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(jì)的快速發(fā)展，城市的地面硬化現(xiàn)象加劇，導(dǎo)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(wù)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)水的蓄存和釋放，使得雨水在城市的自由遷移，進(jìn)而解決城市內(nèi)澇，改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)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(jì)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(yīng)環(huán)境變化的同時(shí)也對雨水帶來的自然災(zāi)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(jìn)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(shí)把雨水排出。而海綿城市不僅能夠及時(shí)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(jìn)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(yīng)，從而形成了一個(gè)良性的循環(huán)，使得城市的自我修復(fù)功能得到加強(qiáng)，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(gè)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(dāng)坡度大于等于3‰時(shí)采用的是集中集水的方法，當(dāng)坡度小于3‰時(shí)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(shí)也會造成城市熱島效應(yīng)。道路兩旁每間距25~50m都會設(shè)置一個(gè)雨水口，但事實(shí)上雨水口很少有人進(jìn)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(shí)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(shí)排走的情況。

2.2人行道

人行道的規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)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(dá)到美觀的效果，也沒有達(dá)到過濾，沒有吸收水的作用，更沒達(dá)到水的循環(huán)利用，甚至還要人工進(jìn)行再次澆灌。綠化設(shè)施占了很大一部分道路設(shè)計(jì)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?xì)狻⒔o水管、排水管、污水管、雨水管，這些管線各自為政，設(shè)計(jì)和施工的時(shí)間不同，隨意開挖，嚴(yán)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(shí)，雨水通過的透水面層和透水基層（也就進(jìn)行了初步過濾）匯集到蓄水層，通過排水管及時(shí)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(shí)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(jì)，要結(jié)合海綿城市的理念來設(shè)計(jì)，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(qiáng)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(shí)候，能夠更快地引導(dǎo)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(bǔ)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(biāo)高一般是旁邊道路的標(biāo)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(dá)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(gè)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(yīng)大于4%，最大流速應(yīng)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(shí)能夠及時(shí)的將溢流排放，并且匯集到排水管網(wǎng)中。溢流口頂部的標(biāo)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(shí)可以設(shè)置穿孔管來收集雨水。在建設(shè)雨水花園時(shí)，選擇合適的植物也非常重要，需要聯(lián)系當(dāng)?shù)氐臍庀缶?，了解?dāng)?shù)亟涤炅?，客觀的分析判斷雨水的徑流量，進(jìn)而選擇合適的植物。雨中花園的優(yōu)點(diǎn)有很多，首先它的建造成本較低，維護(hù)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(jī)污染物和其他的有害物質(zhì)。雨水花園的設(shè)計(jì)外觀新穎，給人一種新的視覺感受。雨水花園的植物能有進(jìn)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(gè)空間，把電力、通信、燃?xì)?、給水管、排水管、燃?xì)獾裙こ坦芫€全都設(shè)立在這個(gè)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(yīng)符合城市整體的要求，要預(yù)留遠(yuǎn)景發(fā)展空間。該工程要堅(jiān)持因地制宜、遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌建設(shè)的原則，它的覆土厚度應(yīng)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(jì)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(diǎn)，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(fù)面影響。通過控制管廊的運(yùn)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(shí)進(jìn)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(yùn)用海綿城市的原理，并將其運(yùn)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(jì)大學(xué)浙江學(xué)院