,让城市的海绵功能可以充分体现出来。在建设“海绵城市”的时候应该严格遵循生态优先的原则,在实际工作的时候应该将人工和自然途径加以充分结合,保证城市免于遭受洪涝灾害,实现对城市雨水资源的合理分配,促进地下水资源的合理使用。同时,想要让城市在建设的过程中具备更好的自然环境,实现对自然生态的保护,则需要根据实际情况做好城市规划,让整个城市系统都能够更加完善地处理好雨水,实现对其的吸收和蓄渗,有效控制好雨水的流经途径,以更加自然的方式实现对其的处理。另外,还应该对地下水以及地表水等进行分类管理,实现各个系统的协调运作,这样能够充分体现出“海绵城市”的价值[1]。

2 “海绵城市”理念融入排水设计的意义

2.1 防洪防涝

合理使用海绵城市理念,可以在较大程度上提升整个城市的排水能力。如果城市内部市政道路的排水能力较差的话,一旦发生了大暴雨,或是强降雨的恶劣天气时,便会造成严重的路面积水,这会对交通系统的正常运行产生严重干扰,甚至还会对道路进行破坏,使其出现坍塌的情况,给道路上行驶的车辆带来了严重的安全威胁,需要让海绵城市的理念充分融合到市政道路给排水工程设计思路中,能达到对其整体的排水系统完善、优化的效果,强化当地在洪涝灾害时的应对能力。不仅如此,还可以将产生的雨水收集起来,并对其进行再次的使用,从而对内部的水资源进行补充。

2.2 自然降水的有效利用

自然水源系统环境中,雨水是极为重要的过程元素,在传统的市政道路排水设计方案中,没有充分考虑雨水资源的利用,导致雨水资源被浪费。但是在海绵城市思想理念的引导下,在处理市政道路排水的时候能够将雨水资源最大程度地回收并利用起来,将雨水资源储蓄起来,为城市的农、工、渔、环境等行业的大力支持,实现对雨水资源利用的有效改善,切实减少了水资源提供不足的情况。

2.3 改善环境

近些年,随着城市建设工作的不断推进,城市内部的生态环境情况逐渐恶劣,并不有助于促进城市的长久发展。为改变目前的情况,在进行建设工作时,相关部门工作人员应该重视提升环保工作效果。海绵城市理念内容的应用,能改善内部的生态环境情况,市政道路给排水设计工作在开展的时候需要积极运用这种先进的理念思想,可以长时间保护新系统的生态情况。当下,使用海绵城市理念的区域逐渐增多,这推动了经济、环境之间的和谐进步。

2.4 促进城市良性水循环

在城市化建设工作的初始阶段,人们对生态环境认知度较低,需要将工作重点放置在促进经济建设中,水资源本身是人类生活及工作中不可获取的宝贵资源,在前期发展的进程中出现了严重的浪费问题,当将海绵城市的思想观念融合其中的时候,能够通过改善排水管网的径流,从源头解决水资源流失问题。海绵城市建设模式在实施的过程中需要积极融合传统建筑园林设计思想中的宝贵内涵,转变传统规划,革新设计思想,并在施工的时候利用更加新颖的技术手段,重视对雨水的利用,并控制好不同水体的流经途径。海绵城市在建设初期就需要完善运作体系,实现对雨水的减量,减缓雨水流速,并对其进行精华处理。如在道路两侧设立下沉式绿地和初期雨水收集处理系统,实现对路面污物的初步处理,将雨水进行预处理,配合其他处理方法,使雨水得到优化利用,促进城市水环境持续优化。

2.5 城市微气候调节

构建“海绵城市”给城市留有足够的水循环区域,能够涵养水源。城市区域遭遇极端天气时,如在遭遇雨水量过大情况下,通过“海绵”特性将雨水吸纳、储蓄等消减城市内涝,雨水渗透补充地下水的同时,在遇到干旱天气,将水分释放出来增加区域湿润度,减缓城市热岛效应,给居民提供舒适的安居环境[2]。

2.6 城市非常规水资源合理利用

城市化进程不断加快,基础设施和城市硬化面积比激增,应用“海绵城市”设计理念,基于城市未来发展战略目标,结合城市规模、人口增长等,布设合理的“海绵”设施,保证雨水利用更具合理性,使其实现自循环的生态目标。

3 目前市政排水中存在的主要问题

3.1 排水设施不完善

现状市政排水设施中排水管道基本只考虑雨水的疏导排放,未考虑雨水的处理与回用,难以吻合当下“海绵”需求。给城市管养人员提出新的挑战,需重新考虑排水规划设计工作。

3.2 非常规水资源利用有限

城市水资源相对有限,不能满足城市发展建设的需要。当前,大部分城市硬化面积在增大。城市道路为人们出行带来便利的同时,也降低了城市透水面积比,使城市滞水不能很好的渗透到地下,而是需要以积水蒸发的形式进入大气,或者随城市排水管道循环,导致城市水自然循环运转体系失效,最终破坏城市原有水生态环境,使城市水资源流失。

3.3 受社会环境因素影响较大

城市发展进程中,排水系统设计改造需大量资金给予支持,但回报率较低。排水设施不一定能跟上城市的发展需求。当单次降雨量大时会增加排水负担,体现了排水设计缺乏统筹规划,雨水资源回用率较低等问题,这些问题难以契合当下城市发展需求。

4 “海绵城市”理念下的城市排水设计要点

4.1 因地制宜、统筹规划原则

“海绵城市”依据当地的地质情况、水文地质特点、水资源状况、降雨规律、水环境保护条文内容以及内涝防治的规定等,更加科学合理地降低控制指标,实现对城市设计内容的合理规划,并积极选用更加符合城市发展需求下沉绿地或者透水铺装设备等,构建具备多种功能的组合系统。工作人员应该结合城市的总体规划情况逐步落实控制目标,做好后续的统筹建设。这样能够确保项目和工程在开展实施的时候井然有序,保持二者的同步开展。

4.2 遵循生态优先原则

海绵城市在整个城市规划设计中应该依据整体发展方向设置好蓝线和绿线的位置。城市开发建设工作的主要目的是为了能够更好地保护当地水文环境,并且需要合理应用自然排水系统,所使用的开发设备应该具备低影响性质,这样能够实现对雨水的自然积蓄,并让其渗透到系统管道中,实现对其净化的同时实现水资源的循环使用,也能够提升水生态系统的自己能力,城市生态功能够借此机会更加充实丰富。在设计排水系统的石油需要实现自然以及人工方法的双向结合,更加安全有效地实现对雨水的储蓄和使用,在原本的排水系统中记加以优化,让各项资源在利用的时候得到优化,在最大程度上提升海绵城市建设质量[3]。

4.3 环保性规则

海绵城市的建设目标是对城市的生态环境以及人们的居住环境进行有效保护,因此运用海绵城市的理念建设市政道路给排水并进行设计时,也同样要具环保性的功能。总的来说,对于市政道路给排水的设计,应该与自然协调、适应,以此保护自然。在设计完毕后,对市政道路给排水进行施工以及后期的正常运行中,所选用的建筑材料都应该充分按照海绵城市的建设理念所说,要具有环保性、绿色性、可降解性,不会对环境造成任何的污染;在完工后进行正常的实施运行时,也要求能够达到海绵城市建设概念中所讲的主要的环保性,这样即使在城市内部建造了工程项目,也能够减少对于城市生态文明的污染,保证城市内部绿色健康的生态环境。在城市市政道路给排水工程建设完毕之后,改善城市的生态系统,贯彻落实可持续发展思想观念。

4.4 科学合理和经济性原则

市政道路排水作为一项综合性、复杂性工作,设计中应考量科学合理和经济可行性因素,通过合理的规划设计,尽可能实现年径流总量控制率数据的最高位点,当有特殊排水防捞需求时,也能够实现对最高值的突破,运用更加综合有效的方式减少内涝的问题。对于会受到土地布影响的地段,其绿化率较低,土壤的渗透能力较差,经济发展有限,确实无法达到控制要求的,则可以考虑适当减少径流总量控制的数据预期。

5 “海绵城市”理念在市政设施排水设计中的应用策略

5.1 路基排水设计

市政道路作为一个复杂、完整的系统,路基作为道路核心构成,与道路结构稳定性密切相关。路基正式设计过程中,充分引入海绵城市至关重要,依托科学、合理的给排水设计,可进一步提高道路应用年限,减少雨水积压带来坍塌风险,正是市政给排水需关注重点。路基排水系统设计过程中,需积极做好各方面准备工作,结合当地环境做好系统性调研,积极掌握本地降水量、气候条件等,检测路基核心质量,为后续合理设计提供保证;需遵循提高路基排水能力和透水性基准,科学制定路基建设方案,严控施工材料质量关口,加强对新型材料及技术使用,保证路基结构稳定性。

5.2 人行道、车行道设计

在“海绵城市”的理念下,对市政道路铺装材料的应用有一定要求,选择合理的铺装材料,促使雨水的渗透、收集能有显著效果。结合道路的交通功能合理选择“海绵”材料。比如:市政道路的人行道,不会有重载车辆通行,可以考虑将面层材料采用透水性较强的透水砖,基层采用透水混凝土,形成利于透水的道路结构,使雨水的渗透效果提升,减少大量积水的同时,增强地下水回补功能,并且保证了行人的通行;车行道作为城市道路重要构成,在现有技术条件下,要求高承载能力的同时损失了雨水的“渗、蓄”能力,故应充分考虑末端绿色雨水基础设施的设计和透水性道路面层的采用,优化雨水的循环体系[4]。保证车行道基础功能实现的同时,提高其“渗、蓄、排”功能,为交通提供优质服务的同时构建了友好的人居生态环境[4]。

5.3 合理布设道路分割绿带

城市发生强降雨天气时,原有排水管道的排水压力急剧增加,使得大量雨水滞留在道路路面上,无法及时排走,极易造成城市内涝灾害发生。城市基础设施设计中将“海绵城市”观念结合市政道路建设思路,可以通过加强对道路分割绿带的优化设计,最大限度地提高道路绿化率的同时还可将道路分割绿带设置成一个天然的水渗透、储蓄设备。使绿带起到良好虑水效果的同时,改善了种植土的结构成分,利于植物生长。在设置道路分割绿带时应充分考虑其雨水的收集、渗透、储蓄能力,确保雨水有很好的疏流、渗透效果,绿化带应设置雨水收集口,并能流畅的将雨水排入道路绿带中。控制绿化带覆土面的高程是关键,绿化带设计过高,不利于对雨水进行导流收集。

5.4 附属设施设计

从市政道路的角度进行分析时,附属设施是路缘石、路肩边沟。路缘石是排水系统的重要构成,正常情况可以被分为:①平缘石,其具备能够与地面保持高度一致的优势,可以有效避免路面出现大量积水的情况,让雨水能够顺利进入绿化带、雨水口内部;②立缘石,在对其进行使用时,会让雨水收集工作的难度增加,想要保障排除工作的效果,便需要在特定的位置进行打孔,或是利用间隔铺设的方式,让降水顺利进入到绿化带内部。在面对路肩边沟的设计、施工来讲,需要对混凝土的质量进行严格、细致的检查,适当提高整体美观性,但要防止造成堵塞问题。不仅如此,还要对于水净化的工作问题进行考虑,例如通过种植草沟来将净化工作的效率大幅提高,从而及时地进行输送、排放。

5.5 与城市绿地的衔接设计

城市基础设施建设过程中,市政道路与绿地存在密切相关性,不仅具备道路径流分流功能,而且改善城市生态环境。绿地渗透技术种类较多,不同形式基本原理不尽相同,道路和绿地的衔接模式会因为环境的差异性存在不同。针对水资源不足区域内,需积极应用雨水回收及应用功能,实现对雨水的净化和循环使用,布设合理排水管实现该目标[5];针对水资源丰富区域内,可利用雨水截污净化技术将雨水排放汇总于特定区域内,减少雨季时期径流汇集现象;径流污染较为严重的区域内,可通过植被缓冲带等技术加以控制,将水资源净化处理后用于绿地浇灌中,提高水资源利用率,符合我国提倡的可持续发展理念。

6 结束语

综上所述,为实现城市可持续发展目标,市政道路排水设计过程中,需积极引入“海绵城市”理念,提高人民生活质量。具体实践过程中,合理使用海绵城市理念能够切实提升雨水排放效果,促进市政道路平稳运行。相关设计人员应该重视落实各元素的落实情况,充分展现出其实施意义。经由城市规划和发展建筑环境等方式,强化对雨水的收集和再利用,有效规划好雨水流经,充分利用更为自然化的城市净化方式。

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