“海绵城市”语境下的市政道路排水设计研究

“海绵城市”语境下的市政道路排水设计研究

北京市市政工程设计研究总院有限公司

摘要:本文在研究中以市政道路给排水设计为核心,分析“海绵城市”的理念和建设核心,提出“海绵城市”语境下的市政道路给排水设计,优化市政道路给排水设计结构,提高道路给排水效率,促进海绵城市的建设,并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词:海绵城市;市政道路;排水设计;城市建设

市政道路给排水设计是城市建设中的重要内容,随着城市化进程的加快,使得市政工程数量逐渐增加,扩展了原有的发展空间,而海绵城市又被称为水弹性城市,在雨洪灾害中具有极强的应对能力与环境适应能力,这为市政道路排水设计方案的制定提供价值性的参考。在这样的环境背景下,探究“海绵城市”语境下的市政道路给排水设计研究具有非常重要的现实意义。

一、“海绵城市”理念分析

海绵城市作为新一代城市雨洪管理理念,又有“水弹性城市”之称,在雨水天气下,具备吸水功能、蓄水功能、渗水功能以及净水功能,不仅释放蓄水,还可以对雨水加以利用,解决城市用水紧张的问题。在海绵城市建设中,所使用的材料具有渗水性强、抗压耐磨、环保美观、舒适易维护、减少噪音等优势,有效缓解城市热岛效应,有利于城市微气候的调节。转变观念是建设海绵城市的基础,在传统城市建设中,多以硬化路面为主,一遇到大雨天气,都要依赖于管渠道或是泵站等设施排水,规划设计理念为快速排除、末端集中,很容易造成逢雨必涝的情况。而在《海绵城市建设技术指南》中,强调利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地以及渗水砖等系统共同排水,规划设计理念为慢排缓释、源头分散,不仅防止洪涝的情况,还收集大量的雨水进行利用,提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。

二、“海绵城市”的建设核心

(一)渗

传统城市建设中,多以硬化路面为主,路面铺设不透水材料,容易引发各种内涝问题。而在海绵城市建设中,强调自然渗透理念,将渗透置于首位,有效规避地表径流的情况,保证地下水充分,利用土壤进行水质净化,有效改善城市微气候。实际上,渗透方式有很多,包括路面透水材料的铺设、屋顶绿化、绿地竖向优化等方式,在源头上留下雨水并渗下去。

(二)滞

滞的目的是延缓时间内的雨水径流量,利用微地形的规划和调节,使得雨水汇集到某处,以时间换空间,延缓径流高峰,主要措施为雨水花园、渗透池或是人工湿地等。

(三)蓄

蓄的根本目的是留下雨水,遵循自然地形与地貌,让降雨自然散落。由于人工建设对自然地形地貌造成很大的破坏,使得短时间内雨水过于集中,形成内涝问题。而将雨水蓄集后,实现调蓄作用和错峰作用。

(四)净

利用土壤的渗透能力,通过植被、水体或是绿地等系统进行水质净化,雨水储蓄后,通过净化处理再重新利用到城市用水中,一般包括居住区雨水收集净化、工业区雨水收集净化、市政公共区域雨水收集净化。

(五)用

在雨水的土壤渗透净化、人工湿地净化以及生物处理净化后,会被大量广泛的利用,无论是风水区域或是缺水区域,都要重视雨水资源的处理和利用,环节洪涝灾害的同时,缓解用水压力,提高水资源的利用率。

(六)排

排水功能中融合了城市竖向和工程设施,把排水防涝设施和水系河道进行紧密联合,构建集地面排水、地下雨水管渠的排放系统,防止城市内涝问题,及时排除雨水。

三、“海绵城市”语境下的市政道路给排水设计

(一)道路设计

当前,城市道路中的车行道和人行道均是非透水性路面,遇到雨水天气,很容易造成路面积水,特别是雨天路面湿滑,降低了道路使用的安全性,还会影响城市地下水的正常补给。对此,在道路设计中,要引入海绵城市理念,合理规划市场道路给排水设计,选择透水性高的路面材料进行铺设,提高路面的透水性和防滑性,降低地表径流量,促进地下水的循环回流和正常补给,保证地下水充足。例如,在某道路工程中,道路为南北走向,设计长度650m,道路原状机动车道宽7.5m,人行道宽3.5m,绿化退线宽8~10m,周边地块主要为厂区、绿化用地。依托于海绵城市理念,其规划设计如图1所示,保留现状雨水主管及检查井,检查井井盖标高与设计路面标高保持一致,道路红线宽度:20m=2m(人行道)+2m(生物滞留绿地)+25m(非机动车道)+35m(机动车道)+35m(机动车道)+25m(非机动车道)+2m(生物滞留绿地)+2m(人行道),本方案雨水综合利用主要是人行道及非机动车道采用透水铺装,道路两侧设置下凹式生物滞留设施,达到预期的设计效果。

图2市政道路绿化带给排水设计

在雨水收集系统中,雨水集中在绿化带雨水口,位于路面下方15cm左右,雨水口规划合理、分布均匀,在道路与绿化带种植土间,衔接雨水管道系统与绿化带,并通过路滑带的溢流系统,实现雨水管道系统与雨水收集系统的连接,一旦绿化带雨水过多,会利用排水管道进行排放。

在水体过滤系统中,遇到雨水天气,雨水达到地面汇集起来进行储存,为了提高雨水清洁度,可通过水体过滤系统进行雨水净化处理。在水体过滤系统设计中,铺设一层种植土和砾石层,合理埋设渗透管,通过土壤地表深入到地下,净化雨水,有利于雨水的回收再利用。

在缓排滞蓄系统中,分析绿化带地形结构特征,规划导流系统,保证雨水循序渐进渗透到地下。同时,为了实现雨水沉淀,要在雨水口安装明沟,明沟两侧设计出水沟渠,引导雨水流向,重新进入到绿化带中,形成循环利用系统。

在排放系统中,连接雨水储存系统和排水管道,设计溢流系统,特别是针对降水量大的季节,由于雨水口无法处理大量雨水,采用雨水储存的方式,由溢流系统进入到市政管网中,实现多余降水的排除。

(三)附属设施设计

针对路缘石或是路肩边沟等附属设施,基于海绵城市的视角下,要做到以下几方面:第一,在路缘石设计中,包含平缘石、立缘石等类型,其中平缘石高度与周边地表高度一致,使得雨水直接流到雨水口与绿化带,避免道路积水问题。而立缘石高度略高于地表,雨水逐渐汇聚到雨水口,设计间隔式立缘石,保证雨水进入到绿化带中。第二,在路肩边沟设计中,将植草沟取替原有的混凝土,地表沟渠中进行植被种植,可以有效收集净化雨水,并有利于雨水的输送和排放。

结束语:

综上所述,在市政道路给排水设计中,要引入海绵城市理念,围绕海绵城市的功能和优势,全面规划市政道路给排水布局,优化管路设计,提高市政道路给排水设计的科学性和有效性,进而促进我国市政道路建设的可持续健康发展。

参考文献:

[1]张钦鑫.基于海绵城市理念下市政道路给排水设计分析[J].中国标准化,2018(18):119-120.

[2]宋旭升,王辉霞.“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用分析[J].中国资源综合利用,2018,36(07):128-130.

[3]张燕.“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用分析[J].科技风,2018(20):133.

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