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海绵城市排水系统建设发展现状及对策研究

2020-12-01 367 上传者：管理员

摘要：简要分析了海绵城市排水系统建设的发展现状、建设要求以及发展方向，并以厦门滨海旅游浪漫线市政配套工程中的海绵城市建设部分为例，介绍了植草沟、雨水花园、生态停车区、透水砖在市政设施中的应用，可为降雨丰沛地区海绵城市排水系统建设提供有益参考。

关键词：
厦门市
排水系统
海绵城市
透水砖
防涝能力
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2013年12月习近平主席在中央城镇化工作会议上提出要推动海绵城市建设，自此“海绵城市”这一理念被人们所熟知[1]。2015年10月国办印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》，提出了有序推进新老城区海绵城市建设、公园绿地建设和自然生态修复，推进新建排水防涝设施及已有涝点改造，有效控制雨水径流，增强城市的防涝能力。城市“海绵体”既包括天然的湖泊、河流、池塘、湿地，也包括人工建设的公园、水库、可渗透路面、绿色屋顶等配套设施[2]。排水系统是海绵城市建设的重要方面[3]。雨水经过“海绵体”中密布的孔隙下渗、净化，最后多余雨水通过管网泵站外排[4]。

1、海绵城市排水系统存在问题分析

海绵城市的理念进入中国城市建设和规划的时间尚短，虽然取得了一些进步，但仍存在不足之处。

1)雨水资源化利用不高。不少地方缺少生态建设的理念，导致城区绿植少见、公共绿地缺失，城市道路和人行道多是不透水的沥青混凝土或水泥路面。随着不透水下垫面的扩大，水资源自然循环过程受到影响，雨水下渗补给地下水的量减少，使城市下垫面对雨水的下渗、滞蓄和净化的功能丧失，导致管网泵站排水能力跟不上，雨水资源化利用不高。

2)排水设施设计标准较低。早期阶段排水系统是根据当时的标准进行计算的，排水设计标准过低，仅能够满足当时的排水要求，未考虑城市远期人口增加、建成区扩大的因素。与此同时，有些城市仅重视“看得见”的地上建设，轻视“看不见”的地下，对排水系统未给予足够的重视。由此导致按当时旧标准设计的排水系统难以满足城市现状规模，遇到暴雨就出现溢流，严重时可导致大面积内涝。

3)海绵城市建设技术水平尚待提高。海绵城市建设理念进入国内尚晚，国内在该领域的技术水平和标准规范又相对落后。除了吸收国际先进的技术和建设理念外，尚应结合实际和各城市发展目标，编制海绵城市排水系统专项规划，优化调整排水系统建设方案，推广应用新技术、新工艺、新材料。

4)海绵城市建设过程中各方统筹协调不足。海绵城市建设涉及公园小区、市政道路、绿地广场、城市水系和园林绿化等，往往与新区建设及旧城改造紧密相关，是一个有机的整体。建设过程中涉及园林绿化、生态治理、市政基础设施的规划设计和建设运营维护等各个职能部门，应统筹协调各单位，避免碎片化管理[5]。

2、实际应用———以厦门为例

厦门市位于福建省南部沿海，以山地丘陵为主。雨季在5月～8月，旱季降雨稀少，水资源供需矛盾十分突出，是一个典型的缺水型城市。作为首批海绵城市建设试点城市，厦门市注重在工程建设中合理保护和利用水资源，并形成了一系列具有地方特色的海绵城市建设标准。在建设厦门环东海域滨海旅游浪漫线景观市政配套工程中，建设单位引入“海绵城市”建设理念，重视降雨的高效利用，通过多种方式增大雨水下渗，提高雨水利用率。该项目从2017年开始建设，其中涉及“海绵城市”的包括植草沟、雨水花园、生态停车区、园林三路人行道，各部分施工技术要点如下。

2.1植草沟

植草沟是指种有植被的地表沟渠，可以利用地形收集、输送、吸收和排放雨水。由于植被叶面和根系具有一定的污染物净化效果，构成径流排水系统的第一道净化防线[6]。在施工时挖掘面应便于土工布的施工与固定，并避免超挖。沟槽开挖后，应根据设计要求立即铺砂，铺砂后不得采用机械碾压。铺设穿孔管时管道下层砾石应夯实，穿孔管坡度应严格保证，施工时不得有土块、树叶等进入穿孔管中。土工布材质为合成纤维，规格200g/m2～300g/m2，防渗层厚度不小于0.5mm，搭接宽度不小于200mm。土工布回填渗透管沟上层土壤时，管道上顶部500mm以内不得回填直径大于100mm块石，500mm以上的部分不得集中回填块石，并按照土壤上层建筑设施要求进行夯实。剖面设计见图1。

2.2雨水花园

雨水花园可有效吸收蓄积雨水，增加雨水下渗量，补给地下水。施工时边坡坡度一般不大于1∶3。雨水花园种植土由砂、堆肥和壤质混合而成，其重要成分中砂子含量为60%～85%，有机质含量为5%～10%，粘土不超过5%，碎石粒径范围为5mm～20mm。种植土厚度取100mm～1000mm，渗透系数不小于1m/s～10m/s。砾石层厚度应大于导流软管直径，导流软管位于砾石层顶部时，下部砾石层可发挥蓄水功能。剖面设计见图2。

图1植草沟剖面设计图

图2雨水花园剖面设计图

2.3生态停车区人行道表层透水混凝土

停车区表层透水混凝土路面具有孔隙，雨水可以通过孔隙下渗，提高雨水利用效率。混凝土拌制时将集料和50%用水量加入搅拌机拌合30s，再加入水泥、增强料、外加剂拌合40s，最后加入剩余用水量拌合50s以上。透水混凝土从搅拌机出料后，运至施工地点进行摊铺、压实直至完毕的允许最长时间符合标准要求，运输时应防止离析。用于停车场人行道时，透水混凝土在路缘石安装完成后施工，并采用低频平板振捣器振动和专用滚压器滚压，并辅以人工补料及找平。不得在雨天或气温低于5℃的情况下浇筑施工，气温高于32℃时应采取遮阳措施或在一天中温度较低时段施工。完成后及时采用塑料薄膜覆盖养护，养护期不少于14d。设计见图3。

图3停车区透水混凝土人行道设计图

2.4透水砖

人行道透水铺装可以促进雨水下渗。施工时要求颜色一致、无裂缝、不缺棱角。用测量仪器检查基层竣工高程，把坑槽修理平整干净，表面适当湿润，高处应铲平。铺筑前须将基层清扫干净，并洒水一遍使之湿润，然后再铺筑2cm厚的细瓜子片透水混凝土。透水砖间缝隙为3mm±1mm，铺筑完成后，应及时清理砖面上杂物，然后分多次进行填缝饱满，同时将遗留在砖表面的余砂清理干净。填缝用砂应洁净，含水率宜小于3%，其中砂含泥量应小于3%、泥块含量应小于1%。设计见图4。

图4园林三路步行道透水砖铺装设计图

3、未来发展方向探讨

全国已有多地进行了海绵城市建设试点，提升了城市的生态环境功能。吉林省白城市发挥排水系统的作用，改变了“无雨就旱、有雨就涝”的旧面貌，昔日的“风沙城”变成东北的美丽“水乡”。江西省萍乡市建成海绵化的道路、公园、广场、湖泊、湿地，基本上实现了小雨不积、大雨不涝的目标。四川省遂宁市科学规划并不断完善城市排水系统，改变了城市管网黑水沟发臭、雨污不分、一遇大雨就遭灾的现象，实现了“路平、灯亮、水通、景美”的目标[7]。海绵城市建设是一个长期的不断进步的过程，由于海绵城市在建设时是有标准的，超过标准和海绵系统的负荷，就发挥不了应有的作用。以下为需关注的方向:

1)能促进城市形成良性水循环。增加植被和透水材料的实际应用范围，实现地表水、地下水、降雨和生态用水的合理循环，减少水土流失。同时，利用水在海绵系统中的自然循环，解决部分地区水资源不足和水质恶化的问题。

2)能有效缓解城市内涝压力。要更好地依靠城市海绵体渗透、吸纳、存储、排放、净化雨水，改变过去那种单纯靠排水管道和泵站排水的固有思路，充分利用自然生态调节和人为干预来缓解城市内涝。

3)能显著改善城市绿化景观。增加城市水体和绿地面积，为城市增添美丽的自然景观。通过合理分割城市道路和居民小区、种植树木和草皮、采用透水式路面和铺装透水砖等办法，扩大海绵体面积，增加城市的水源涵养能力。

4)能合理划分排水分区。在新城建设及旧城改造时，要对城市区域内的水生态、水环境、水资源等相关指标进行综合评价。针对不同区域的具体条件，基于天然水系、市政管网、排水泵站、地形地貌等基础数据，对城市排水分区进行合理划分，以排水分区为单元规划建设排水系统[8]。

4、结语

作为城市“海绵体”的排水系统是海绵城市建设中的重要一环，对于促进海绵城市水资源调蓄均衡、提高雨水利用效率具有重要意义。只有确保排水系统设计的合理性与科学性，才能解决城市难题，更好的服务城市发展。特别是雨量充沛、旱涝灾害常发的城市，应充分考虑城市的远期发展，合理确定排水管道、沟渠、排水构筑物的设计标准，减少城市的洪涝灾害。

参考文献：

[1]付璐.海绵城市建设理论及实践———以株洲市为例[J].江西建材,2016(12):59,63.

[2]杨辉.惠州市海绵城市建设中自然排水系统的问题与对策研究[J].智库时代,2018(47):276-277.

[3]周玉文.海绵城市建设中的设计暴雨探讨[J].给水排水,2019,55(3):59-63.

[4]曾瑶,曹志荣.海绵城市建设问题与对策研究[J].黑龙江科学,2017,8(23):24-25.

[5]赵睿.加强海绵城市建设的调研与思考[J].建材与装饰,2018(3):190.

[6]黄璐璐.海绵城市设计给排水[J].江西建材,2016(21):71-73.

[7]吴跃军,秦海峰.中国为什么要建设“海绵城市”?[EB/OL].http://politics.people.com.cn/n1/2019/1020/c429373-31409450.html.

[8]杨正,李俊奇,王文亮,等.对海绵城市建设中排水分区相关问题的思考[J].中国给水排水,2018,34(22):1-7.

尹钿源.海绵城市排水系统建设要点分析[J].山西建筑,2020,46(23):98-100.