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1、论海绵城市概念在城市排水设计中应用摘要：文章从渗水、蓄水、滞水、净水、用水等方面，对海绵城市的基本要素进行分析，并依托某工程实例，阐述了海绵城市概念在城市排水设计中的应用，期望通过文章的阐述能够对城市排水设计水平的提升有所帮助。关键词：海绵城市；道路排水；设计方法海绵城市是一个全新的概念，它的提出为城市内涝问题的解决及雨水回收再利用提供了理论支撑。在城市道路排水设计中，可对海绵城市的理念和方法加以合理运用，通过透水性路面、绿化带的设置，对自然降雨进行收集和存蓄，进而避免积水影响交统统行，大大提升了城市交通的通行能力。1海绵城市的基本要素海绵城市是一种理念较为先进的水资源管理方法，归属于新一代城
2、市雨洪管理概念的范畴。详细是指通过各种技术措施的合理运用，使城市具有海绵的特性，在降雨时，对雨水进行吸、蓄，借助净化处理的方法，在需要时加以利用，解决城市内涝问题，提高水资源利用效率。海绵城市的基本要素包括渗水、蓄水、滞水、净水、用水。1.1渗水早期修建的城市道路，基本上采用的都是硬质路面构造，这种路面不具备渗水能力，需要通过排水设施排除自然降雨引起的路面积水。当排水设施出现问题，或是碰到强降雨时，路面便会严重积水。而海绵城市能够使降雨直接渗入到路面下面，可到达补充地下水的效果。利用绿色屋面，能够起到净化雨水的效果，同时，雨水经路面下渗的经过中，会得到过滤，通过回收能够再利用，实现节约用水的目
3、的。具有典型性和代表性的技术措施有透水沥青、透水铺装层等。1.2蓄水蓄水是海绵城市的重要功能，即对自然降雨进行存蓄。雨水作为主要的水资源，通过蓄水模块的设置，如蓄水池等，能够存储大量的雨水，并在需要时加以利用，在节水的基础上，提高水资源的利用效率。1.3滞水自然降雨时，会产生一定的径流量，海绵城市的滞水，能够使雨水有效滞留，由此可到达减少径流量的目的。如，采用改变地形地貌的方法，使雨水从相应设施流过时，流速变慢、流量变小。常见的滞水设施有雨水花园、雨水塘、植草沟等。1.4净水雨水落到地面上会遭到一定程度的污染，无法直接利用，必须经过净化处理后，才能对雨水进行再利用。海绵城市中的雨水净化系统由下
4、面几个部分组成：土壤浸透净化、人工湿地净化等。1.5用水海绵城市收集、存蓄雨水的最终目的是为了再利用，充分发挥出水资源的再次利用的价值，对于常年缺水地区意义重大。收集的雨水可用于下面场合：绿地灌溉、抽水马桶、洗车、消防、景观用水等等。2海绵城市概念在城市排水设计中的应用2.1海绵城市关键技术2.1.1透水铺装技术1技术特点。透水铺装最为突出的特点是适用范围广、便于铺设，能够对高峰时的水流量起到一定的缓解作用，可补充地下水资源。2设计要求。在透水铺装层进行设计时，必须知足构造稳定性的要求，当建设区域内的路面强度缺乏时，应当采用半透水铺装层；设计透水铺装层时，要求土壤具有一定的浸透性，否则要加装排
5、水板；建设区域内存在地下工程时，需要增加排水层，且覆土厚度应当超过60cm。2.1.2蓄水池蓄水池的主要用处是收集雨水，并存储起来，经过净化处理后，加以利用，是城市供水系统的辅助设施。1技术特点。蓄水池具有构造多样性的特点，能够与城市排水系统进行有效衔接，可避免蚊蝇滋生，有利于改善生态环境，对水资源，尤其是地下水，具有保护作用。2设计要求。要将蓄水池建设在高程适当的地方，修建蓄水池的场地必须地势平坦，地层要具有良好的致密性，不漏水；不可将蓄水池建在节理裂隙发育的部位。2.1.3生物滞留技术生物滞留就是利用各种生物，如植物、微生物等对水资源进行保留，依托道路边坡、绿化带等设施，对雨水进行回收再利
6、用。生物滞留设施的构造情况如图1所示。图1生物滞留设施构造示意图1技术特点。生物滞留能够保护自然生态环境，通过技术与景观的融合，以不同的形态呈现；滞留设施易于控制。2设计要求。在城市当中，雨水会聚区承载的水量较多，污染相比照较严重，对其中的雨水回收时，必须先初步过滤，去除其中的杂质；利用相关植被，对雨水进行沉淀。详细设计时，要采取有效的措施对路基加以保护。2.1.4植草沟1技术特点。植草沟一般都是设置在道路不透水区域旁，常被作为生物滞留储水措施，能够与雨水管线配合，植物覆盖沟槽，更容易与周围环境构成整体，前期投资少，后期维护费用低，不会遭到场地的限制。2设计要求。设计植草沟时，边坡的坡度应当控
7、制在1：3以内，且纵坡不得超过4%；最大流速要控制在80cm/s以内。2.2设计实例为便于研究，以某城市XX区内的道路工程实例为依托，对海绵城市概念在城市排水设计中的应用进行阐述。2.2.1工程大概情况XX城区内共有78条道路，总长度约为109.25km。道路由机动车道、人行道等组成，其中机动车道的路面构造形式为沥青混凝土面层、水稳碎石基层；部分支路的路面为水泥混凝土材质；人行道全部采用普通混凝土砖。本次利用海绵城市理念和技术，对该区内的道路进行改造升级，共分两个阶段进行，第一阶段改造31条道路，第二阶段改造47条。下面重点对道路排水设计中海绵技术的运用进行分析。2.2.2道路现有问题本次研究
8、区域内的道路工程全部都是以交通量为设计根据，可知足车辆的通行要求。道路设计中，未对生态环境保护加以充分考虑，导致该方面存在问题。现有道路的路面构造以沥青砼、水泥砼为主，混凝土本身并不具备透水能力，自然降雨时，雨水会积聚在路面上，需要利用设置在道路上的排水设施排除雨水。当地7-8月经常会出现强降雨天气，导致路面大量积水，引起区域内涝，车辆在积水的路面上行驶，安全事故发生几率增大。该城区在规划时，要求市政道路采用统一的铺装层，铺装材料为混凝土砖，不具备透水性，道路整体设计较为简单，并未融入生态理念，绿化带与机动车道分体，横纵坡设计不到位，容易引起积水现象。2.2.3排水方案设计本次城区道路改造工程
9、中，引入海绵城市理念，本着工程造价最低、环境影响程度最小的原则，以横纵坡度控制为前提，以改善道路浸透水能力为立足点，以消除路面积水现象为目的，实现道路全方位升级。设计时将机动车道、非机动车道、人行道、绿化带构成有机的整体，共同处理路面积水。人行道原有的混凝土砖全部更换为透水性铺装层，机动车和非机动车道，改用透水沥青砼和透水水泥砼路面，将绿化带设置在道路中央位置，借助绿化带中的植物，降低雨水流量。将生态滞留带设置在机动车与非机动车道之间，雨水经过绿化带进入排水沟。详细的设计方法及要点如下：1机动车道的设计方法。机动车道是道路的重要组成部分，它的宽度超过非机动车道和人行道的总和，本次对机动车道进行
10、改造升级设计时，为减少后续工程量，使原机动车道的宽度保持不变，将绿化带设置在机动车道两侧。设计经过中，需要对土壤的入渗状况加以分析，据此为设计提供参考。采用霍尔顿模型，以当地的自然降雨情况为基础，对入渗率变化加以分析。当自然降雨的渗入速率在10.2-76.2的区间范围内变化时，衰减常数取4.14，经计算排干雨水的时间大约为72h。以雨水的入渗分析结果作为参考根据，对地面径流情况加以计算，在道路适宜的位置处设置路缘石开口，设计立式雨水篦子。在降雨的初期阶段，雨水落入路面后，会经雨水篦子进入到绿化带内，当土壤到达饱和状态时，溢出的雨水会流入雨水管，并排出路面，避免积水。对机动车道的构造采用三层设计
11、，上层设计为透水沥青砼，中层和下层均为不透水层，降雨后，雨水透过沥青砼下渗后，从设置在中下层中的排水盲沟流入分隔带内积蓄。2人行道的设计方法。本次对人行道的设计引入海绵城市理念，选用透水性材料，替代原有的混凝土砖。在地下设置排水管道和蓄水池，使雨水通过人行道能够下渗，实现调节路面积水量的目的。为使人行道愈加美观，选用全透明的透水性铺装层，根据道宽加装储水模块，详细如图2所示。图2人行道排水设计示意图3绿化带的设计方法。经改造升级后的道路路面，全部铺设透水性材料，由此能够确保路面积水顺利从雨水口排至绿化带内。为发挥出绿化带积蓄和过滤雨水的作用，可在设计时，铺设一层厚度适宜的栽培土，与透水管配合可
12、到达过滤雨水的效果。导流系统可结合实际设计，强降雨引起路面大量积水时，通过导流系统能够蓄积雨水。设计绿化带内的植物景观时，要充分考虑水循环问题，可将降雨量和蒸发量作为主要参考根据，设计与之相应的具有浸透性功能的绿化带，并保证宽度适宜。为加强绿化带的渗水和蓄水效果，能够选用透水性能较好的材料，如新型透水砖等，并在道路两侧种植耐旱植物，在辅助排水的前提下，美化道路。4路缘石与边沟的设计方法。在设计道路路缘石时，可将道路面积作为主要根据，选择比地面略高的路缘石，并采用打孔的方式，解决水流缓慢的问题。雨水口位置处的路缘石，必须加装拦污篦子，防止杂物太多造成排水口堵塞，影响雨水排出。设计边沟时，能够采用上文中的植草沟，在确保道路美观性的基础上，净化雨水。根据道路所在地的地势条件，对植草沟的长度和宽度进行合理设定，当植草沟设置在低洼区域时，可适当增大边高。3结束语综上所述，海绵城市在解决路面积水问题方面具有显著的效果。为此，可在城市道路排水设计中，引入海绵城市的理念和方法，结合实际情况，对机动车道、人行道以及绿化带进行合理设计。将来一段时期，要加大相关技术的研究力度，通过优化和改良，使技术愈加完善，更好地为城市排水工程服务。