李任
中国建筑设计研究院有限公司 北京 100044
摘要：当前我国城市化进程逐步加快，城市人口越来越集中，随着城市面积的扩张，各类混凝土道路、水泥建筑大量建设，导致内涝现象越来越严重，一些大中城市每年都受到内涝的困扰。本文基于海绵城市理念下探讨解决城市内涝的相关设计，以建筑小区为单位阐述怎样实现建筑与小区内场地的海绵系统，促进城市建设可持续发展目标的实现。
关键词：海绵城市；内涝；成因；设计
海绵城市，通俗来说就是通过建设水土保持设施，将雨水在雨汛高峰期收集起来，再利用收集来的雨水灌溉植被等。我国城市的排水防涝措施相对比较落后，应急管理能力较弱，因此，时常出现暴雨内涝灾害。传统排水系统的主要功能是排水，当遇到暴雨天气时，雨水管网的排水压力急剧增加，暴雨径流无法在短时间内快速排放，从而造成城市内涝。把雨水作为废水直接排出，将是一种严重浪费水资源的行为，并不能充分利用水资源环节减轻城市缺水的压力。所以，必须结合实际情况，大力推动海绵城市建设，通过合理的处理方式妥善解决城市缺水问题。
1城市内涝成因分析
通常情况下，城市内涝主要是指在短时间内出现强降雨或者连续性降雨，导致雨水量严重超出城市的雨水消纳能力，造成城市地面出现大量积水的状况。针对我国现阶段城市洪涝灾害频发的问题，从不同层面、不同维度对城市内涝成因进行深入分析，进而优化城市防洪除涝体系、强化城市防洪除涝能力已迫在眉睫。城市内涝是在多种因素共同作用下产生的，短时间内的强降雨是诱发城市发生内涝的主要因素。大量的研究显示，短时强降雨由农村逐渐转向城市，城市的暴雨频率日益增加。之所以出现这种状况，主要是由于城镇化率不断提升，对城市的降雨条件产生了严重影响。城市内部存在“热岛”现象，空气中的水汽极易凝结，当凝结核达到一定的量便会形成暴雨。因此，城市极易发生特大暴雨。
同时，城市下垫面产生变化也是造成城市内涝逐步加剧的一个重要因素，具体体现在城市快速扩大，土地利用形式也产生了本质性变化，原本的农村郊区逐渐发展成为城区，不透水面积快速增加，蓄洪、渗水能力渐渐降低，并且汇流时间日益变短，从而形成了暴雨和洪水。另外，城市下水管道开发建设缺乏长期性规划也是导致城市内涝的一个主因，排水标准相对较低，城区的排水系统未进行优化升级，排涝能力已经不能满足城市发展的实际需求，所以造成城市内涝现象频发。
2海绵城市建设理念
2.1海绵城市概念
简单来讲，海绵城市建设理念要求在城市建设设计与施工中要注重提高城市路桥基质的吸水性，打造一个“海绵”路桥体，提高城市抗洪抗涝能力。海绵城市建设基于各类的基础设施，在保障其功能性与安全性充分展现的基础之上，进一步优化城市的水循环性能，增强城市的排水、蓄水能力，重视循环利用水资源，是生态环境保护城市建设要求的新型设计理念。
1.2海绵城市建设理念的优势
城市建设中主要矛盾就是经济发展与生态环境保护之间的矛盾，基于此政府出台了许多配套政策，其中最主要的措施就是打造海绵城市来缓解城市排水蓄水压力，改善城市生态环境，减轻城市环境污染。利用海绵城市的海绵效应从根本上缓解城市排水系统的压力，充分循环利用城市丰富的水资源，同时还可以起到防雨防洪的作用。
3建筑小区海绵城市与防内涝设计技术分析
3.1虹吸式雨水排水系统的应用
在建筑物排水系统的作用过程中，如果遇到降水量增大的情况，排水管则会满流，导致支吊架承受较大压力，从而产生剧烈的晃动。
由于各管段之间的负压变化不均，使得虹吸现象不连贯。如果排水管数量和管径设计得不合理，会发生雨水无法顺利且快速排出的情况，从而导致雨水聚集，对建筑物造成破坏，以及发生渗漏等问题。后续的维修、护理也在一定程度上存在问题。在建筑物给排水设计过程中，还应注意空间的使用和形象的美观。减少对室内空间占用的同时，保证排水系统稳固顺利进行的情况下，还应最大限度地降低该系统产生的噪声。虹吸现象属于物理现象，在作用过程中会有一定的声响和动力，但现代化的社会要求更为严格，应尽快提出相应的方法来对各种可能或已经出现的问题进行解决和改良。虹吸式雨水排放系统在其设计之初对管道型材有一定的要求，主要型材分为：HDPE管材、不锈钢材质、涂塑复合型管道。由于HDPE管材在经济方面和施工便捷度方面都表现得更为突出，故而在工程施工中被广泛应用。设计人员应根据实际情况和管道力学方面进行考虑和计算，选择管径大小合理的管道，以免因水流的流量不符而导致管材的浪费或管材爆裂等风险。硬聚氯乙烯因其内部光滑，能降低阻力，使雨水排放速度加快，降低管道内发生堵塞的情况，给建筑物给排水系统实施工程带来了极大的便利。虹吸式雨水系统中任何一个管道的单独排水能力都大于旧重力式排水系统，如果室外雨水管没有同步更换为虹吸式雨水排水系统，在暴雨情况下容易发生雨水从室外井盖溢出或使井盖被冲开的情况，形成一定的安全隐患。
3.2 PP模块式蓄水池应用
PP模块式蓄水池是一种新型的雨水储存系统，主要作用就是用于雨水收集，该模块的主要材料是聚丙烯，能实现高程度蓄水的储水工作，整个模块的设计无论是在外观还是在结构上都十分独特，抗压能力极强，在设计过程中应按照规划建设用地面积的要求确定蓄水池的容积。PP模块式蓄水池可以收集来自建筑小区内屋顶、花园、草坪、铺地区和车道的雨水，增加城市综合管网蓄水和供水的能力。PP模块式蓄水池安装于地下，可按需设置于绿化、道路、城市、小区、工厂、景观、园林、绿化带、体育馆、广场、停车场、运动场地下，不占用地面空间，且不会影响景观效果。PP材料耐酸碱、抗老化、无异味，其外壁光滑不易滋生细菌。PP模块贮水率高，应有不小于95％的贮水空隙率，抗渗防漏性能非常好。PP模块蓄水池是当前海绵城市中雨水回用系统的重点、难点，集多种优势于一身，可有效改善城市内涝的问题。
3.3城市暴雨内涝预警系统
城市暴雨内涝预警系统一般由城市内涝积水监测系统和预警预报系统两大部分构成。其中，城市内涝积水监测系统又分为两大部分，即立交积水检测、城市道路积水检测，一般应用于立交桥、城市低洼地段等，还可以同排水泵进行联动，实现内涝监测、预警及防治。根据易涝点周边区域内降水数据和当前时刻的淹没水深数据预测未来淹没水深，对潜在涉水风险进行提前预警，为交通管制提供决策依据。城市内涝积水监测系统由现场监测站及监控中心平台软件组成，现场监测站由雨量传感器、电子水尺、高清摄像头、遥测终端机、LED显示屏和电源系统组成，监控中心软件平台可远程监测重点路段积水动态实时状况、进行水位预测分析。各城市以新一代天气雷达为主的强降雨监测预报技术日趋成熟，为提高城市突发性强暴雨预报精度提供了技术保障，为预警系统提供了较好的输入条件。
4结束语
城市内涝防治是一项涉及内容多、繁琐复杂的系统性工程，必须制定完善、合理、可行的防治方案，严格落实各项措施，对土地开发利用与规划、排水系统的设计进行严格把关，转变传统的城市内涝治理观念，积极引入现代化先进技术，从根源上彻底解决城市内涝问题。
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