摘要：进入21世纪以来，我国城市化进程逐渐加快，但在城市建设中还存在着很大的问题。因此，要建设海绵城市，充分发挥自然的作用，使城市与自然和谐相处，增加城市的抗洪抗旱能力，改善城市排水和生态环境。本文就海绵城市道路排水系统设计进行了探讨。
关键词：海绵城市；道路；排水设计
前言
海绵城市的建设是伴随着近几年来我们国家的涝灾出现的，海绵城市的建设不仅能够改善我们国家很多城市逢雨必涝的情况，而且对于我们国家社会建设能够充分利用雨水资源，改善城市生态环境有着非常重要的作用和价值。本文主要是谈谈海绵城市道路排水系统设计。
1、海绵城市的意义
笔者认为海绵城市建设的意义主要体现在：（1）社会意义。海绵城市建设可以减少城市内涝的发生。通过海绵城市的建设，将防、排、蓄、渗、滞等措施合理地结合起来，大大减轻城市防洪排涝的压力，有利于减少城市洪涝灾害的发生，维护城市居民安定的生活环境。（2）经济意义。海绵城市的建设，对于城市中的水系重点保护，因此，在城市排水管道建设中，很少使用混凝土，并且开展与城市相适应的水利工程建设，而且水利工程的建设要与城市中的园林结合，从而保护水资源，使城市中的水涝现象减少，节省了治理水污染的费用。（3）生态意义。海绵城市的建设调整了城市中生态系统，提高环境质量，海绵城市建设中，种植的树木增多，硬化的路面减少，合理的处理雨水，甚至将雨水用于工业生产，不但提高经济效益，还能改善环境。
2、国内城市道路排水系统研究现状
2.1 国内研究现状
国内对于城市道路排水及水处理系统的研究比西方国家起步晚，且大多采用传统式的排水设施系统，相应的技术规范和要求较低。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展，雨水的净化处理受到越来越多的重视。例如北京部分区域的排水管网还是明代的设施，仅天安门等重点地区的雨水排水设计重现期比较高，排水设施及设计较为先进、环保，其他地区的排水力能力还是偏低，也是导致近几年频繁发生积水的原因之一。在赣州市，以宋代福寿沟为代表的城市排水系统至今依然发挥作用。不过，随着这两个城市的发展，原有排水系统覆盖的老城区远离内涝威胁，但新城区却在暴雨来袭时束手无策。
2.2 城市道路排水系统现状及影响
市区道路由城市快速路、主干路、次干路、支路组成。由于传统城市建设模式，道路处处是硬化路面，城市变得很“硬”，不会呼吸，暴雨天气容易产生城市内涝。城市排水设施落后，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，调查发现，以某市中心主干道为例，该道路因排水设施不完善产生了许多危害和不利影响，具体有：
①通过路面表层渗入路基结构内部的水分，由于排水不畅，长期滞留在路基，严重影响路基强度，造成路基冲刷，严重时还会形成唧泥或断裂等；
②该路面是沥青路面，使得沥青从集料表面脱落造成各种病害；
③ 道路排水井盖因内涝易被冲开，行人不慎被下水道吞噬的情况时有发生；
④雨水资源没有得到很好的收集、利用。
3、建设城市海绵型城市道路排水系统的初步设想
为了体现国家海绵城市创建、节能减排的理念，除了对雨水进行快速有效的排除，还要将其进行收集并循环利用，使雨水变成资源。
3.1 设计方案
①设计一个新型的道路排水系统应用于市区主干道，解决市区城市内涝问题。本设计共分两个排水路径，其中一个排水路径关键设计绿地调蓄池；另一个排水路径关键设计雨水蓄水模块箱，通过两种途径将道路的雨水排净。
②设计雨水过滤净化回收装置应用于道路雨水的再生利用，解决市区雨水资源浪费的问题。设计净化装置，将蓄水箱的水根据不同用水点对水质要求，分别进行处理，对净化后的水进行分质利用。
道路雨水排水系统及收集利用过程如下：
①天然降雨通过两种途径进入雨水蓄水模块箱：一是通过道路横坡度，流入下凹式绿化带与盲沟之下的生态边沟，进入绿地调蓄池，一部分下渗，一部分通过主雨水汇总管进入雨水蓄水模块箱；二是直接通过透水沥青混合料的上面层进入雨水智能板，通过改进 PVC 管的特殊作用，雨水再进入雨水蓄水模块箱。该设计巧妙地将城市道路雨水排水系统的方式分为了两类：横向排水和竖向排水，加快了道路排水的速度，有效防治了城市的内涝。
②蓄水模块箱里的水经提升泵抽取，通过 PVC管进入过滤净化装置，变成了具有很多利用途径的再生水。城市区有很多“海绵体”，例如某湖，可以直接将道路收集处理的雨水排放至此，这样不仅可以调蓄水源，美化环境，而且避免了未经过处理的污染雨水直接排放，造成水体污染和环境破坏。同时也可以送入自来水厂等进一步综合利用。
3.2 方案的设计特点
3.2.1 绿地调蓄池
绿地调蓄池是将通过道路横坡度缓慢排到绿化带生态边沟的雨水汇流到其中，汇集的雨水缓慢释放，一部分进入河湖水体或下渗入地下，一部分通过雨水横支管进入雨水蓄水模块箱，以此削减雨季洪峰流量，调节土壤的水体平衡。绿地调蓄池具有三大特点：一是调蓄雨水，削减洪峰，通过蓄留、下渗和限流措施，控制短时间内大流量雨水进入湖河水体，削减洪峰流量；二是净化雨水，防止水土流失，通过沉淀和过滤，滞留雨水中的泥沙；三是调蓄设施以绿地等形式布置，保持原有绿化功能。
3.2.2 雨水智能板
该设施埋设在道路上面层和中面层之间，能对雨水进行感应，在雨天将透过上面层（透水材料）往下渗的水进行强力吸收，在晴天通过阳光的感应，和车辆荷载、重力的共同作用下将在智能雨水板的浓缩水通过改进 PVC 管道（安有光感应器，能够感知光的作用而产生压力）将其汇入位于路基上部面层下部的一个雨水蓄水模块箱系统。
道路分为面层（上、中、下面层）和基层，雨水智能板是置于道路上面层和中面层之间，据了解水是影响道路强度、刚度和稳定性的最重要因素。雨水智能板具有高强吸水性，能够阻止绝大多数雨水进入基层，进而不能对道路稳定性产生影响；其次，雨水智能板具有优越的抗压性能，能够较好满足强度和刚度的要求，但是为了保险起见，在施工时需要对上面层和中面层进行适当的增厚 1～3cm，而且路面一定要铺磨耗层；最后，雨水智能板是一种可回收的绿色材料，不会对环境产生影响，使用年限比较久。雨水智能板特性：抗压性（能够满足路面车辆荷载的满布情况，能够抵抗地面的车荷载而不至于破坏），高强吸水性（就像一个高强海绵一样几乎能够将水都吸在它体内，成为浓缩水），耐久性（有着 50年的设计寿命周期），环保性（该板所采用的材料是新型智能的材料，可以回收，对环境零污染）。雨水智能板创新点：传统道路的排水方式都是通过做坡度排入边沟和下水道管，这往往造成了排水的不均匀，排水不充分，导致积水严重，不能起到有效排水节水的作用。雨水智能板创新性的将透水性的上面层透过的一部分水，利用纵向排水，和通过自身材料的高强吸水性，利用感应系统来进行水资源的收集，然后再通过净水装置，变成可以利用的水。这样可以加速排水并缓解城市的内涝，收集雨水进行循环利用。
图 1 通过雨水智能板排水系统图.png)
3.2.3 雨水过滤净化装置
该雨水过滤装置埋置在地底深处，与蓄水模块箱通过 PVC 管相连，道路上的雨水的主要杂质是一些悬浮颗粒物。因此我们可以先对其进行物理处理，即用筛网进行过滤，然后再用旋流分离器，借助电力的作用，利用离心力，将雨和颗粒进行分离，从而进行过滤雨水的净化作用，这样的水基本上可以用作灌溉、绿化、农业、工业用水，再经过自来水厂的一些处理就可以变成生活用水。
4、结束语
通过对城市区道路排水系统的现状调查，结合对国内外道路雨水处理情况的研究，提出了城市道路排水系统解决方案，设计出道路雨水排放同时进行的两个排水方式，重点创新设计了生态边沟、绿地调蓄池、雨水智能板、雨水过滤净化装置。该理念在城市城市道路建设中加以应用，将会有力推动城市创办国家级海绵城市进程，为建设美丽城市发挥重要作用。
参考文献：
[1] 谢映霞.从城市内涝灾害频发看排水规划的发展趋势 [J].城市规划，2013（2）：45.
[2] 章林伟.海绵城市建设概论 [J].给水排水，2015，41（6）：1-7.
[3] 习近平.在中央城镇化工作会议的讲话 [R].2013.
[4] 王敏敏.城市道路综合排水系统研究 [D].重庆：重庆交通大学，2013.
[5] 吴庆洲，等.城水相依显特色，排蓄并举防雨潦——古城水系防洪排涝历史经验的借鉴与当代城市防涝的对策 [J].城市规划，2014（8）：71-72.
[6] 林佳.传承、借鉴与创新—中国城市的治水之道 [J].中国减灾，2015（19）：31.
论文作者:刘思佳
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/5
标签：雨水论文; 城市论文; 海绵论文; 面层论文; 道路论文; 内涝论文; 排水系统论文; 《基层建设》2016年21期论文;