合肥市包河区市政工程管理处 安徽合肥 230011
摘要：为什么近年来城市缺水现象和内涝灾害频繁发生？一个重要原因是水泥地太多，把能够涵养水源的林地、草地、湖泊、湿地给占用了，切断了自然的水循环，雨水来了，要么当作污水排走，地下水越抽越少；要么蓄积地处无处排放，发生内涝。解决城市缺水和内涝问题，必须顺应自然。比如，在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。笔者从事城市市政建设管理和水环境治理工作，结合自身工作经验，对海绵城市在城市给排水系统中的应用进行认真总结分析，争取探索出一条改进城市给排水系统的有效对策和途径。
关键词：海绵城市；给排水；应用
一、海绵城市理念
2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，"海绵城市"概念首被次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调："提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市"。
顾名思义，海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水"释放"并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。
二、海绵城市建设的必要性
1、保护生态环境
城市开发建设应保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区，利用海绵城市设施可实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环，提高水生态系统的自然修复能力，维护城市的良好生态功能。
2、保障城市水安全
随着城市开发速度的加快，越来越多的绿地被硬化，地表透水面积不断缩小，降雨形成径流速度加快，洪峰规模变大，时间提前。势必会对原排水系统造成一定压力，如改造不及时，就会形成城市内涝。海绵城市设施的建设一定程度上增加了滞留空间，可以延缓径流的快速形成，同时也起到了一定的削峰作用，减轻了城市排水系统的排水压力，对城市水安全有一定的保障作用。
3、提高城市水环境质量
城市面源污染主要是由降雨径流的淋浴和冲刷作用产生的，城市降雨径流主要以合流制形式，通过排水管网排放，径流污染初期作用十分明显。特别是在暴雨初期，由于降雨径流将地表的、沉积在下水管网的污染物，在短时间内，突发性冲刷汇人受纳水体，而引起水体污染。据观测，在暴雨初期（降雨前20min）污染物浓度一般都超过平时污水浓度，城市面源足引起水体污染的主要污染源，具有突发性、高流量和重污染等特点。海绵城市设施的建设对减少城市因降水而产生的面源污染具有积极意义，提高了城市水环境质量。
4、提高雨水资源利用率
雨水资源作为一种较丰富的水资源，对其加以利用则可以有效地缓解水资源严重短缺的现象。善用这一资源对人类的可持续发展有着长远的意义。城市雨水通过海绵城市设施回收，作为中水加以利用，可直接节约生活用水资源，缓解城市供水紧张状况；也可以使雨水下渗，可涵养地下水，增加浅层土壤的含水量，调节所候，遏制城市热岛效应；另外，回收的雨水还可以作为城市中水系统的一个重要水源，对城市给水系统、中水系统的供需矛盾起到平衡作用。所以海绵城市设施的建设可以提高雨水资源的利用率。
5、发展趋势
海绵城市建设自第一批试点城市确定后便在全国范围内如火如荼的展开，根据国办发〔2015〕75号文件要求“到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求”。因此，工程项目结合海绵城市建设将会成为发展趋势，彩虹大道结合杭州市海绵城市建设要求进行设计也是顺势而为。
三、项目概况及主要问题分析
庐州大道是合肥市滨湖新区的一条主干道，修建于2017年，道路下方为城市轨道一号线，该路采用了海绵城市做法，取得较好的景观、蓄水和排水效果。
本次设计庐州大道海绵城市总体目标及具体控制指标如下：
1）年径流总量控制率达到75%（对应设计降雨量21mm）；
2）雨水径流污染控制（以总量核算40%SS削减）；
3）雨水资源直接利用率不小于5%；
4）小排水系统按照《室外排水设计规范GB50014-2006（2014版）》要求进行设计，大排水系统按照最新的合肥市市防洪排涝规划要求进行设计。
四、海绵城市技术解决方案
随着庐州大道的建设，对沿线原有水生态环境造成一定破坏和影响，根据确定的海绵城市总体目标及控制指标，按照项目的不同情况分别采用如下海绵技术方案进行设计：
1、雨水滞留器
雨水滞留器是在浅的洼地中种植当地的乔、灌木和花草等植物的工程性设施。其主要通过土壤和植物滞留、净化雨水，具有一定的景观效果。
适用条件：雨水滞留器主要适用于居住区绿地，道路中央隔离带及两侧绿化带，商业服务业及工业用地的建筑、停车场周边的公共绿地，适合设在人口高密度地区，还适用于处理和利用别墅区、旅游生态村等分散建筑和新建村镇的雨水径流。本次设计主要用于道路雨水处理，雨水收集后汇入隔离带内雨水滞留器内，雨水经滞留器过滤处理后排入市政雨水管或蓄水池内回用，当降雨量大于渗透量时，超量雨水溢流排入市政雨水管网。两侧绿地可根据实际地形结合景观绿化实施。
功能、特点：（1）减少雨水径流量、削减峰值流量；（2）净化雨水径流水质，减少径流污染；（3）下渗雨水，涵养地下水；（4）增加渗透面积，减少热岛效应；（5）美化环境，具有一定的社会效益和经济效益。
典型构造：雨水滞留器由滞留层、过滤层、过渡层、保水层（可选）、排水层、溢流口、反冲口等部分组成。
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中分带雨水滞留器断面图 图9-3
2、人工湿地
人工湿地是一种通过模拟天然湿地的结构和功能，人工建造的、与沼泽、池塘类似的、用于径流雨水水质控制和洪峰流量控制的分散式、小型的工程性设施。
适用条件：雨水湿地可分为在线式和离线式两类，一般可应用于水质污染较严重、公共设施用地内的水域与陆地交界地区（如公园、河湖旁）以及具有较大空间的居住小区，也可设置在需控制雨水径流量的地区。本次设计主要用于沿线节点公园，结合景观水系实施。
功能、特点：（1）净化雨水径流，去除径流中SS、N、P 和重金属等污染物；（2）控制峰流量，降低区域洪涝风险；（3）减小雨水径流对下游设施的负荷冲击；（4）为野生动植物提供栖息地，具有良好的生态景观效果；（5）维护低、综合效益高。
典型结构：人工湿地由进水管、前置塘（沉淀区域）、高/低沼泽地带、湿塘、溢流设施和排水口组成。
3、透水铺装
渗透铺装是利用透水材料替代传统的混凝土、水泥、沥青等，铺设广场、停车场及人行道等硬化路面，使其在保持原有功能的前提下，提高雨水的下渗能力，减小下垫面径流系数的雨水控制利用设施。渗透铺装按照面层材料分为透水砖路面、透水水泥混凝土路面和透水沥青路面。传统的园林铺地的鹅卵石地面铺装也是渗透铺装的一种。
适用条件：
渗透铺装主要适用于广场、停车场、人行道以及车流量较少的道路。其中，透水砖路面一般用于居住区、公园的道路步行道，透水水泥混凝土路面用于小区道路、非机动车道等，透水沥青混凝土路面用于杭州快速路或高速公路，嵌草砖一般适用于低流量交通区域，如宅区间小路、停车场、高尔夫手推车车道、建筑与小区人行道等。地下水位或不透水层埋深小于1.0m 处不宜采用渗透铺装。本次设计主要用于两侧人行道铺装实施。
功能、特点：（1）有效促进雨水入渗，补充地下水；（2）削减雨水径流量，减少对硬化铺装的冲刷；（3）有效净化雨水径流，延缓径流流速。
典型结构：渗透铺装主要由地表铺装材料和基质层构造两部分组成。
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透水铺装示意图 图9-5
4、生态草沟
生态草沟是在地表沟渠中种有植被的一种工程性设施，一般通过重力流收集雨水并通过植被截流和土壤过滤处理雨水径流，可用作收集、输送雨水的生态设施。本次设计主要用于两侧绿化带雨水汇集，结合景观实施。
适用条件：
生态草沟适用于杭州市居住区绿地，道路中央隔离带及两侧绿化带，广场、停车场等不透水地面周边的绿地，及各类集中绿地。可以同雨水管网联合运行，条件（土质、坡度、景观等）适合时也可代替雨水管网，在完成输送排放功能的同时满足雨水的收集及净化处理的要求。
功能、特点：（1）生态的雨水输送途径，截流径流污染物；（2）滞留雨水径流，削减径流峰流量；（3）增加绿地景观效果；（4）不占用专门土地，提高土地使用效率；（5）造价低，可节约管道建设维护费用。、
五、海绵城市实施保障措施
为了使海绵城市建设能更好的推行，需要各项措施予以保障。
1、资金保障
海绵城市建设离不开资金需求，因工程需要，部分材料必然与常规材质有所不同，会产生部分额外费用，但充足的资金是海绵城市设施保质、保量完成的有力保障。
2、用地保障
海绵城市设施建设需要一定的用地需求，大部分海绵设施与景观绿化结合，当景观需求与海绵城市设施功能需求有矛盾时，应首先满足功能需求，建设用地需求是海绵城市设施能否落底实施的基本保障。
3、宣传保障
海绵城市建设是一个全民受益的大事，需要广大人民群众的支持和理解，得当的宣传可以提高人们对海绵城市建设重要性的认识，过度或者不正确的宣传都会误导大家。
4、政策保障
适当的政策支持可以加快海绵城市建设的步伐，国家已多次下发各类鼓励性政策及文件，地方政府应积极响应，有利于海绵城市建设推广。
5、运维保障
“重建设、轻管理”的现象普遍存在。如果海绵城市只注重建设，对后期运行维护不管不问，就不能发挥其应有的作用。所以当项目按期实施后，后期的运行维护是使建设成果长期有效的重要保障。