“海绵城市”概念在城市排水设计中的应用探究

【摘要】为了有效解决城市中关于“雨洪内涝”问题，我国提出了的一种新型城市建设模式——海绵城市。通过有关城市排水设计研究机构的研究证明，“海绵城市”概念的应用，对城市发展内涵起到重要作用。基于此，从传统城市建设过程中排水设计的不足出发，阐述海绵城市的概念及其应用原则，对海绵城市概念在城市设计中的实际运用及相关案例进行分析，希望能为城市建设排水设计提供借鉴。

【关键词】海绵城市；城市建设；排水设计

城市排水系统是处理、排除城市污水的重要工程设施系统，也是城市中公用设施的重要组成部分。城市排水系统作为城市总体规划的重要部分，主要由排水管道与污水处理厂两部分组成。在实施污水、雨水分流制基础上，污水由排水系统中的排水管道收集，送至污水处理后，排入水体回收利用，雨水径流由排水管道进行收集后会就近排入水体。基于海绵城市理念的排水设计可有效避免内涝灾害的发生，并对雨水资源充分利用。

1 海绵城市概念及其应用原则

1.1 概念

所谓“海绵城市”即城市相当于海绵，在适应城市生态环境与应对雨水方面具有良好的“弹性”，一旦下雨就能够通过吸、蓄、渗和净等一系列环节及时排除路面的积水，需要时也可以将存蓄的雨水释放出来加以循环利用。

1.2 应用原则

在建设“海绵城市”排水设计过程中，应遵守生态优先原则，把自然途径和人工措施有机结合起来，在保障城市排水防涝安全的条件下，实现在城市内部雨水积存。但需要注意的是，“海绵城市”建设并不是推倒重来，替换传统的排水建设系统，而是在传统排水系统设计的基础上进行减负和补充，充分发挥城市自身职能，实现资源的优化配置。

2 海绵城市的应用现状

随着城市化进程的加快，不透水地面面积逐渐增加。大量的使用不透水地面不仅会增加雨水径流量的堆积，在遇到暴雨时无法有效的排水，造成内涝。而且雨水径流因排放不畅等原因会受到污染，当污染水进入到自然水体后会造成更大的影响。另外，不透水地面面积会降低雨水的重复利用率，大部分降水经排水系统直接排放，没有很好的利用雨水。以排为主的城市雨水排放方式已经不适用于我国现在水资源短缺的局面。在这些因素共同的影响下，雨洪管理最理想的情况是实现雨水的积存、渗透和净化，从而提高雨水的重复利用率，保护生态环境的同时解决水资源短缺的现象，海绵城市也由此诞生。海绵城市给排水系统最大的作用就是解决不同时期不同程度的自然降雨，将其有效的吸收储存，使城市免于遭受内涝的影响，同时将自然降水充分利用起来，建立和谐的水文生态环境。海绵城市的概念是在国外提出并开始实践的，其使用效果良好。

3 海绵城市的实现策略

3.1 改变排水观念，就地滞洪蓄水

基于海绵城市理念的排水系统是在最短时间内最快排出地表水径流。但这种快速排出地表水径流的方式会对部分地区造成水量过多的问题，因此各处水源便会集中向地势较低的地方汇集，从而增大了洪涝灾害的发生概率。对于这种情况可进行雨水引流设计，可以有效使径流向湖泊与湿地汇集，最终有效转化为地下水资源。尤其是在居民生活的区域，可以通过建造蓄水池的方式，将雨水进行储蓄、处理后转化为居民观赏用水或生活用水，从而充分满足居民的用水需要。

3.2 加强对城市规划设计的重视

海绵城市建设注重综合目标实现，要求加强对城市规划设计，强调自然水文条件保护，有效整合、统筹规划已有自然资源，充分利用城市绿地和水系空间，确定城市低影响开发地区，遵循设计基本原则，将具体要求与设计内容融入城市建设排水设计中，达到多重径流雨水控制目的，以此恢复城市良性水循环利用系统。

3.3 改变设计理念，强化蓄水能力

（1）降低绿化标高，提升路面标高。在目前的城市规划设计中，路面的高度明显低于绿化带的高度，因此在雨后，地面会聚集大量雨水并顺势流到城市的道路排水系统中，这样便会对水资源的储存存在阻碍。由于雨水流经绿化带总会带走大部分泥土，这也会对道路与排水系统造成极大污染。为了解决这些问题，改变道路与绿化带之间的相对高度可有效保证雨水流入绿化带。（2）构建雨水花园。在城市规划过程中，大多建设已经成型，因此要根据地方的实际状况进行绿化区域的建设。比如，具备可持续发展价值的雨水花园，在美化环境的同时还可以净化空气，并起到良好的蓄水作用。（3）构建绿色屋顶。绿地具备极强的蓄水作用，因此可以利用这一设计理念来构建绿色屋顶。首先，在缓解径流压力方面，绿色屋顶可以有效避免洪涝灾害的发生；其次，雨水蒸发量增加，绿色屋顶可以大幅度提升空气质量。对于不适合构建绿色屋顶的区域来说，通过对屋顶雨水的引流可以让雨水进入地面蓄水池中，最终完成对雨水的存储。

3.4 基于城市规划体系设计

在设计给排水系统前，需要充分了解所在城市的未来规划，将其作为设计依据。同时综合城市发展的速度，分析近年来用水情况，构建平衡用水模式，科学的设计供水方案。在满足排水功能的基础上，最大程度的利用水资源。海绵城市属于新型管理模式，其排水系统也是一项系统性的复杂工程，需要综合供水、防洪、防涝以及环境保护等多方面因素考虑，统筹规划，以确保方案设计真正满足发展需求，然后分阶段完善排水系统。

3.5 加强专业性技术研究

给排水系统是一个城市的基础设施，其质量严重影响城市的后期综合发展水平。但是给排水系统工程的建设周期长、投资较大，对建设措施及规划方案的要求较高。尤其是海绵城市的发展在我国仍处于初级阶段，可参考的经验很少，具有较强的不确定性。另外给排水体系属于公益建设，虽然对城市生活环境建设有帮助，但是资金与建设资源的吸收力度不够。若要加强海绵城市给排水系统建设，要重视薄弱环节，从专业角度出发，结合目前现有的经验，完善相关内容，提高建设效果。

4 基于海绵城市理念的排水系统设计案例

4.1 项目概述

某市机场道路是城市快速路，在本文的案例中取 K6+300-K7+018 这一段距离，长度为 0.7km。该段道路的地下区域属于南北方向的隧道，YK6+472.362-YK7+018 为明挖段地下通道。在地上部分的 YK6+472.362-YK6+766.8 依据停车场设计，YK6+766.8-YK7+018是转盘，在转盘与下穿通道之间可利用 4个匝道进行连接。

4.2 基于海绵城市理念的设计方案

（1）调节水池与景观、调蓄功能结合要保证在转盘范围内的雨水最终汇集到排洪渠中，对于左侧雨水可利用截水沟，对于右侧雨水要建设调节水池，可同时满足排水与观赏的需求。左侧水池具备观赏性，可有效维持稳定水位，并在暴雨中起到良好的调节作用。可在地势较低处建立雨水口，可及时将水输送到水池中。

（2）合理设计蓄水池。

5 结语

基于海绵城市理念构建排水系统，不仅可以节约水资源，还可以形成对水资源的合理利用，是推动我国可持续发展的重要手段。因此要加强基于海绵城市理念构建城市排水系统的力度，不断整合雨水源头控制措施、排水管网与集中处理雨水设施，从而实现节约水资源、景观美化、提升城市建设水平等多方面效益。

参考文献：

[1]杨阳，林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑，2015，03：59-64.

[2]李思.排水模型和 LID 技术在海绵城市中的应用[D].清华大学，2015.