基于海绵城市理念的市政道路排水系统设计研究

发表时间:2020/12/1   来源:《建筑设计管理》2020年16期   作者:樊坤朋 吴森泉
[导读] 中国的都市化进程,在高速发展的过程中,许多城市为了创造更好的生活环境而逐渐加快,同时城市的快速发展也增加了城市供水、排水系统的负担。
        樊坤朋 吴森泉
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        4405821985121****
        摘要:中国的都市化进程,在高速发展的过程中,许多城市为了创造更好的生活环境而逐渐加快,同时城市的快速发展也增加了城市供水、排水系统的负担。特别是城市排水,传统排水系统的缺点逐渐暴露出来。在调查各种排水优化方案的过程中,人们逐渐发现了与海绵城市理论相结合的优点。根据海绵市的理论,排水设计不仅解决了当前城市排水问题,还可以避免城市水环境恶化,减少城市浸水的风险,使城市生态环境更加健全。希望帮助城市排水设计师的大部分,简要分析了海绵市理论背景下城市道路排水设计的原理和方法。.
        关键词:海绵城市理念;城市排水;排水设计
        引言
        我国一些地区常年多雨,尤其东南沿海地区,受到季风等的影响,在每年的雨季都会出现大范围的降雨。而有些城市由于排水系统设计不良,一旦降雨达到一定量,排水系统就会瘫痪,严重影响城市正常的排水。研究发现,这些城市在进行排水系统设计时,大都没有遵循海绵城市的设计原则,没有实现对雨水的充分利用,雨水在短时间内大量涌入排水系统,严重影响了排水功能的正常发挥,也对生态环境造成了严重影响。随着海绵城市理论逐渐被大众认可,市政排水设计人员也应对这一理念有所了解,在排水系统设计中积极应用这种方法,缓解城市排水负担,改善城市的水环境。
        1.海绵城市理念
        海绵城市理念,顾名思义,是通过科学的规划,让城市具有像海绵一样能够吸水、蓄水、净水等的功能,同时,通过对蓄水的合理利用,实现雨水在城市中的自由迁移,提高雨水的利用率。在实现上述功能之后,城市还能快速恢复原有的形态,通过弹性的调整,实现对城市水资源的合理利用,对水环境起到一定的保护作用。
        2.海绵城市理念基础上的城市排水设计原则
        海绵城市理念虽然能够让城市能够更好地应对雨水问题,防止城市出现内涝,但是,针对不同的城市,海绵城市理念的应用也会受到不同程度的影响,尤其根据城市规划的不同,海绵城市理念的应用程度会有所差异。所以,在进行根据这一理念来设计城市排水系统时,要根据城市的具体规划进行,还要根据城市防洪的需求、水资源的分布等进行综合考虑,制定出更加科学的方案。其次,在进行排水设计时,还要保证排水系统的科学性。在设计排水系统时,要尽量降低系统对地表的影响,尤其要降低对路面交通的影响,让排水性能更好。再次,在进行排水系统设计时,要通过科学的数学模型进行模拟,尤其现阶段信息技术高度发达,如果能够利用数学模型进行高精度模拟,能够尽可能避免施工过程中遭受的风险。
        3.基于海绵城市理念的市政道路排水系统的设计方法
        3.1海绵型高架道路
        在城市降雨量大增时,城市道路受到的影响最为明显。很多城市道路都会产生大量积水,尤其在地势降低的道路上,积水甚至会漫过汽车,给交通带来严重的影响。对于城市中的高架道路来说,如果没有利用海绵城市理念进行设计,雨水会大量涌入排水系统,极大地增加排水负担,没有让雨水充分发挥作用。为了解决这一问题,设计人员应积极结合海绵城市理论,对高架道路进行设计。下面就简单给出几种设计模式。        
        (1)在建设高架路面层时,采用透水路面形式。在此基础上,一旦路面汇集雨水,其会通過透水沥青,并纵向汇流借助落水管流入生物滞留设施,便于雨水下渗、蓄存。首先,相比绿地高度,雨水口高其5ccm~10cm,这一措施方便雨水突破渗透能力的局限,利用雨水口流进市政雨水管。其次,在生物滞留设施、落水管管口间存在20cm距离。此外,在管口下面,铺设砾石缓冲带,其厚度达到10cm,宽度为60cm,并与绿地持平。最后,在建设绿化分隔带路基时,要在其侧面包上防渗膜,以预防雨水渗透进而损坏路基。


        (2)在建设高架路面层时,设计为透水路面形式。借助这一形式,雨水可以流过透水沥青,并在纵向排水管中实现汇流,后借助落水管流入溢流式雨水口。为此,在实际施工时,相较于蓄渗模块顶,溢流堰标比其高20cm,可以保证雨水成功流入蓄渗装置。此外,在设置蓄渗装置底标高时,其高于地下水位100cm,而在建设绿化分隔带路基时,要在其侧面包上防渗膜,以预防雨水渗透进而损坏路基。
        3.2海绵型市政道路
        海绵城市理念对市政道路的设计也能起到非常积极的作用,由于市政道路通常来说密度较大,面积较大,而且总体汇水面积较大。传统的市政道路设计弊端非常明显,由于传统设计大都是先收集雨水,再将雨水从排水系统中排走,如果流量较大,或者排水管道出现问题,雨水就很有可能淹没市政道路,容易引发城市内涝。所以,在设计市政道路时,可以遵循海绵城市理念。
        (1)这一模式适用于“一块板”的断面道路,在建设人行道路面时,一方面可以设置透水路面以渗水,另一方面可以设计生态树池以吸收、渗透雨水。一旦雨水量过大,逾越设施自身的渗透能力,可以在地表汇流直到雨水口,之后借助雨水连管,成功排入市政雨水管。同时,在设计树池连通时,抛弃原有的单树池结构理念,而是建成长15m的树池带,以增加雨水收集量。再者,在树池带上游部分,其路缘石上开孔,雨水可以借助路缘石流入树池带。另外,树池带应下沉,一般要达到20cm,在树池蓄水深度超过20cm时,雨水可以借助溢流口流入雨水管道。
        (2)在建设人行道路面时,一方面可以设置透水路面以渗水,另一方面可以设计生态树池以吸收、渗透雨水。在建设车行道时,出于解决雨水汇流问题的目的,可以建设溢流式雨水口,并衔接蓄渗装置。基于这一设施,由雨水口汇聚的雨水可以流入蓄渗装置以下渗、蓄存,一旦雨水过大,即远远超过蓄渗装置的蓄渗能力,雨水就可以借助溢流式雨水口的溢流堰,不断排入市政雨水管。在实际施工时,首先,溢流堰标高要达到一定的标准,即高过蓄渗模块顶20cm,以保证雨水第一时间流入蓄渗装置;其次,在机非分隔带内,设置生物滞留设施,要采取分段设置形式,其长度一般处于10m~15m,同时深度符合设计标准,以下渗、蓄存雨水[5]。然后,在下凹式绿地内,其雨水进水口的设置,要充分考虑道路雨水口,即将其设计为联箅式,之后,路面上的雨水就可以借助立式雨水箅,不断流入生物滞留设施。最后,在建设绿地内设雨水口时,要衔接市政雨水管,并且高于绿地 5-10cm,但是不高于路面,一旦雨水过多,超过地面的渗透能力,就可以借助雨水口,不断流入市政雨水管。
        (3)在进行城市绿化带的设计时遵循海绵城市理念也对于市政道路工程的建设也有非常正面的作用。因为绿化带具有非常好的雨水过滤功能,当雨水降落到绿化带之后,雨水会经过绿化带渗入地下,但是雨水中的很多杂质经过绿化带的过滤,留在了地表,这样,渗入地下的雨水就会更加干净。另外,市政道路两侧的绿化带还有较强的雨水收集功能,在设计道路时,设计人员应注意利用坡度等因素对雨水进行引流,让雨水顺利进入绿化带,充分利用绿化带的作用,也能在一定程度上降低城市绿化用水的负担。
        结束语
        海绵城市理念经过多年的应用和发展,已经在市政道路排水设计中发挥了非常大的作用。设计人员在应用这一理念时,要注意城市排水系统的具体规划,本着可持续发展的原则,提高城市排水能力,降低城市排水负担。本文简单总结了海绵城市理念在市政道路排水系统设计中的原则,并提出了几种具体的应用,希望对相关设计人员有所帮助。
        参考文献
        [1]黄源铭. “海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用研究[J]. 安徽建筑,2020,27(01):248-249.
        [2]浦华友,方延勇. “海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用分析[J]. 智能城市,2016,2(11):15-16.
        [3]罗军. 论“海绵城市”在市政道路给排水设计中的应用[J]. 四川建材,2017,43(03):202-203.
        [4]杨显. “海绵城市”在市政道路设计中的应用分析[J]. 建设科技,2016(13):96-97.
       
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