浅析海绵城市理念在市政给排水设计中的应用论文_方晓磊

浅析海绵城市理念在市政给排水设计中的应用论文_方晓磊

杭州市城建设计研究院有限公司 浙江杭州 310020

摘要:部分城市多发内涝,如何有效治理多雨内涝的问题已经成为当下市政给排水的关注点。当前阶段,我国城市的基础建设工程质量及技术水平经过相当长一段时间的发展,已经逐渐成熟,并不断引入国外先进的城市建设理念。海绵城市建设已经成为城市化建设中变成必不可少的一部分,并且对城市化建设起到了积极的作用。基于此,文章阐述了海绵城市在市政给排水设计中的相关理念,并对其理念的应用进行了分析,以期能够对今后的项目有所帮助。

关键词:海绵城市;市政给排水;应用

1 引言

目前,我国城市基础建设发展已经取得了显著的成效。但是,雨水季节某些城市内涝现象严重的问题依就存在,并困扰着城市管理者及人民群众,影响城市功能的运行及老百姓的正常生活与工作,从长远来看不利于城市建设的可持续发展。市政给排水设计的过程当中加入海绵城市的理念往往对雨水排放及收集有促进作用,这就要求这部分设计人员能够掌握海绵城市的相关工艺技术,在设计时遵循生态为本、因地制宜的原则,同时要加强对城市环境全方位的考量,选择科学、有效且合理的海绵城市方案,进而将其完善后融入到实际工程施工中去,最终提高城市水生态系统的可持续循环能力,构建良好的城市生态环境系统。

2 海绵城市概述

顾名思义,海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然 灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。国内的海绵城市建设,是从2014年10月国家住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》开始,现在,海绵城市建设已经在城市化建设中变成必不可少的一部分,对城市化建设起到了相当积极的作用。海绵城市的建设途径一般有三方面,一是对城市原有生态系统的保护;二是生态恢复和修复;三是低影响开发。海绵城市理念在市政给排水中的应用靠的就是低影响开发技术。

3 海绵城市的优势

由于目前城市道路普遍采用沥青砼或者混凝土路面,且综合体、广场等配套设施的大面积增加,导致雨水无法渗透至地表土壤以下,进而产生了路面积水等问题。传统的雨水排水体系,雨水只能通过市政雨水系统就近排至周围水体,无法将这些自然雨水利用起来,也无法将这些雨水去补给地下水,白白丢失了这部分水资源。海绵城市的应用,是通过增多城市这块“海绵”表面的吸水口,在雨水来临的时候能更多的吸收并储存雨水,一部分雨水进入调蓄设施,缓慢的将雨水渗透入土层中;一部分可利用的雨水资源对其进行处理,达到水质要求后进行使用,比如绿化浇灌、洗车等用处,这种弹性的空间可以很大程度上解决了城市内涝以及雨水利用率偏低的问题。

海绵城市的优势主要体现在以下三个方面:一是对市政给排水设计提供了新的视野。在传统市政给排水设计中,对雨水只要求能够排放至河道等周边水体,低洼地区路面在相应暴雨重现期下不产生积水,并没有考虑将这部分雨水利用起来,而海绵城市则思考的相对广泛,用发现的眼光去看待这部分雨水的剩余价值,让物尽其用;二是有助于促进城市发展与自然生态相适应。在过去很长的一段时间,社会发展及城市建设的进程快,但是优先考虑了经济社会的发展,部分忽视了城市建设对于自然环境的负面影响,从而导致了城市建设与自然环境不协调的局面,很大程度上制约了城市建设的可持续发展;三是有利于实现城市水体的自然循环。在过去的城市建设过程中,钢筋水泥及沥青混凝土很大程度上破坏了雨水在城市中的自然循环,雨水收集后直接排放到城市河道或者湖泊内,这些雨水没有被土壤吸收直接进入水体,超过了水体的受纳程度造成内涝,而海绵城市重新让城市面层对雨水进行吸收,加强了自然生态环境的模拟,从而使城市变得更自然化。

4 海绵城市的应用

应用海绵城市理念到市政项目当中,首先需要对相关的设计因素进行考虑,包括城市平均降水量、雨水峰值、雨水径流量、水资源分布、用水量、城市建设实际情况等因素,然后通过分析再选用适合的工艺及手段进行规划、设计。

4.1 与绿化相结合

通过对城市绿化的改造,能够有效地减少暴雨初期的径流量,并推迟暴雨径流峰值出现的时间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般的海绵城市应用技术分为三种,内容范围涵盖了雨水径流的全过程,包括雨水源头、中途、末端的渗透技术:一是源头削减技术,包括下沉式绿地、生态滞留区、旱溪、渗透检查井等;二是中途转输技术,包括调节塘、渗渠等;三是末端调蓄技术,包括雨水调蓄池、雨水湿地等。设计时需结合项目具体的情况特征进行技术选择。具体应用介绍:

① 下凹式绿化-溢流式雨水口的应用

目前,城市道路雨水收集大部分还是在使用传统的“雨水口-雨水井”的雨水收集系统,雨水快速排放的目的达到了,但是没有考虑到雨水的渗透,如果初期雨水量大则容易产生内涝。下凹式绿化-溢流式雨水口则考虑到一部分初期雨水通过路侧绿化分隔带或者中央绿化带(一般设置成下凹式绿地)进行渗透,如果初期雨水量较大则多余雨水进入绿化带内的溢流式雨水口进行排除。

② 环保雨水口、渗透检查井的设置

环保雨水口、渗透检查井以调蓄雨水为设计目的,井身为PE材质,井壁及井底均开孔进行雨水渗透,外部采用透水土工布及填充碎石保证雨水能够进入土层。井箅盖下设置截污网筐,防止大颗粒固体进入井体内堵塞孔洞,保证雨水能够正常渗透。进水管上部设置溢流出水管,排出多余雨水,溢流出水管可与其他渗透检查井结合作为一套雨水渗透排放一体化系统,或直接接入市政雨水系统保证初期大流量雨水的顺利排除。相比与传统雨水口、井,环保雨水口、渗透检查井能截流一部分初期雨水,保证雨水初期下游水体的水位不会上涨太快,从而消除或延缓内涝的产生。

4.2 与铺装相结合

城市道路路面由于多采用沥青砼及素混凝土形式,不具备透水性,使得雨水无法从路面上渗透,使进入雨水管网的径流量变大,而近年来较为新型的透水沥青砼、混凝土以及透水基层则能改变这一状况。透水路面的主要设计理念是道路结构层均采用多孔透水材料,雨水通过路面材料的连通孔隙从面层入渗并部分渗入路基,其余无法及时渗入路基的部分通过结构层内设置的排水管排除,从而最大限度缓解城市洪涝灾害并补充地下水资源。

车行透水路面结构介绍:4cm细粒式透水沥青混合料上面层+6cm粗粒式透水沥青混合料下面层+36cm多孔沥青稳定碎石基层或多孔水泥稳定碎石基层+30cm级配碎石底基层和透水土工布隔离层。

人行透水路面结构介绍:4cm透水混凝土面层+8cm透水混凝土基层+20cm级配碎石垫层+土基层。

透水路面不仅可以削减地表径流,还能在缩短雨天刹车距离、降低车行噪音、减少水雾及眩光等方面有明显的作用。

其他与铺装相结合的技术如人行道透水铺砖、停车位设置植草砖等形式,都是海绵城市理念的一种具体体现。

5 海绵城市应用中遇到的问题及思考

实际工程当中透水沥青砼、混凝土材料在使用过一段时间后,面层容易起砂,造成道路表面坑坑洼洼,使用年限相对于传统路面缩短很多。就目前透水道路的使用情况而言,离真正能应用到城市道路中去的时间还较为长远。我认为原因有二:一是透水材料因为功能特殊导致孔隙率较大,因此承载能力与传统材料差距较大,如果不能解决承载能力的问题很难应用在机动车道下方。二是透水材料的普遍性问题——孔隙容易被大颗粒固体堵塞,失去其原有透水的属性,并且我国城市道路情况复杂,灰尘及垃圾较多,难以保证透水材料长期的透水性。

不过,透水沥青砼、混凝土在人行道、公园及城市绿道这些低承载需求的路面上还有极大的应用空间。避免了承载能力不足这一缺点,让公园及绿道真正成为维护城市环境的“肺”及“血管”。

6 结语

海绵城市的建设在如今钢筋水泥的社会中与低影响开发技术是密不可分的,要做到低影响开发就应结合地方特色、文化,了解人们的出行、生活习惯,对人们生活、工作的影响降到最低,同时加入景观艺术的元素,让低影响开发技术不知不觉融入到寻常社会中去,从而促进海绵城市的顺利发展。

参考文献:

[1]段书卫.海绵城市市政给排水规划设计分析[J].建筑工程技术与设计,2018(27):1721.

[2]徐二敏.海绵城市市政给排水规划设计[J].建材与装饰,2019(31):119-120.

论文作者:方晓磊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/3

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