基于市政工程设计中海绵城市的运用探究论文_董文博,张云霞

基于市政工程设计中海绵城市的运用探究论文_董文博,张云霞

天津市市政工程设计研究院 300000

摘要:由于人们对自然环境的严重破坏及水资源的浪费,导致当前社会水资源严重匮缺,且城市内涝及初雨污染问题十分严重,城市雨水的排放与利用成为当前社会广大群众着重关心的问题,尤其是随着海绵城市理念的广泛运用。我国在进行室外排水设计时加大了对海绵城市理念的应用,也提高了对雨水排放和利用问题的关注度。当前市政排水设计过程中运用海绵城市理念,有效解决了城市防治内涝、水资源利用问题,并减少了城市污染达到美化景观的目的。

关键词:市政工程;海绵城市;低影响开发;雨洪管理

引言

在社会经济不断发展的同时带动了我国城市的发展速度,虽然城市化发展速度得到了提升,却也促使城市雨水径流污染、洪涝灾害及水资源匮缺等问题加剧。当前城市市政工程建设过程中对城市内涝防治及雨水控制是需要优先考虑的问题,如果有效合理的控制点源污染,那么面源污染将成为城市水体水质受影响的关键因素。屋面、路面和绿地是城市主要的下垫面类型,当暴雨产生时,屋面和路面上大量污染物在雨水的冲刷下随径流一起进入受纳水体,对城市生态环境构成严重威胁。另外随着城市化进程加快,城市不透水下垫面面积逐渐增大,这就使得降雨时的径流量大大增加。加之随着近年来罕见暴雨发生的频率越来越高,我国城镇开始通过提高市政排水系统设施的设计标准来预防洪涝灾害的发生。市政实施标准的提高,意味着需要加大市政实施的建设规模,这极大的增加了排水管道工程建设的造价及后期的运行维护费用,不仅效果有限且不能消除下垫面初期降雨对城市受纳水体的污染。

虽然我国城市在开展市政工程建设时着重对雨水利用问题进行研究分析,可是所使用的设施相对比较落后,这无疑不是增加市政工程建设及维护成本的关键所在,同时也使海绵城市的建设质量受到一定程度影响。此外,由于场地受到各种因素的导致实施规模有所限制[1]。国内外许多城市开始进行新型雨洪管理理念的实践,将雨洪蓄渗工程技术与城市绿地景观相结合进行设计,构建以自然积存、自然渗透、自然净化为目标的海绵城市,并取得了显著地效果。为从源头解决城市内涝、削减城市径流污染、保护和改善城市生态环境,国家提出了建设海绵城市的新构想,提倡构建低影响开发雨水系统。

1海绵城市概念论述

在市政工程建设过程中想要创建海绵城市就要构建低影响开发的雨洪管理系统,以此实现对城市良性水文的循环,实际管理过程中利用渗、滞、蓄、净、排等多项技术达成目标,从而提升对径流雨水的净化、利用和排放效果,保证城市的海绵功能得以实现。所谓低影响开发系统就是具备多项功能景观、适用性强、运行维护简单的技术,能够减少集中式设施的使用。低影响开发体系包括两种策略,即结构性与非结构性,结构性措施主要包括:建设生物滞留池或雨水花园、植被过滤带、植被浅沟、洼地、绿色屋顶、种植器、透水铺装、蓄水池、渗透沟、干井等;非结构性措施,包括建筑和道路的合理布局、增加植被面积和可透水路面的面积等。现如今已经被多个国家广泛运用到城市基础设施规划、设计与建设领域[3]。

低影响开发技术在海绵城市理念中属于一项系统性的技术,在使用过程中需要环境、市政及园林绿化结构协同合作才能完成。市政工程景观绿化工程建设中要重视园林绿地在雨洪调蓄中发挥的作用,在保证园林美观及绿化目标实现基础上对水文及径流状况进行改善,市政设施的改建扩建项目也应首先考虑是否能通过低影响开发技术提高排水系统的设计标准和运行能力。低影响开发技术相比于终端处理技术是一种较新的理念与方法,它能削减地表径流总量、洪峰量和提高水质,补充地下水,缓解城市管道和污水处理厂的压力。

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2传统模式雨水排放增加了对环境的不利影响

市政工程众多建设项目中一项重要的工作就是排水管网的配置,如果不能根据相关要求对排水设施进行设计,那么城市降雨时就会出现排水问题。城市道路如果雨水径流量不断加大就会影响到水质,从而使得城市面源污染严重。城市建设中使用传统模式对径流雨水进行排放中主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施完成,以快速排除和末端集中控制为主要设计理念,这使得市政雨水管网及收纳水体、排涝设施压力剧增,初期降雨产生的大量污染物也随径流雨水流人受纳水体影响水环境质量,而且大量外排雨水也是对水资源的一种严重浪费。

一般市政道路的断面会分成不同的形式,主要为单幅路、双幅路、三幅路和四幅路。文章着重以市政道路中的四幅路为例进行讨论。四幅路是由三条绿化带将车行道分隔成四个部分,中间为单向机动车道,机动车道两侧为单向非机动车道。中央绿化带及两侧绿化带高程均高于道路路面,绿化带两侧设置高出路边缘10~20cm的路缘石,其作用是将机动车与非机动车及行人分隔开来,以保证道路具有较高的通行能力。同时也起到疏导雨水沿纵断方向流人雨水口,防止雨水进入绿化带而影响路面结构稳定的作用。传统市政道路的绿化带只能接收自身面积内的雨水径流,路面雨水径流需经过雨水口全部流人雨水管道进行排除。这种方式是以雨水的尽快排除为基本理念,导致路缘石处必然产生积水,易发生洪涝灾害,且污染较重路面初期降雨排入河道后污染城市水体,同时,道路绿化带需要经常性进行灌溉,对道路雨水资源没有进行有效的利用,大量雨水白白流走。

3.市政工程海绵城市理念中的低影响开发模式

海绵城市理念在市政工程建设的实现途径就是通过其包括的低影响开发模式达成。低影响开发对不透水地面及源头雨洪实施控制的要求主要源自于水文中性概念,也就是在同一个地区开发前后其自身的水文特点没有得到任何改变,这就需要在采用调蓄措施进行峰值流量削减增加意外,还要采用雨水回用或滞留系统来控制径流总量的增加。只有同时控制峰值流量及径流总量,才能尽量减少由于不透水地面增加对环境的不利影响。在满足道路交通通行安全等基本功能的基础上,应充分利用道路自身空间及周边绿化空间推行下凹式绿地、透水路面、LID树池等低影响开发措施,以削减径流水量、改善径流水质。

想要实现海绵城市的建设就要利用城市中所设置的道路绿化带具备的收集、净化、储蓄、入渗雨水径流等功能,并结合低影响开发技术,将市政道路绿化带设计成为植生滞流槽形式,将路面所储蓄的雨水径流通过孔口道牙流入到绿化带中进行净化排放。雨水口置于绿化带内,其高高于绿化带且低于路面。路面雨水流入绿化带后,首先下凹式绿地对雨水进行储存和入渗,同时又有一定的净化作用,而超过设计标准的降水将通过溢流的方式直接进人雨水口,经雨水管渠进行排放。雨水管道可以采用穿孔管道设计,雨水在流行过程中可以继续进行入渗。道路人行道采用透水铺装地面,尽可能多的减少雨水径流。

4 结语

想要城市“海绵”功能全面发挥,需要对市政工程建设中各个方面的问题进行综合性考虑,并明确各个方面之间相互影响及制约的关系,创建完善规范的法律法规。海绵城市建设时一项复杂系统性的工程,市政工程建设中低影响开发模式只是建设的一部分,应基于一个城市的海绵城市战略和规划加大对低影响开发、绿色雨水基础设施及合理必要的灰色基础设施的推行力度,才能从根本上解决城市内涝、径流污染、雨水资源利用、水环境生态等重大问题,保护和恢复城市的良性水文循环。

参考文献:

[1]王岩.论海绵城市在市政工程设计中的应用[J]. 城市道桥与防洪,2016,01:100-102+12.

[2]李继坤. 探讨海绵城市市政道路设计方式[J]. 智能城市,2016,05:256.

[3]粟杰文. 海绵城市在市政规划中的体现[J]. 建筑设计管理,2015,10:62-64.

论文作者:董文博,张云霞

论文发表刊物:《基层建设》2016年17期

论文发表时间:2016/11/29

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