广州市城市规划勘测设计研究院 广东广州 510060
摘要：海绵城市理念在雨水的处理和利用方面具有显著作用，在市政道路排水设计中具有巨大的应用价值。随着海绵城市理念的发展，目前海绵城市理念已经广泛地渗透在市政项目建设中，有鉴于此，本文对海绵城市理念的内涵和在市政排水系统设计中的应用原则进行阐述，并详细探讨了海绵城市理念在市政道路排水设计中的应用，以期为相关人员提供借鉴。
关键词：海绵城市理念；市政道路；排水设计；应用
0 引言
近年来我国城市化进程一直处于高速发展中，与此同时也对水文环境造成了一定程度破坏，加之市政排水系统建设跟不上市政排水需求，导致城市内涝、水环境恶化、水资源短缺等问题日益加剧，究其原因一个主要问题是城市排水系统建设标准低和雨水利用不足。随着相关部门对这些问题的重视，海绵城市理念应运而生，海绵城市理念应用于市政道路排水设计中能够有效缓解这些问题，如何挖掘该理念在市政道路排水设计中的应用价值对于城市化进程可持续推进具有重要意义。
1 海绵城市的内涵
海绵是一种多孔材料，海绵的两个典型特征是力学特征和水分特征，力学特征表现在海绵在受到外力时会产生变形压缩，当去除外力时会回弹恢复。水分特征是指海绵对水具有吸附、存储和释水等作用。海绵城市就是基于海绵的特征衍生而来的一种形象化表达方式，海绵城市理念将城市对水的吸附功能比作海绵，当城市在丰水期时海绵城市能够将富余水分进行充分收集和储存，在枯水期时则将存储的水分释放出来再利用可以有效缓解城市水资源紧缺。海绵城市理念相比传统“以排为主”的市政道路排水理念是一种可持续发展的市政道路排水设计理念，通过海绵城市理念的应用能够让城市具备对雨水进行收集、渗透、净化、存储、滞留，再利用等功能，从而有效提升城市的排水功能，使得城市在面临自然灾害时具备良好的弹性。
2 基于海绵城市理念下的市政道路排水设计
长期以来我国城市道路路面施工材料以普通水泥混凝土和沥青为主，这些路面施工材料的渗水性较弱，造成降水时路面积水无法及时渗入地下从而导致的城市内涝。在海绵城市理念下，市政道路路面施工材料采用对雨水具备良好渗透性的材料，目前使用最多的有透水砖、透水性沥青和透水性水泥混凝土。同时，选择路面材料时需要根据不同道路种类、道路车流量、车辆种类和雨水水质选择合理的路面材料。通常人行道面层采用全透水砖，行车道面层采用透水性沥青，基层采用透水性良好的路基压实材料，使得城市道路与地表形成一个有机连通的整体，雨水可以通过面层和基层渗入到下层自然土壤中，也可以通过面层材料将路面积水快速吸收并将雨水导入预留的排水管道中，再将雨水通过排水管道汇入到蓄水池中，从而到达对雨水收集和再利用的目的。
3 基于海绵城市理念的排水系统设计原则
在将海绵城市理念应用于市政道路排水设计中时需要遵循如下原则：
3.1 充分考虑城市整体规划
在设计市政道路排水系统时应当从城市气候水文，绿地面积和防洪排涝等因素出发全面考虑城市整体规划。
3.2 合理确定应用比例
秉持合理性原则和低影响原则，在不影响城市各部分功能的基础上合理确定透水性路面的比例。
3.3 执行建设责任制
执行和落实建设责任制，在市政路面排水系统建设时根据实际情况执行和落实建设责任制，以提升相关人员的责任意识。
3.4 应用数学模型
在市政道路排水系统设计时应当构建数学模型进行模拟分析，通过模拟分析可以对使用效果提前进行预判。
3.5 重视专项规划设计
海绵城市理念下的市政专项规划设计应当在基础设施的基础上，从雨水收集、净化、排放等方面做到全面规划设计。
4 海绵城市理念在市政道路排水设计中的应用
4.1 道路横断面的设计
传统市政道路横断面设计采用中间高两侧低的横向坡度方式，以此将雨水汇集于道路两边，再将雨水导入管道系统，传统市政道路的绿化带高于路面。海绵城市理念应用于市政道路设计区别于传统设计方式，在设计时让道路路缘石与行车道水平高度保持一致，使得绿化带低于路面。基于该设计，道路积水会先流入绿化带中，在绿化带中土壤吸水饱和后富余的雨水会通过道路两侧的篦子排入管道系统然后汇集到蓄水池中，为更好地汇集道路雨水，主管道可以采用渗井形式，同时渗井中的雨水还能对地下水进行有效补充。目前，发达国家大多采用综合型地下管网，可实现同时对雨水和污水进行处理，大大的节约了城市地下空间，同时，可与其他地下基础设施共同管理。我国在设计地下管网系统时，应充分借鉴国外这一先进模式。对于郊区管网系统而言，为了高效处理积水，可适当采用分离式管网系统。在市政旧道路改造中，为不影响道路基本使用功能，在优化设计道路横断面时应当把握以下三点，第一，控制好道路路面和绿化带起伏变化之间的关系，优化设计道路横坡坡向和坡度，便于路面雨水汇集到绿化带中；第二，下移道路两侧绿化带高程至路面以下或与路面高程平齐，在绿化带周边为垃圾暂时存放设施预留出一定空间，以防绿化带被垃圾污染。第三，中央绿化带汇集的雨水需要经过一次净化处理后才能汇集到市政雨水管网中。
4.2 绿化带的设计
绿化带的设计应把握以下几点：第一，因地制宜选择与地区自然环境适宜的绿化植被。第二，结合地区自然环境设置传统绿化带和新型绿化带参数。第三，为便于雨水汇集到绿化带中，道路宜设计为中央绿化带模式。第四，在绿化带的下方设置碎石沟可以方便绿化带高效收集雨水。第五，道路绿化带宜采用分隔方式，并对绿化带的结构，水流的形式和路径进行优化设计，可以提升绿化带的贮水功能并省去了灌溉绿化带的工作。第六，为保证绿化带的滤水功能，在铺设绿化带土壤时应先铺设植被生长土层，然后再铺设砾石层。第七，为保证绿化带收集雨水的功能，在道路设计时应控制好道路横断面坡度，将绿化带设计低于路面高程10～30cm。第八，为保证绿化带雨水排放功能，应科学设置溢流装置，并将溢流装置与市政排水管网连通，当遇到大量降水时绿化带积水可以经溢流装置流入市政管网中。
4.3 停车场路面的设计
停车场是城市中的大型公共设施，在海绵城市理念下，城市停车场路面宜采用透水性能良好的透水砖来铺设，以便于雨水通过透水砖快速渗入地下，同时，透水砖表面的粗糙度较大，可以为汽车轮胎提供足够大的摩擦力，从而避免汽车打滑。此外，停车场也可以采用嵌草砖来铺设，通过增大土壤面积和植物吸水性可以有效提升停车场路面的海绵效应。
4.4 公园绿地与市政道路结合的设计
当今城市中分布着一定数量的公园绿地，在海绵城市理念下，将公园绿地与市政道路相结合可以对路面雨水进行有效分流，在降雨丰沛的地区，突出对雨水的过滤、滞留、净化和下渗功能，路面雨水先被汇聚到公园绿地中，公园绿地可以对雨水径流起到延迟作用，从而提高了城市的排涝能力。在降雨短缺的地区，突出对雨水的贮存和利用功能，雨水通过公园绿地或湿地排入调蓄设施，再经过净化处理后储存起来，通过绿地、湿地、调蓄设施和储水设施雨水被收集起来和再利用，可以有效缓解当地水资源短缺的问题。
5 结语
海绵城市理念在市政道路排水设计中的应用可以有效解决城市内涝问题和改善城市生态环境，也有助于缓解干旱地区城市水资源短缺问题。海绵城市理念应用于市政道路排水设计是未来城市可持续发展的必由之路。
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