关于市政道路海绵城市建设思路的探讨 杨剑波

发表时间:2021/8/6   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:杨剑波 杨淑娟 盛立斌
[导读] 摘要:现阶段,我国城市发展迅速,人们对城市环境要求越来越高,海绵城市是目前主要发展趋势。
        金华市天昊建设有限公司  浙江金华  321000
        摘要:现阶段,我国城市发展迅速,人们对城市环境要求越来越高,海绵城市是目前主要发展趋势。对于市政道路的建设也考虑到诸多因素,其中,针对排水储水问题采用了海绵城市的结构,用来保证市政道路安全性的同时,也减少对生态环境的破坏。不仅如此,海绵城市建设还能帮助一些地方解决缺水问题,改善水资源的合理利用,减少对水资源的浪费。
        关键词:市政道路;海绵城市;建设思路
        引言
        海绵城市是新时期城市化建设发展中所提出的雨洪管理概念,其意义是指城市能够模仿海绵的吸水性能,在面对雨洪灾害时提升城市的排水性能。海绵城市在适应环境变化以及应对雨洪灾害等方面具有良好的弹性,因此也被称之为“水弹性城市”。而道路作为城市结构的基础组成部分,新时期城市道路规划设计中,就要与海绵城市理念深度结合,全面保证城市的排水系统性能,推动城市的现代化安全化发展。
        1海绵城市的相关概述
        海绵城市就是指“像海绵一样”的城市循环系统,在下雨时能够自动吸收、积存水资源,形成“吸水、蓄水、渗水、净水”于一体的循环体系,在必要时将积蓄的水资源释放出来。规划设计海绵城市,需要遵循“生态优先”的原则,根据《海绵城市建设技术指南》,有效结合人工措施与自然路径,在保证城市防洪排涝稳定的情况下最大程度上积存雨水,利用雨水资源,维护生态环境稳定。在海绵城市的实施管理过程中,工作人员需要统筹调动自然降水、地表径流水、地下水,协调城市给水、排水各个环节,形成长期、稳定的水资源自动循环过程。现如今,海绵城市这一概念已经成为城市发展与建设转型的关键标志之一,我国已经有130多个城市开始了海绵城市的规划、建设与管理。
        2“海绵城市”在市政道路设计中的重要性
        城市建设期间,市政部门针对城市道路基础设施进行集中建设和改造,采用海绵城市建设理论,利用科学的道路设计观念,完善城市道路排水系统,丰富城市道路排水设施的渗透、滞留、储存、净化及排放等功能,改善城市生态环境,解决城市建设过程中出现的道路建设与生态环境建设的发展矛盾,形成良好的水资源循环利用格局,缓解城市水资源协调工作面临的压力。“海绵城市”理论的应用,逐渐成为市政部门道路设计工作的指导思想,通过改变传统的城市道路设计模式,加强对径流雨水的收集与排放设计,遵循生态建设原则,对城市环境加以协调和维护,改善城市生态环境,同时,市政部门在道路设计期间,融入海绵城市建设理论,针对城市水资源问题进行集中调查和深入研究,通过合理的水循环系统设计,降低城市蓄水方面的压力,提高水资源实际利用效率,避免旱涝等问题给城市带来不良影响,在一定程度上,市政部门进行海绵城市道路设计,还起到美化城市道路的作用,保证道路交通运输安全的基础上,进行海绵城市道路系统建设,优化城市道路设计结构,保证道路的实用性和美观性。
        3传统城市道路排水系统存在的问题
        第一,排洪压力大。现代城市建设发展中,城市建筑及路面硬化结构的占地面积不断增加,而硬化结构渗水性较差,在现代城市建设中绿化占比和自然地面占比不断缩小的影响下,就导致了城市在雨洪灾害发生时,排水系统所面临的压力过大,无法及时排出,导致城市内路面径流的形成,大大增加了雨洪灾害对城市居民的安全危害。
        第二,径流污染严重。在城市雨洪灾害发生形成路面径流时,往往雨水净流中会携有各种城市垃圾和城市污染物,包含了城市交通过出行中产生的油污、路面砂砾、建筑垃圾、有机废物等等,这就会导致城市环境受到严重危害,对城市水体产生污染影响,导致城市水体被污染的情况发生,不仅对城市可持续发展建设不利,更会对居民的日常饮水安全产生威胁。
        第三,雨水资源流失。我国雨水资源丰沛,如果能够对城市雨水资源进行有效利用,就可以有效节约我国自然水资源,推动我国环境保护工作的发展。但是根据相关调查显示,我国现阶段雨水资源的利用率仅能达到20%左右,而我国650余个城市中,年缺水总量超过了60亿m3,而每年浪费的雨水资源高达4.8万亿m3。
        4市政道路海绵城市建设思路
        4.1绿化带设计
        市政道路建设期间,绿化带起到分隔交通、美化城市道路设计的作用,设计人员以“海绵城市”为导向设计绿化带,充分考虑绿化带的蓄水和排水功能,首先,设计人员沿道路两侧设置下沉式设计方式,预留下凹空间,对径流雨水进行储存和收集,利用绿化带的渗透功能将雨水渗透至地下,构建微型水循环系统,能够有效削弱雨水径流流量,同时对径流雨水起到基础过滤和净化作用,加快形成雨水、地表水、土壤水及地下水循环转换的局面,维持城市水循环系统的稳定和平衡;其次,设计人员在进行绿化带设计期间,要采用合理的设计方式,降低绿化带整体高度,实现雨水的集中收集,避免出现绿化带高度超出路面,影响正常的城市交通运输,此外,要加强对绿化带周边雨水口的分布设计,保证雨水口均匀分布;再次,设计人员合理增设道路辅助基础设施,通过安装渗透管、设置砾石层、铺设种植土、增设生物滞留层等方式,提高绿化带水体过滤功能,加快水体渗透速率,实现对城市水资源的净化;最后,设计人员要采取有效措施,根据绿化带结构、地形,科学设置导流系统,结合周边环境,通过设计明沟、开挖沟渠等方式,完成雨水沉淀,提高城市集水、配水效率。
        4.2城市排水防涝水安全系统
        我国是一个缺水的国家,在全国有约400个城市供水量常年不足,随着城市化逐步发展,城市规模持续扩张,城市用水紧缺这一问题日益严重。降雨则是城市水资源最大的来源,海绵城市理念下城市水系统的重难点则是集中在雨水的蓄存、净化、再利用,借助海绵城市设施将降雨滞留、贮存、下渗、净化、再利用,可有效缓解水资源紧缺这一问题。

同时我国城市排水系统也存在一些问题,有一些城市早期地下降排水系统建设标准不高,部分排水管道老化,严重制约了其降排水能力的发挥,排水能力不足导致降排水堵塞,且无法承受暴雨带来的压力,威胁到城市的水安全。
        通过海绵城市的定义就可以知道,海绵城市是指城市能够像海绵一样,具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要水资源时将蓄存的水“释放”并加以利用。一个具有良好的雨水收集利用能力的城市,应该在降雨时就地吸收、蓄存、渗透、净化雨水、补充水资源,调节地下水。减少雨水地表径流、提高降雨就地下渗是当前海绵城市在水系统方面建设的重点问题。一方面需要增加湿地、湖泊等水源保护系统,下沉式绿地、公园等;另一方面需增加工程设施的建设,将二者紧密结合起来使用。比如可通过明渠或管道将雨水引入到天然湖泊湿地,利用湿地的贮存和净水功能,不仅能储存水资源,还能有效过滤雨水的污染物和杂质,提高水体的水质。海绵城市理念有效地提高了水资源的利用率,达到了缓解水资源紧缺的目标,也能保障城市地下降排水系统的安全,与城市现代化发展相协调。
        4.3雨水花园
        雨水花园在修建时,有自然形成、人工挖掘两种途径,表现为浅凹绿地,相比下沉式绿地建设,下凹深度较小。雨水花园建设,是借助植物、土壤等过滤作用,提升雨水净化效果,减少雨水净化成本,便于补充地下水资源,达成雨水资源充分利用的目标。雨水径流至花园中,在植物、土壤多层过滤期间,由溢流口引入盲管,将盲管连接于园区雨水管,在雨水管引流作用下,将花园净化完成的雨水输送至蓄水区,在蓄水区水满时,将所收集的雨水输送至市政管网,以此形成雨水收集-净化-蓄水-再利用的过程。
        雨水花园作为城市道路颇具建设价值的水景观元素,雨水花园建设期间,应仔细考量的问题如下。
        1)结合城市道路工程建设需求,完成雨水花园项目规划,分别从居民区屋面、交通道路、城市管网等视角,完成城市排水系统的统筹规划,最大化提升城市道路的海绵城市性能。
        2)结合工程区域勘测结果、地质检验报告等资料,邀请专业工程师,确定区域内土壤下渗性能。必要时,可采取灌水法,获取区域内土壤渗水能力,为雨水花园建设提供技术条件。
        3)城市道路设计人员应与景观设计人员进行有效沟通,获取各规划区域的材料种类,以此获取材料径流能力,合理确定区域内交通道路的径流能力。
        4)在确定雨水花园中的种植植物时,应以上海植物园中种植成功的植物为参考,结合区域内土壤下渗情况,准确获取区域内积水时间,在此基础上,与植物设计时进行植物种类确定,保障雨水花园种植成活率,带来海绵城市的设计效果。
        5)在雨水收集与处理时,应完善蓄水池规划与管理。如若蓄水池水满,应及时完成蓄水池水资源输送操作,为雨水花园收集水资源提供便利条件。与此同时,加强疏水装置建设,提升雨水花园的排水能力。
        4.4雨水径流组织
        1)人行道系统。雨水通过透水砖铺装下渗,当降雨量增大时,下渗雨水通过设置在人行道下的透水盲管汇水,排入下凹式绿地内设置的溢流井内,不能及时下渗的雨水通过地表径流排入下凹式绿地,下凹式绿地滞留蓄存部分雨水,蓄存雨水达到设计水深后通过溢流井排入雨水收集管道内,最终通过市政雨水管道排入受纳水体。
        2)车行道系统。雨水随道路横坡由地表径流通过绿化带两侧齿形侧石自然排入绿化带中。为降低初期雨水及冬季融雪剂对绿化带内绿植的影响,在齿形侧石附近设置渗透井收集初期雨水及融雪剂融水;当雨量增大时雨水进入下凹式绿地,下凹式绿地滞留蓄存雨水,达到设计水深后通过溢流井排入雨水收集管道内,最终通过市政雨水管道排入受纳水体。
        4.5透水铺装设计
        市政部门联合设计人员,将工程透水铺装环节分为人行道、机动车道、非机动车道进行透水铺装处理,首先,设计人员要保证市政道路交通正常运行,在车行道进行透水铺装时,需要加大道路后续养护资金的投入,避免出现严重的道路建设质量问题,影响城市交通运输;其次,设计人员在进行人行道透水铺装时,要对道路基础含水率进行严格控制,延长道路的使用寿命;最后,设计人员要加大对上下层结构设计,选择合适的透水结构,提升城市道路透水铺装的渗水效果。期间,设计人员要对透水铺装形式和建设材料进行科学选用,根据不同的道路建设目的和不同建设材料,将透水铺装分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,其中透水砖铺装适用于人行道或车流量荷载较小的车道,透水混凝土透水铺装主要以多孔、轻质、无细骨料的混凝土加水泥、水、建筑用添加剂等混合制成,具有良好的透水性和透气性,透水沥青是以排水降噪路面结构为载体进行设计,解决路面积水问题,防止出现反光现象,保证人们行车安全,降低路面温度,在一定程度上能够防止城市出现“热岛效应”。
        结语
        海绵城市概念内涵在持续发展之中,创建中国独树一帜的海绵城市理念、标准、规范还有很长的路要走。本文详细阐述了海绵城市的内涵和意义,根据我国城市特点,论述了海绵城市理念在城市排水防涝水安全系统、雨水径流水质管理生态系统、城市道路规划等方面的具体应用,以期为城市改造海绵城市建设提供参考借鉴。
        参考文献:
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