摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，城市化进程不断深入，城市基础设施建设也在不断完善。当前，海绵城市理念被很多城市采用，海绵城市理念下对城市排水系统设计来说是一个机遇，能够有效补充城市地下水，帮助城市调节径流，减少径流污染。但是，很多城市洪涝灾害频繁，水资源短缺问题严重，为此，在海绵城市理念下，需要不断解决城市排水系统设计存在的问题，优化排水设计，才能更好的推进新型城市化建设。
关键词：海绵城市；城市排水设计；水资源；径流
1.海绵城市理念内涵
城市能够像海绵一样，在适应环境变化与自然灾害等方面有着良好的“弹性”，下雨时能够及时蓄水、渗水、净水，然后将蓄存的水从新释放到自然水体中循环利用，这种“吸—放”的过程实现了城市内部水资源的良性循环。作为一种新型城市雨洪管理概念，海绵城市的主要作用是更好的适应环境变化，对各种雨水引发的自然灾害灵活应对，弹性应付各种自然问题，也称之为弹性城市。
海绵城市的特征体现在：首先，对城镇化与自然环境协调发展非常注重，能够在存储、排放城市地下水与自来水时，不依靠传统的地下管道，而是借助城市自然环境利用各种措施完成积水吸收与排放，从而有效将城市洪涝问题解决。其次，使城市能够“弹性”适应环境变化，海绵城市保持城市内部水系统稳定是基本原则，对城市生态保护非常注重，目的是将城市系统自我调节能力增强。最后，转变了排水防涝思路，将过去“快排式”的模式摒弃了，坚持渗、滞、蓄、净、用、排相互结合，使城市水系统良性循环。
2.排水系统的优化设计
低影响开发（LowImpactDevelopment，LID）是在海绵城市理念下，采用源头控制原理控制与利用城市雨水的技术，与单一应用雨水管网不同，LID源头控制，通过非工程措施将径流减少，补充地下水，实现自然地下水的良心循环。鉴于海绵城市进行LID开发后，因大规模低影响开发，容易出现地表积水，为此，需要在LID开发后优化排水管网的设计，从而确保排水管网能够有效结合LID技术，共同进行城市排水防涝工作。
2.1排水管网优化方法与原理
排水管网优化通常有两种方法，一种是直接优化，另一种是间接优化。一句性能指标变化，直接对各种方案或者参数优化选择、计算与比较就是直接优化；而间接优化是最优化，在数学模型基础上，优化计算得到排水管网的优化方案。管网系统计算原理为管段与管渠流量演算，通过渐变非恒定流量方程与连续性方程得到不同的方程解，主要有三种解法，分别为运动波、恒定流与动态波。在排水管网优化设计中，还需要遵循一定原则，某一设计管段，确定了流量后，需求管径与埋深有多种不同组合，在众多的组合形式中选择较大管径的，坡度较小的，埋深更小的，这样会增加管材费用，施工费用会降低。反之，则管材费用少，施工费用高。由此，需要依据实际情况协调好两者关系。
2.2排水管网优化方案选择
方案1：先开发LID，然后优化排水管网。通过对某城市进行LID开发后，排水管网部分节点存在积水问题，积水量达到120.52m3，最长积水时间为1小时30分钟。（1）优化管道坡度。管道坡度对排水管网的流速影响较大，会直接促使排水条件发生改变，由此，在优化设计管径、管网坡度上，最具有经济效益的是坡度优化，不需要对排水管更换，节省了人力物力。为此，合理调整各个管网坡度与各节点参数，能够有效将各节点积水情况缓解，此外，对下游管道坡度调整，可以将坡度问题造成下游节点溢流的问题避免。（2）对管网管径进行优化。通过相关测试结果显示，管道过流能力受管道管径影响较大，管径大小与管道过流能力两者存在正比，同时对上游积水排除也有影响，下游管径增大，会随之改善管网排水能力，从而减少了节点溢流的情况。方案2：不开发LID，直接优化设计排水管网。同样以该城市为例，60个检查井存在2小时以上不同程度积水问题，40个节点积水达到2小时以上，10个节点积水总量为400m3以上，有30条管道满流时间在3小时以上，管道满流率为80%。
2.3方案比对分析
方案1的成本估算：依据以上内容，结合开发需要的纵投资，计算结果见下表：
通过以上成本估算，不开发LID，仅对区域内排水管网进行优化，投资成本约为2262.25万元。
对以上两组计算结果进行分析与比较，发现方案1开发LID对管网进行优化，工程投资远高于方案2不开发LID进行管网优化，但是方案一在改善生态环境，提升城市生活质量的功效上优于方案2。此外，对城市排水管网的优化改造，需要暂时将交通阻断，对城市交通及人们的正常出现均有较大影响，但是LID则是低影响开发，则对城市交通及人们出行影响较小。基于此，从城市可持续发展角度，采用城市源头控制措施优化设计排水管网更能够将生态文明理念满足，也是海绵城市理念下城市排水系统设计的重要方式。但是，海绵城市理念下，排水系统设计不是一蹴而就的，而是需要循环改造，需要结合城市发展特点，依据现有的财力、物力确定最优化的设计方案。
结束语
总之，海绵城市理念下优化设计排水系统，不仅可以将水资源节约利用，还能有效构建出城市水资源良性循环，需要不断对雨水源头控制措施整合优化，加强排水管网与集中处理雨水设施的整合，进一步提升排水系统设计经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]杨芸.海绵城市理念在市政排水设计中的应用实践[J].现代商贸工业，2017，（15）：25-26.
[2]李博宇.“海绵城市”理念在市政排水设计中的应用[J].民营科技，2017，（03）：245.
论文作者:陈京英
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：城市论文; 管网论文; 海绵论文; 积水论文; 坡度论文; 理念论文; 方案论文; 《基层建设》2018年第5期论文;