海绵城市理念在市政给排水设计的运用探讨

海绵城市理念在市政给排水设计的运用探讨

杨汉湘

浏阳市住房和城乡建设局 410300

【摘要】：本文深入探讨了海绵城市理念在市政给排水系统设计中的应用，旨在通过优化给排水设计，提高城市对雨水的收集、净化、渗透能力，以实现水资源的可持续利用和城市生态环境的改善。通过分析海绵城市的构建原理及其在给排水系统中的实践应用，本文展示了如何通过材料选择、系统规划、生物滞留设施设计、路面设计及绿化带给排水设计，提升城市排水系统的效率和生态友好度，减少自然灾害风险，促进城市可持续发展。

【关键词】：海绵城市；市政给排水设计；雨水管理

1.海绵城市建设的概念

随着城市的建设发展，以往所采用的市政给排水设计方式已经很难满足城市的需求，所以需要找到一种更为先进的给排水设计理念。海绵城市建设是一种新型的城市水管理理念，旨在通过模拟自然生态系统的方式，有效控制和管理城市地表径流，以达到减缓和缓解城市水循环和生态环境问题。该理念强调城市开发过程中的低影响开发（LID）原则，通过增加城市地表的渗透性和蓄水能力，促进雨水的自然渗透、蓄积、净化和回用[1]。通过这种方式，海绵城市不仅可以有效应对城市内涝、改善城市水环境，还能增强城市对气候变化的适应能力和韧性，同时提升城市生态美观和居民生活质量。

2海绵城市建设理念应用的意义

2.1缓解城市内涝问题

近年来，随着恶劣天气自然灾害数量不断增多，一旦出现台风或暴雨等情况，部分城市将会出现严重的内涝问题，如果不能妥善解决城市内涝，不仅会导致严重的经济损失，而且会阻碍城市发展的脚步。在对内涝问题进行剖析后发现，部分城市的排涝系统过于陈旧，并且不能发挥应有的作用，由此导致在降雨集中天气状况下，城市容易出现不同程度的内涝问题。因此，为了解决城市内涝问题，除了要积极改善城市给排水系统的排涝功能外，还需要应用海绵城市建设理念合理设计强力蓄水、排水系统，当出现强降雨天气后，蓄水、排水系统可以有效解决城市内涝问题，并且可以对水资源进行有效的管理。

2.2 提升水资源利用率

水资源利用率不高是长期困扰城市发展的重要问题，借助海绵城市建设理念，城市给排水管理机构可以不断完善供水体系，并对水资源进行有效管理，利用海绵城市自身的净水、蓄水等功能，实现水资源的高效应用。

2.3解决城市水污染问题

随着城市中工业经济的不断发展，越来越多的工业企业拔地而起，每天都会产生大量工业废水。此外，随着城市化进程加快，城市人口逐渐增多，生活污水的产出规模呈现逐年增长的态势。面对大量工业废水与生活污水的排放，如果不能妥善处理，将会引发城市水污染问题。因此，借助海绵城市建设理念，相关设计人员可采取现代化设计手段提升城市整体污水处理水平，持续改善城市水环境质量。

2.4提升城市空间利用率

我国国土面积辽阔，但是城市土地资源仍然十分紧张。为了使城市土地得到高效利用，需要借助海绵城市建设理念进一步提升市政给排水设计水平，在有限的空间内保证水资源高效利用，实现水资源的高效净化。

2.5提升市政给排水设计质量

对于市政给排水设计人员来说，海绵城市建设理念的出现，可以为设计人员持续性地供给新的设计方法。此外，为了提升给排水系统应用效率，设计人员要以城市发展实际情况为基础，科学规划市政给排水系统，同时合理改造原有给排水系统，保证给排水设计方案可以满足城市发展需要。

3海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

3.1选择材料时的精准策略

在构建市政给排水系统时，对材料的精挑细选不仅反映了设计的前瞻性，而且直接关联到系统的综合性能和持久稳定性。设计团队需从多角度审视所需材料的属性，确保这些材料能够满足系统的多元化需求。例如，选取管材不仅要考虑其长期耐用性，还要评估其对水质的保障作用及输水效率。此外，实现海绵城市理念的核心，在于如何通过非传统的给排水途径如渗透性铺装和生态雨水花园等，增强地区的水循环能力。因此，选择能促进水分子“毛细作用”或实现“虹吸效应”的材料，对于提升地面水的吸收和渗透能力尤为重要[2]。这种设计思维要求设计师不仅仅是技术执行者，更是跨专业协调的桥梁，需要与城市规划、环境保护等多部门紧密合作，以确保海绵城市的理念得以全面融入市政给排水系统的每一个环节。

3.2综合性规划的创新思路

在市政给排水系统的设计中，采取综合性规划方法能够确保系统不仅满足当前需求，而且具备未来可持续发展的潜力。这种规划不仅需要设计师具备高度的专业技能，还要求他们对城市水循环的全局视角有深入的理解和考量。通过全面分析城市的水文特征及现有的排水设施，设计师能够发现并整合海绵城市理念下的各类雨水管理设施，如下沉式绿地、透水性路面等，进而为给排水系统的优化提供创新方案。这不仅是对传统设计方法的超越，也是对城市给排水系统功能性和适应性的全方位提升。通过这样的综合性规划，可以实现给排水系统与城市其他基础设施的和谐共生，使之更加高效和环境友好[3]

。设计师在这一过程中扮演的角色，不仅是技术问题的解决者，更是城市可持续发展的促进者，确保设计方案在满足基本排水需求的同时，也能为减轻城市水灾害、提升生态质量做出贡献。

3.3生物滞留设施的创新设计

生物滞留设施的设计在城市排水管理中具有重要作用，特别是在增强市政道路绿化带的宽度至2.5m，并形成下凹绿地以增进汇水的收集与滞留方面。此类设计通过生物、化学及物理过程联合作用，有效降低了污染物的存在[4]。设计过程中，专业人员依据实际道路状况，精心选择适宜的植被种类并在道路两旁栽植，确保土层深度达到120cm。该策略旨在通过下凹设计收集并处理雨水径流，使用卵石层的穿孔管来收集下渗雨水，当雨水超出下渗能力时，其余部分会储存在持水层内，通过设置的溢流口（位于持水区底部以上20至25cm处）排入雨水管道系统。该设计还考虑到了植物耐淹能力对绿化带生长的影响，通过精确计算确保生物滞留设施在11.1h内能够排空标准蓄水量，满足24h内处理最大雨水流量的要求。

3.4路面设计的环保策略

对于市政道路的设计而言，确保路面具有良好的排水性能是至关重要的。通过设定道路的横向和纵向坡度，并确保车行道的横坡达到2%，可以自然引导雨水流向排水口。在路面材料的选择上，采用透水性能优异的沥青混凝土、透水混凝土或透水砖，配合下层的透水材料，如多孔隙的碎石，不仅加强了路面的承载力，还促进了雨水的快速渗透[5]。这样的设计不仅减轻了城市排水系统的负担，而且有效补给了地下水资源，展现了对环境的深度考虑。通过这些措施，城市道路不仅满足交通需求，还成为城市水资源管理和生态保护的重要组成部分。

3.5绿化带给排水与养护设计

在城市绿化带的给排水及养护设计方面，采取综合性的策略以提高其功能性和效率至关重要。通过精心设计，绿化带不仅能够美化城市环境，还能在雨水管理中发挥重要作用。设计过程中，重点放在以下几个方面：（1）设计中应充分利用海绵城市的原理，使绿化带成为雨水收集和净化的有效区域。通过设置特定的植物种植区和水体渗透系统，绿化带能够吸收和净化雨水，促进水循环的自然过程，同时减少城市排水系统的负担。（2）对绿化带的结构进行精确设计，确保其既能满足美观要求，又能有效地进行雨水管理。这包括对绿化带高度的控制，通常设定在15cm到20cm之间，以保证有足够的土壤深度支持植物生长和水分渗透。（3）绿化带中的排水和过滤系统设计需精细化处理，如通过设置砂石过滤层和适宜的土壤组合，不仅可以优化雨水的收集和过滤，还能确保满足城市用水的质量标准。（4）设计中还需考虑绿化带的排水通道，采用明沟等方式，便于雨水排放，同时减少对植被生长的不良影响。这样的设计不仅提高了绿化带的美观性和生态功能，还增强了其在城市雨水管理中的作用。

4结语

海绵城市建设是以水害控制和水资源循环利用为核心的，市政给排水规划应优先满足这两个目标，在此基础上全面优化给排水系统的通道容量、积蓄总量、运行成本、质量与安全性，从而满足新时期生态化海绵城市的运行需求。

参考文献：

[1]周立权.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用[J].建材与装饰,2023,19(28):85-87.

[2]谭子聪.海绵城市理念在市政给排水设计的运用探讨[J].科技资讯,2023,21(22):141-144.

[3]吴灿璋.基于海绵城市理念的市政给排水设计研究[J].建材发展导（上）,2023,21(2):34-36.

[4]梁慧,武孟,刘文昌等.基于海绵城市理念的雨水设施在市政工程中的应用研究进展[J].市政技术,2024,42(02):181-188.

[5]崔添铭.海绵城市理念下市政道路给排水设计分析[J].低碳世界,2024,14(01):91-93.