基于海绵城市视角下的市政道路排水设计思路
摘要
关键词
海绵城市;市政道路;排水设计
正文
引言
随着我国综合实力的不断提高,人们的生活质量快速增长,人们开始注重城市环境以及居住环境。在我国城市化建设的快速发展中,市政道路排水工作量加大,所以,市政道路给排水系统的设计应用是非常重要的部分,运用海绵城市理念,能够保障交通和排水系统共同发展,降低排水工作量。
1海绵城市概念
海绵城市的实质是低影响开发雨水系统,其运行原理是在下雨的过程中聚集、净化和渗透雨水,降低地表水限度的同时,补充地下水资源,通过合理调节地表水创建新型的城建系统。即通过设计和建设赋予城市海绵的功能,在下雨时,城市这块海绵可以吸水、净水、渗水、防水、储水,在发生干旱等灾情时可以补充城市用水,让城市发展适应气候环境。海绵城市的建造不仅可以充分利用水资源,还有利于改善城市排水系统功能,充分发挥城市的防洪防水作用。在规划和设计城市排水系统时,应以海绵城市理念作为指导理念,城市排水系统合理回收和利用雨水,帮助城市缓解排水压力,助力城市更好发展。海绵城市还能兼顾水环境的综合管理和雨水资源的可持续利用,实现保护水资源环境的目的。
2建设海绵城市的重要性
从当前我国各个城市的现状来看,建设海绵城市具有非常重要的作用和意义,因为海绵城市能够对自然落下的雨水进行有效的收集,并且进行充分合理的利用,又能解决道路积水问题,也能够推动城市的可持续发展。具体可以从两方面来看:一方面,海绵城市能够将水资源进行回收利用,还可以不断地提高并改善市政道路中的给排水系统,这同样也是建设海绵城市最重要的目的。一旦市政道路给排水系统得到了改善,那么城市的给排水设施设备也将不断完善,从而有效的解决了降水过大对人们的生活以及市政道路给排水系统带来的一系列的问题。在市政道路给排水设计中运用海绵城市理念,也可以减轻市政给排水系统的压力,缓解降水堆积在道路面上的问题,并且将水收集进行运用,对一些需要使用大量工业水的企业来说,也可以减少部分的经济成本,具有非常重要的作用;另一方面,建设海绵城市能够改变城市的生态环境。随着我国经济的不断发展,我国城市中各种污染源的增加,导致城市污染指数日益增长,雾霾等污染性天气随之出现,温室效应也导致全球变暖问题不断加剧,而海绵城市的建设能够不断的改变城市生态污染问题、空气污染问题,使整个城市干净又清新,从而改变了人们的居住环境。海绵城市这个概念里面所具有的理念和性能,对于我国城市的建设有重要的作用,我们也应该注重这种建设理念的发展,并不断的将其运用到实践当中去。因而说,建设海绵城市对我国具有重要的意义。
3市政给排水工程的现状分析
3.1设备老化问题
随着我国人口的不断增加,城市建筑的用地面积也随着不断扩大,这也导致城市基础设施的压力变得越来越大。也正是因为,城市建筑的高度与规模不断提升,使得城市地下空间变得越来越小,这也对城市地下给排水管道的铺设产生了不小的影响,为此人民群众对地下管线的铺设提出了更高的要求。除此之外,城市的地下管道还存在着老化的问题,造成老化问题的主要原因是因为,地下管道大多都是很多年之前城市建设的时候铺设的,随着时间的推移,管道都出现了不同程度的老化与损坏问题。这样的管道不但会对排水系统的正常运行产生十分严重的影响,甚至还有可能对排水系统的给水与排水造成阻碍,从而对城市居民的用水产生影响。之前对给排水管道进行建设的时候,可能会因为经验不足或者是设计与施工的时候没有充分考虑维修与检查问题,使得大多数的排水管道的维护与保养工作没有落实到位,所以大多排水管道都出现了相应的老化问题。
3.2对于雨水资源的利用程度不高
当前的城市在进行市政道路建设的时候,通常都是使用的柏油路为主。因为道路较为平整,再加上雨水的流动速度较快,从而导致雨水资源的循环流动与下渗效果都无法达到预期的标准。同时,以往在设计城市道路工程时,很少对雨水资源的利用进行相应的考虑,再加上雨水蓄积技术与雨水净化技术都还不够完善,所以城市排水工程对于雨水的收集与处理以及利用都无法达到预期的效果,对于雨水资源的利用效率也十分低下。
3.3城市对天气的承受能力较差
在发展海绵城市的过程中,天气因素所产生的影响较大,我国不同地区的气温存在一定的差异,甚至有些地区的气候比较特殊,会在短时间内频繁降雨,很容易出现地表径流。同时,市政给排水系统在设计过程中无法及时应对突发恶劣天气,难以承受强降雨带来的压力,会积存大量的水,从而污染城市水资源,严重威胁人们的生命和财产安全。
4海绵城市理念在给排水工程中的应用优势
海绵具有较强的吸水能力,能够很好地储存水分,并且保证在需要的时候将其释放出来。海绵城市建设便充分利用了海绵这种特性,在合理规划后实现城市水资源的渗透、净化、存储。提高海绵城市夏季排水效率,能够顺利解决内涝问题。近几年,我国部分城市进行了海绵城市建设试点,取得了明显成效。(1)海绵城市的主要功能是对水资源进行回收、净化、储备,也就是说海绵城市的建设能够有效提高水资源利用率。同时,城市规模不断扩大、人口数量不断增长等因素都使得资源需求量增加,这在另一个层次上增加了城市水资源压力,使城市水位降低。要想有效避免城市发展与自然资源利用之间的矛盾,就要正确利用雨水等各种资源,提高水资源利用率。因此,结合海绵城市设计理念加强城市给排水工程设计落实是必要的,能进一步加速各类建设目标的实现。(2)在海绵城市建设理念支持下,能够顺利带动城市排水能力提升,解决城市内涝问题。城市内涝问题在当前环境下已经发展得越来越严重,甚至影响了部分人的生活。夏季暴雨时,地面积水和排水渗透问题严重,如果能够采取措施减少雨水停留在地面的时间,就能够减少内涝问题。因此,在设计给排水系统时要采取一定的手段将雨水引流到更加容易渗透的地方,实现地下水资源的可持续性利用。
5海绵城市理念下的市政工程排水规划设计分析
5.1城市人行道的规划设计
目前,人行道在设计和建设中因为考虑到排水性能,会采用透水混凝土和透水沥青,但很多未经改造的人行道仍然采用不透水性材料或者透水性较差的材料进行铺装,完成建设投入使用后排水能力和渗水能力较差,如遇极端天气,会造成城市内涝。以海绵城市理念对市政道路工程排水系统进行设计,道路的渗透性是设计人员需重点考虑的问题。同时,在建设过程中应用各种新型材料,确保雨水以最快的速度渗透到地下。在市政道路基层中还需要铺设排水管道,排水管道的纵向坡度和横向坡度分别控制在2.5%和1%-2%。
5.2在绿化带设计中的应用
海绵城市理念需要与绿化带设计结合起来,保证设计的科学性。海绵城市理念在绿化带设计中的应用主要体现在以下几个方面。第一,利用植物净化雨水。雨水中含有大量的有害物质,如果需要收集雨水,则需先对这些有害物质进行净化处理。第二,在铺设绿化地带时,底部基层材料需要具备良好的脱水性能,确保能够将雨水收集到一起。第三,海绵城市建设需要将排水负担降到最低,有效促进城市蓄水能力的提高。因此,在设计市政排水的过程中,设计团队需要了解绿化带的地形,结合具体地形科学设计导流管道。城市强降雨带来的雨水量较大,管道的设计质量与城市的蓄水能力和雨水的回收率具有一定的关联。第四,将绿化地带的管道和地下管道连接到一起。当城市降水量超出绿化带的承受能力时,雨水就可以经过地下管道网络统一储存在地势较低的地方,以减轻绿化地带的储水负担。
5.3海绵城市理念融入雨水净化系统中的应用
在设计城市市政给排水系统时,设计工作人员需提升市政工程建设质量,则需更好地融入海绵城市理念。现大部分城市市政的给排水系统和净化雨水的系统,功能较差,若存储的雨水量不足,会影响城市生产活动和人们日常生活。为避免发生此状况,设计工作人员需采用相应方式,提升雨水净化功能,改善雨水净化程度,确保可循环利用雨水资源,缓解城市存在水资源匮乏的状况,融入海绵城市理念后,在雨水净化方面可解决缺乏水资源的状况,为城市健康、可持续发展奠定基础。
5.4路面排水建设
路面排水宜采用生态排水,也可利用道路地下空间及周边公共用地设计节约设施。道路雨水应首先带到道路路线内的绿区。当红线内绿地不足时,政府主管部门可将道路雨水调整引入道路路线外城市绿地内的低影响开发设施进行消化;当红线内有足够的绿地时,可利用红线内的低影响开发设施,将红线外空间内流动的雨水排除。低影响开发设施应通过溢流排放系统与高质量的城市排水系统连接,确保上游排水系统畅通。
5.5附属设施的规划设计
为了达到更好的排水效果,设计市政道路排水系统时可结合项目所在城市的水文条件增加附属设施。充分利用地表和周边的高差,先将雨水汇集到雨水口,通过已经提前打孔的立缘石将雨水引入绿化带中。在海绵城市理念下,将植草沟设置到市政道路系统中,发挥植物的蓄积作用过滤地表水,不仅增加了城市的美感,保护了城市的自然生态系统,还极大程度完善了市政道路功能。
5.6在选择植物中的应用
海绵设施会面临雨水冲刷问题,所以在选择海绵城市植物时需要选择深根性、根系发达的植物来防止水土流失。同时,海绵城市要求对雨水有一定的净化能力,所以需要选择过滤和净化雨水能力较强的植物。雨水花园、下凹式绿地在暴雨期间需要暂时储水,充当了小型的临时“雨水储存池”,因此植物面临雨水长时间浸泡的问题,要求植物能够耐涝、耐水湿。同时,久旱时也需要能够耐干旱。考虑到地域特色、管理方便以及成本,应优先选用本土植物。多种植物的搭配不仅可以提升景观效果,还可使植物在土壤中稳定生长,提升雨水净化能力。因此,海绵城市建设中建议选择多种植物的搭配方式,以满足对蓄水、净化的需求。
5.7溢流雨水口设计
在平坦地势上,纵坡低于0.003,根据溢流雨水口间距低于40m的标准控制雨水溢流排放。此项功能可在雨水储备功能不足时,自动启用。根据道路排水需求,分别为非机动车、机动车分隔带和人行道滞留带设置溢流水口,前者为A型口,圆形外观,形状类似于钟罩,后者为B型口,控制雨水溢流,铺设溢流井盖。此水口可节省雨水口布设和水连管,降低材料用量。A型口的抗堵塞能力非常强,相比于传统溢流设施,明显改善了其流通性。
5.8给排水管道设计重点
对于给排水管道的设计,重点是对于管道的大小以及直径要根据市政道路给排水的参数进行设计。在设计前要对相应的道路的实际地形进行考察,并通过计算通水量,以此保障给排水系统能够高效运行。在设计给排水管道时依据海绵城市理念设计出环保、有效、可持续的设计方案,这样才能够促进市政道路给排水系统的正常运行。
结语
在现代化城市的设计和建设中,市政道路排水设计和施工是非常重要的部分,作为市政部门,必须加强对海绵城市设计理念的渗透和应用。作为设计人员,首先应该综合考虑城市实际情况,明确设计目标和方案,充分利用海绵城市理念的优势,将海绵城市理念更好地应用到城市设计和施工中,发挥海绵城市优势,助力城市和谐可持续发展。
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