“海绵城市”理念下的城市排水设计探析

发表时间:2016/5/26   来源:《工程建设标准化》2016年2月供稿   作者:郑义
[导读] (中铁上海设计院集团有限公司南京设计院,南京,210009) 城市排水系统是城市基础设施中的重要组成部分,对整个城市的正常运转起着重要的作用。

(中铁上海设计院集团有限公司南京设计院,南京,210009)
 
        【摘  要】近年来,城市建设规模日益加大,但城市内却出现了类如城市内涝等等的诸多城市病,每逢大雨,全城看大海,给居民生活带来了严重不便。2013年中央城镇化工作会议以来,“海绵城市”这一理念摆上了桌面,要求我们设计人员从转变自身理念入手,充分认识城市排水工程的重要性,牢记“排水先行”,提高全社会对排水工程重要性的认识。
        【关键词】海绵城市;城市排水;设计探析

        引言:
        城市排水系统是城市基础设施中的重要组成部分,对整个城市的正常运转起着重要的作用。我国由于历史原因,进入现代化城市建设是近十几年的事,过去的排水系统,由于当时设计时候缺乏经验、没有科学的总体规划、限于当时技术水平,已经不适应当前城市的发展,导致目前雨污合流、逢雨看海等情况屡见不鲜。“海绵城市”这一理念下的排水设计,要求我们转变传统思路,借鉴了一些发达国家和地区的先进理念和设计经验,解决好城市排水问题。
一、目前城市排水现状与存在的问题
        城市排水系统是一个城市运转的毛细血管,它的通畅与否,直接决定了整个城市能否健康运转。人类自从进入文明社会,有了城市以来,就不断的研究人口集中的城市排水问题。我们现在可以看到,有的城市的排水系统使用了上百年、而有的城市的排水系统屡屡出问题,这其中积累了大量的经验和教训。
        1.我国城市排水系统现状
        现代化城市建设中,大干快上,重地上、轻地下,大量的城市地面被混凝土和沥青这些不透水材料所覆盖,原来可以自然接纳渗透雨水的绿地越来越少。据研究表明,在自然生态系统中,80%的雨水可以渗透到地下,20%的雨水产生径流流走;而目前在城市中,只有20%的雨水可以回渗到地下,80%的雨水形成地表径流,特别是在短时极端天气情况下,城市排水系统压力巨大,不足以满足排水的需求 ,
        2.目前城市排水系统存在的问题
        十多年前建成的城市排水系统中,排水规划、排水体制缺乏长远考虑、技术标准较低以及排水管理不到位都是存在的最主要问题。
        (1)由于城市化进程过快,过去的城市排水系统缺乏长远规划,未能考虑后期区域地块的发展利用,导致原有的地面沟渠被填埋、埋设的管道管径过小,雨污混流。特别是在城市建设的“盲区”、排水管网的“盲点”,易发生城市内涝、供水污染等次生灾害,带来道路拥堵、市民恐慌等社会性问题。
        (2)城市建设实施单位较多,相互不沟通,分工不明确,存在着权责不清析,各自为政的情况,管道随意接入,超出先埋的管道排水能力范围,导致排水不畅,甚至积水。
        (3)过去的设计暴雨重现期,一般市政道路都是按照1~2年的标准来计算雨水流量的,重要节点地区最多也就按照5年一遇的标准来计算。这样的标准不适合当前城市的发展水平及要求,目前一些发达地区都是按照20年,甚至50年的标准来计算雨水流量。
        (4)重建设、轻管养的问题得不到根本解决。长期以来,我们的城市建设的排水系统中有太多这样“重建设、轻管养”的案例。排水设施建成后,没有人来进行专门的巡查养护,导致管道沉降、渗漏、淤积,难以发挥应有的作用。一旦某些设施不能发挥作用,就想着推翻重来、另搞一套,却不注重从日常管理、运营中找问题,造成了资源的大量浪费。
二、“海绵城市”理念下城市排水设计的任务
        2013年12月12日,习近平在在中央城镇化工作会议上发表讲话时谈到,在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。
        在2014年住房城乡建设部印发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》的通知 ,明确提出了积极推进海绵城市建设。
        “海绵城市”是实现从快排,及时就近排出,速排干的工程排水时代跨入到“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水,生态排水的历史性、战略性的转变。
        在城市开发建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能,解决当前城市内涝灾害、雨水径流污染、水资源短缺等突出问题,修复城市水生态环境,还可以带来综合生态环境效益。如,通过城市植被、湿地、坑塘、溪流的保存和修复,可以明显增加城市“蓝”、“绿”空间,减少城市热岛效应,改善人居环境,打造“会呼吸”的城市”。
 
 

三、“海绵城市”理念下的城市排水设计原则及设计思路
        现阶段城市排水设计需要注重排水系统设计的整体效果,更要结合城市的建设,保持可持续发展。因此,主要原则应注重以下几方面:
        规划引领  切实落实海绵城市建设、低影响开发雨水系统构建的内容,根据规划来设计,发挥规划的控制和引领作用。
        生态优先  根据城市规划中的蓝线和绿线,设计中要保护好河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,优先利用自然排水系统,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环。
        安全为重 设计中要以保护人民生命财产安全和社会经济安全为出发点,综合采用工程和非工程措施提高低影响开发设施的建设质量和管理水平,消除安全隐患,增强防灾减灾能力,保障城市水安全。
        因地制宜 根据本地自然地理条件、水文地质特点、降雨规律等,合理确定设计方案,科学规划布局和选用下凹式绿地、植草沟、人工湿地、可渗透路面、砂石地面和自然地面,以及透水性停车场和广场等低影响开发设施及其组合系统。
在海绵城市”理念下的城市排水设计,我们可以从以下几方面加以着手:
        雨污分流  设计时,雨水污水各自形成独立系统,避免雨污混流,防止雨水污染,改善城市水环境。
        保留出路  前期规划设计时,尽可能保留原有自然水系,为可能增加的雨水径流提供可靠的出路。
        合理计算  在设计计算时,确定合理的综合径流系数,设计标准可以适当提高。
        优先技术  大力实施采用低影响开发技术,设计中通过透水铺装、下沉式绿地、绿色屋项、生物滞留设施、雨水湿地、渗管/渠等方式来实现雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排” 六位一体的综合排水。
        绿色排水  摒弃传统排水只能靠管、沟、渠来实现的观念,与其它和排水密切相关的部门(规划、水利、园林等)积极沟通,实现绿色排水。
四、传统排水和绿色排水造价比较
        “海绵城市”理念下的排水会不会增加城市建设投资?专家认为,“海绵城市”理念注重对天然河道、湖泊、湿地、坑塘、沟渠的保护和利用,大大减少建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。同时,利用当地适宜的生态化设施,如植草沟、雨水花 园、雨水塘、多功能调蓄水体等,与园林景观相结合,与城市绿地和景观水体相结合,充分利用雨水资源,缓解城市径流污染和内涝风险,降低水环境污染巨额治理费用,减少城市内涝造成的巨额损失。由此可见,非但不会增加城市建设投资,反而  会节省成本。
        结语:“海绵城市”是中国解决城市排水问题的可持续发展之路。海绵城市尤其是低影响开发对于城市排水中的径流污染控制、径流量削减、地下水补充等都有重要意义。。
        参考文献:
        [1]《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建(试行)》,北京,住房城乡建设部,2014年11月
        [2]《海绵城市概论》,章林伟,给水排水, 2015(6):1-7
        [3]《以建设“海绵型城市” 改善城市排水及生态环境的探索》,白志远,中国建设信息,2014年13期
        [4]《“海绵城市”应作为城市给排水建设的重要内容》,王一川,江西建材,2015第5期
        作者简介:
        郑义,男,江苏南京,本科,工程师,中铁上海设计院集团有限公司南京设计院。
 
 
 

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