基于海綿城市理念的市政道路排水設計分析

Summary：市政排水管網的建設是城市化發展的物質基礎，也是城市發展規模、面積擴大的必要條件，它在城市的防洪排澇和城市環境改善中發揮巨大的作用。然而，為滿足人民對美好生活的不斷追求，在城市建設中大量的人工結構物得到建造，道路、橋梁、建筑物等極大地改變了原有的地形地貌，也改變了城區的地表集水排水條件。相比于天然的土壤、植被等地表，硬化的道路和鋼筋混凝土建筑物等使得城市地表的不透水面積顯著增加，地表水下滲能力和雨水損失量大大地減小，加大了地表徑流和市政給排水管網的排水負荷。在遭遇暴雨條件時，連續且長時間的降雨極易引發城市內澇，大規模的積水給居民的生活和出行帶來嚴重影響。由于地表植被和土壤不透水構造物，如混凝土、磚塊、花崗巖等覆蓋，破壞了天然的雨水調蓄體系，原有的水文地質特征在很大程度上被改變，降雨不能夠被重復再利用。Keys：海綿城市理念;市政道路;排水設計引言近年來，隨著海綿城市建設理念的提出，各地開始編制相關的建設圖集和規范，國內外很多學者和工程技術人員也針對海綿城市開展了一系列研究。但是海綿城市在建設時也暴露出很多問題，如建設標準不統一，相關圖集或規范指導建議缺乏條理性和系統性。因此，海綿城市理念在市政給排水設計中的應用具有十分重要的工程意義。1、海綿城市理念在我國的城市排水管網歷史建設中，由于傳統的設計理念一直以排除雨水為主，對于雨水的重復利用和調蓄沒有相應地考慮，因此導致既有的給排水管網尺寸較小、排水量不足、排水標準低、敷設錯綜復雜，遠遠不能滿足現代城市建設中由于城區硬化面積增大導致排水量增加的要求[1]。海綿城市理念正是我國城市在長期遭受頻繁的內澇災害背景下提出來的，它借鑒了國外成熟的城市發展經驗，通過對市政排水管網的建設，在長時間連續性的強降雨發生時，不僅考慮了傳統市政排水管網對雨水的排泄，還通過有力的措施加大雨水停留時間和雨水的下滲量以削弱徑流峰值。依賴雨水調蓄系統對降雨進行吸收、存儲、沉淀和凈化，當水資源短缺時，可將凈化的雨水進行釋放、回水再利用以達到補充城市用水、節約資源的目的。2、海綿城市道路排水設計原則排水工程設計作為海綿城市設計的關鍵組成部分，其設計質量會對海綿城市建設水平產生直接的影響，必須充分重視。因此，海綿城市道路排水在設計過程中應遵循以下原則：第一，生態優先原則。給排水設計應將區域內的生態環境作為優先考慮因素，明確保護目標，加強前期生態分析與評估，從規劃布局、要素設計等方面降低對生態環境的影響；第二，統籌協調原則。海綿城市道路設計需要給排水、道路交通、景觀園林等多個專業的技術人員共同參與，需要從宏觀到微觀方面做好前期的統籌協調和技術對接，以提高設計質量，避免后期返工；第三，集約高效原則。海綿城市道路設計時應盡量選擇集約式布局，節約土地，減少對自然環境的破壞，將道路的雨洪控制功能、運營功能與沿線景觀相結合，最大限度地發揮其經濟效益、社會效益和生態效益。3、城市道路排水設施存在的問題城市道路是城市空間的重要組成部分,在城市建設中占有重要的地位。目前,城市道路建設仍多是以滿足城市交通需要為主,對市政雨水則僅體現在“橫坡地表徑流→雨水口收集→市政管網→排河”的傳統“快排”設計理念上。傳統的道路排水模式存在以下明顯的問題:一是傳統的道路排水設計中道路雨水直接通過市政管網排放,因地表徑流形成快,流量大,峰值疊加造成排水管網負擔加重,存在內澇風險;二是道路雨水徑流中夾雜著大量沖刷的垃圾和重金屬等污染物,污染物隨雨水一起排入排水管網、河道,造成嚴重的污染問題,影響水環境;三是傳統的道路排水設計中過于注重雨水的快速排放,不利于地下水資源的綜合補給,造成水生態嚴重破壞、水資源短缺;將海綿城市理念運用在城市道路排水設計中可以有效減緩地表徑流形成、有效緩解因徑流沖刷而產生的徑流污染問題、改善民生環境、改善城市內部生態環境等[2]。4、海綿城市理念的市政道路給排水設計分析4.1排水管道設計要點一是科學設定管道走向與設計參數。在進行排水管道設計時普遍會遇到在原有管網基礎上進行優化改造的情況，受新舊管網系統設計差異性、現場環境復雜等因素的影響，管道設計具有較大的難度。鑒于此，在武漢市某排水（雨污）專項設計過程中，設計單位在進行管道設計前，著重加強了相關數據信息的收集和調研，以此全面而深入地了解目標區域的原始管網狀態、周邊環境條件及相關數據參數，以便對管道走向和施工參數進行科學設計。二是做好排水管道橫斷面布置設計。在以往道路排水設計工作中，經常出現管線標準橫斷面設計圖紙中僅標識雨水、污水管線位置的情況，而沒有標識出道路排水管線的位置及相應設計參數，從而影響市政道路排水系統的施工建設。鑒于此，設計過程中，考慮到該項目存在多種管線且不與道路同步實施，因此在管道設計時采用了將雨水、污水管線敷設于非機動車道下方的設計方案，同時，將管線位置與車輛輪跡線錯開并在路兩側較寬的綠化帶下設置預留管線走廊。三是確保管線過街預留工作合理性。很多城市都有明文規定，新建或改建道路在規定時間內不得進行開挖施工，因此市政道路排水管線過街預留設計的合理性至關重要。設計師每隔120～150m便預留一個支管和檢查井，在道路交叉口及間隔500m左右均設計有預埋過街管，同時積極與道路工程相關部門協調，使部分涵洞具備預留管線通道的功能。在預留過街管道設計方面，要求使用管徑為1m的鋼筋混凝土管，其管頂覆土必須≥2m且兩端均要設置檢查井[3]。4.2排水管道布局要點一是結合目標區域用水特征，明確排水管道布局側重點。區域用水特征對于排水管道的布局具有直接的影響，因此在布局過程中充分了解目標區域的用水特征，針對性地制定排水管道布局規劃側重點。如城市老城區主要以住宅為主，其區域用水具有排水時間和排水點分散的特征，因此為滿足居民的排水需求，排水管道布局規劃側重于提高排水管道的覆蓋率；以企業和工廠為主工業區，其區域用水具有排水點和排水時間集中、排水量大的顯著特征，因此排水管道布局的側重點是提高排水管道的排水量。二是合理規劃排水分區，科學進行排水管道布局。根據所屬流域對目標區域進行排水分區，可實現目標區域排水情況的細化，從而有利于設計師進行更加細致、科學的布局規劃。結束語總之，市政道路排水工程設計，應以規劃為依據，從全局出發，綜合考慮社會效益、環境效益和經濟效益，近期和遠期工程的需求相結合；雨水系統設計需結合現狀，充分利用已有的管（渠）設施，因地制宜、全面規劃、合理布局，盡量維持現狀河涌走向；雨水分區的劃分應遵循高低水分開、內外水分開、主客水分開、蓄排結合、分散出口、就近排放的原則；對系統的排水體制選擇、排水走向、管道尺寸、管材選用、管位布置等進行優化，使排水系統設計更為經濟合理；排水設計融合海綿城市理念，為整個生態循環系統和環境保護奠定堅實的基礎。Reference：[1]鐘翔燕.市政道路給