海綿城市概念下道路排水優(yōu)化探究

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摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的地面硬化現(xiàn)象加劇，導致城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生。而海綿城市就是從生態(tài)系統(tǒng)服務出發(fā)，實現(xiàn)水的蓄存和釋放，使得雨水在城市的自由遷移，進而解決城市內(nèi)澇，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。本文介紹了在海綿城市理念下對于市政管網(wǎng)，城市綠化等的設(shè)計思路和措施的優(yōu)化，為海綿城市的建設(shè)提供了有利的參考。

關(guān)鍵詞：海綿城市；排水系統(tǒng)；市政道路

近年來，隨著城鎮(zhèn)變遷社會發(fā)展，社會的流動人口增多，氣候條件由于碳排放的增加逐年變暖，惡劣天氣出現(xiàn)的頻率也愈來愈高，這種種因素使得我國許多城市都存在城市內(nèi)澇的問題。海綿城市指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化的同時也對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性。本文就是基于海綿城市原理，欲對市政道路進行優(yōu)化的闡述。

1海綿城市的概述

2014年4月，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，海綿城市的概念在國內(nèi)首次被提出。傳統(tǒng)城市的雨水80%都是匯集道路的雨水口，最后通過雨水管匯集到河道里。水口都會出現(xiàn)不同程度的堵塞，所以不能夠及時把雨水排出。而海綿城市不僅能夠及時把這些雨水吸收，而且把這些過濾后的雨水收集起來，可以直接排到河道里，且不會污染河水，還可以進行澆灑道路和路旁的綠化，綠化帶再通過光合作用吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣，減輕城市的溫室效應，從而形成了一個良性的循環(huán)，使得城市的自我修復功能得到加強，所以海綿城市完美符合了現(xiàn)代化城市的可持續(xù)性發(fā)展的理念。

2現(xiàn)階段大多數(shù)城市道路普遍存在的問題

2.1車行道

車行道是整個市政道路工程的最主要部分，且市政排水管道通常也都設(shè)置在車道下面。大多數(shù)排水方式都是依靠重力排水，而現(xiàn)有用的最多的方式是根據(jù)路面的坡度采用分離溢流和集中截流兩種方式，當坡度大于等于3‰時采用的是集中集水的方法，當坡度小于3‰時采用的是分離溢流。路面材料基本采用的是混凝土和瀝青路面，但這兩種材料的透水性很差，滲透系數(shù)很小，雨水很容易造成路邊積水，同時也會造成城市熱島效應。道路兩旁每間距25~50m都會設(shè)置一個雨水口，但事實上雨水口很少有人進行清理，很容易堵塞。排水系統(tǒng)也不完善，大多數(shù)城市沒有實施雨污分流，下暴雨的雨水水量的突增，水管很容易堵塞的問題，從而出現(xiàn)雨水很難及時排走的情況。

2.2人行道

人行道的規(guī)劃設(shè)計也是市政道路上非常重要的一步，我國大多數(shù)城市把瀝青或者混凝土作為原材料，但這種材料的滲透系數(shù)幾乎為零，一旦遇到下雨天，路面就會形成積水，對行人的安全來說，無疑是一個極大的隱患。

2.3市政道路綠化設(shè)施

大多數(shù)的城市道路綠化也存在一些問題，如綠化形式簡單，樹種類單一，填充樹的材料也是硬質(zhì)材料，既沒有達到美觀的效果，也沒有達到過濾，沒有吸收水的作用，更沒達到水的循環(huán)利用，甚至還要人工進行再次澆灌。綠化設(shè)施占了很大一部分道路設(shè)計寬度，但它起的作用非常小。

2.4城市管線

目前我國城市的管線是直接填埋在市政道路下，電力、通信、燃氣、給水管、排水管、污水管、雨水管，這些管線各自為政，設(shè)計和施工的時間不同，隨意開挖，嚴重影響交通和市容。

3優(yōu)化方案

3.1車行道優(yōu)化

首先是材料的選擇，要選擇具有透水性的透水瀝青混凝土，但為了避免雨水對路造成破壞的情況出現(xiàn)，對于車行道的中下層，還是要采用非透水的材料，斷面結(jié)構(gòu)組成是透水面層，透水基層，墊層（蓄水層），過濾層，土基。在蓄水層中可以加一根排水管，到暴雨來臨時，雨水通過的透水面層和透水基層（也就進行了初步過濾）匯集到蓄水層，通過排水管及時排到蓄水池或者排到河道里，在蓄水池的水可以用來澆灑路面和路旁的綠化，這一方式不僅及時的把雨水排出，還節(jié)約了水資源。對于道路的橫面的坡度設(shè)計，要結(jié)合海綿城市的理念來設(shè)計，從而使得雨水更快地流向道路的邊緣。在道路的兩旁路面和路沿可以留一道3cm寬的水溝。這樣路面的雨水可以通過這一水溝更快的匯集到雨水口。

3.2人行道優(yōu)化

人行道因其荷載比較低，可以選擇透水性較強的混凝土材料或陶瓷生態(tài)透水磚鋪裝，增加碎石顆粒作為墊層，增大了孔隙率，在下雨的時候，能夠更快地引導雨水滲透到地下，人行道的溫度和濕度也得到了調(diào)解，雨水滲透到地下也就補充了一定的地下水資源。

3.3市政綠化設(shè)施優(yōu)化

（1）生態(tài)樹池。對于道路旁的行道樹，可以采用生態(tài)樹池的方式種植行道樹。生態(tài)樹池的標高一般是旁邊道路的標高低一些，樹池內(nèi)采用的是透水混凝土整體澆筑而成，它具有15%~25%的空隙率，透水率更是達到了270L/(m2·min)，所以說它的透水性，透氣性都非常高，也能夠很快的鎖住水分。（2）植草溝。植草溝是種有植被的地表溝渠，它具有收集、轉(zhuǎn)輸和排放雨水的功能，同樣具有一定的雨水凈化作用，可以和雨水管直接相連接。它不僅有轉(zhuǎn)輸型植草溝，還有滲透性植草溝以及濕式植草溝，后兩個分別可以提高徑流量和徑流污染控制效果。它可以直接設(shè)置在人行道的兩旁。斷面形式采用的是拋物線形，三角形或梯形，邊坡坡度（垂直：水平）不宜大于1∶3，縱坡不應大于4%，最大流速應小于0.8m/s，曼寧系數(shù)宜為0.2~0.3。（3）下沉式綠地。下沉綠地是具有一定的調(diào)蓄能力，而且可用于調(diào)蓄和凈化雨水的綠地，它的下凹深度要低于周邊鋪砌地面或者道路200mm以內(nèi)，具體的下凹深度要根據(jù)植物的耐淹性以及土壤的滲透性來確定。綠地內(nèi)要設(shè)置雨水口，為了保證暴雨時能夠及時的將溢流排放，并且匯集到排水管網(wǎng)中。溢流口頂部的標高一般要比綠地高50~100mm。（4）雨水花園。雨水花園是人工挖掘的淺凹綠地，用來匯集和吸收來自屋頂或者地面的雨水。它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成一般是：礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層，同時可以設(shè)置穿孔管來收集雨水。在建設(shè)雨水花園時，選擇合適的植物也非常重要，需要聯(lián)系當?shù)氐臍庀缶?，了解當?shù)亟涤炅浚陀^的分析判斷雨水的徑流量，進而選擇合適的植物。雨中花園的優(yōu)點有很多，首先它的建造成本較低，維護和管理簡單，其次它還具有一定的凈化能力，例如，能夠有效地去除雨水中的懸浮顆粒，有機污染物和其他的有害物質(zhì)。雨水花園的設(shè)計外觀新穎，給人一種新的視覺感受。雨水花園的植物能有進行光合作用和蒸騰作用，可以調(diào)節(jié)空氣濕度和溫度，改善空氣質(zhì)量。

4城市管線優(yōu)化

城市綜合管廊系統(tǒng)，就是在城市的地下建造一個空間，把電力、通信、燃氣、給水管、排水管、燃氣等工程管線全都設(shè)立在這個管道內(nèi)，統(tǒng)籌規(guī)劃綜合管廊內(nèi)部的空間，協(xié)調(diào)綜合管廊與其他地上、地下工程的關(guān)系。它的工程規(guī)劃應符合城市整體的要求，要預留遠景發(fā)展空間。該工程要堅持因地制宜、遠近結(jié)合、統(tǒng)籌建設(shè)的原則，它的覆土厚度應根據(jù)地下設(shè)施豎向規(guī)劃、行車荷載、綠化種植以及設(shè)計凍深等因素綜合確定。該綜合管網(wǎng)系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點，例如，它讓市政設(shè)施的管理得到統(tǒng)一的管理，使管理的效率得到很大的提升。能夠有效避免在修建管線，需要開挖道路所造成的負面影響。通過控制管廊的運行環(huán)境，能夠提高管線的使用年限，有效降低了管線的維修成本，能夠避免在更換管線或者新添管線時進行地面的開挖所造成的交通堵塞。綜上可以看出，城市綜合管廊很符合新型的建設(shè)理念。

5結(jié)語

綜上所述，合理的運用海綿城市的原理，并將其運用到市政道路排水中，可以有效減少道路積水和城市內(nèi)澇的發(fā)生，使城市獲得可持續(xù)發(fā)展。合理的選用植草溝，下沉式綠地，生物滯留帶等技術(shù)，使城市環(huán)境也會得到改善。

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作者:汪巖 單位:同濟大學浙江學院