关于海绵城市技术在市政排水中的运用分析探讨

中文科技期刊数据库(全文版)工程技术2017年2月17163关于海绵城市技术在市政排水中的运用分析探讨陈道红郴州市防汛抗旱指挥部办公室，湖南郴州423000摘要：随着我国城镇化建设进程的不断深化，城市自身建设的有序性成了城市健康发展重要指标。排水系统是城市文明发展的重要载体，对于改善城市居民的生活环境起到决定性的作用。本文就海绵城市观念下的市政排水系统建设措施进行了详细的分析。关键词：海绵城市；市政建设；排水设计中图分类号：TU992；TV213.9文献标识码：A文章编号：1671-5519(2017)02-0163-021海绵城市理念产生的背景针对频发的城市水灾，在2011年全国两会期间，全国人大代表、湖南省常德市环境卫生宣教中心刘波提交了《关于建设海绵体城市，提升城市生态还原能力》的提案，提出将城市停车场和道路两旁改装成下凹式绿地，并把绿化带路面改造为有坡度的，以利于雨水流入绿化带旁设置的缺口中。有专家还提出，要建立雨水收集和利用系统，开发、改造城市社区建筑物、道路、绿化带、停车场、广场、公园等公共设施的蓄留雨水功能，尽可能恢复城市原有河道、水塘、沟渠，减弱城市热岛效应，提高雨水渗透率。2012年4月，在低碳城市与区域发展科技论坛中，首次提出“海绵城市”的概念。2海绵城市运用的重要性我国现已有130多个城市中都制定了海绵城市建设方案，其主要目的是通过海绵城市建设，将70%的自然降雨就地消纳与利用，而此目标确定时间表为2020年，这时20%的城市建成区域均应达到国家规定的各方面要求，到2030年的80%城市建成区均实现100平方公里的城市有20平方公里为海绵城市。本文对海绵城市的优势进行了下述几方面分析：2.1减轻城市内涝我国城市建设十分注重地上，但对地下各方面建设重视度不高，且建设单位大都注重工程手段，对自然方法的探究极少，这使得我国许多城市因强降雨而出现城市看海的景象。海绵城市将建筑、道路、绿地等作为载体，辅以各种生态化技术，确保城市低影响开发雨水系统有序循环。2.2改善城市生态建设海绵型城市是实现城市与自然生态协调发展的重要组成措施，能以源头减量、生态还原、自然调蓄等方法，改变以往头疼医头、脚疼医脚的片面且盲目的做法，从根本上解决日趋严重的多种城市病。此外，海面城市技术在生态修复领域具有很强的实用性，在社区生态、农田水利、高速公路和铁路、重金属土壤污染以及河道治理都有很好的效果。相关研究表明，对热岛效应和雾霾也是比较好的手段。3市政排水的要求为了更加高效的贴合我国经济格局的变化，我国相关的住房城乡建设部已经于2013年，颁布并落实了《室外排水设计规范》、《城镇雨水调蓄工程技术规范》、《城镇内涝防治技术规范》等内容。其内部的颁布目的在于基础海绵城市建设的时代背景下，为我国现有的城镇排水系统的建设活动注入更为新鲜的血液及标准。《住宅房屋室外排水设计的工程要求》中一再强调：“相关工作人员需要将城镇自然雨水灾害作为一种重要工作，积极研发具体的洪涝防治技术等内容。”需要注意的是，城镇内部的雨水调蓄工作已经获得了我国相关技术部门的审批，并可以真正的落实到建设活动中。此市政排水系统国家标准的颁布，不仅可以有效构建“从事故原有进行监管”“全局性管理排水工作”“科学具体的自然灾害防治工作”三大环节构成的排水防涝机制。同时有效的解决眼下雨水利用率低下及自然灾害预防工作缺少科学管理依据等问题，以全局性的发展目光，对海绵城市中的排水系统进行科学的设计。与西方部分发展国家相比，我国在市政排水方面的科学性就显得不足了，不仅会在某种程度上造成无法实现预期发展标准的问题，还会迫使一部分守旧的设计成果制约我国排水工作的发展脚步。通过在自然降水过程中，对其进行增加折减系数的形式，来有效的降低其工作的设计数值。于2014年颁布的《住宅区室外排水的设计要求》指出：相关工作人员可以依据其海绵城市的具体发展规模来对部分非中心的地区、经济发展区域、重工业地区和地下通道和广场等四种类型进行全新规定，进而科学设置其雨水管渠的发展预期值。需要科学应用其数据值，取消其中涉及到折减系数这一环节，进而全面提升相关的设计标准。如此做法，不仅是出于对于我国经济的实际发展情况，更是充分借鉴了国外部分有益的成分，使其可以更为有效的及提供其质量。现已颁布的《城镇内涝防治技术规范》中，就有所提及到借鉴国外部分有益成分，再次结合我国的实际发展现状进行敲定内涝灾害的具体防治机制。将部分超大或者是特大城市的重现期设定成为49~99年，其中包含的大城市为29~49年，中等及小城市为10~29年。除此之外，政府部门还需要进一步明确内涝重现期地区，地面积水的实际数值。保证其可以在住宅区底层住户不进水，商业圈建筑物一层不进水、车道积水深度不超过12cm，以此来更加全面的防控自然灾害对人们实际生活的迫害。4基于城市排水系统建设下的海绵城市4.1城市水系的合理规划城市在发展过程中侵占河流的状况比比皆是，对城市水系的保护和合理规划首先要做好开发前流域内的±地适宜性分析，明确城市水系规划责任，合理规划止地利用类型。在自然的王地上，地表径流汇集成一系列细小的水流，小水流彼此融合，形成小溪。小溪进汇集成小河，而小河又汇集为大江。这种由河流彼此联络构成体系的水道系统，就如同树上的枝条一样，被称为排水网络，为排水网络供给水源的区域则被称为流域。流域是分水线包围的区域，包括河系及周边的坡地，河系由大大小小的河流汇合而成，是流域的水域部分；坡地是流域的陆域部分，具有一定的地质、±壤、植被条件。大多数流域都由三个相互联系的部分构成的：外围高地、集水区和输导区。4.2重视绿色基础设施建设绿色基础设施的功能之一是城市水环境管理，使用和借鉴自然措施的作用，从源头上使暴雨滲入地表，蒸发或者再利用的系统和实践。我们结合国际的经验，也提出了自己对緑色基础设施的定义，绿色基础设施是区域的自然生命支撑系统，把城市建成绿地，绿廊，水系自然，半自然，人工多功能绿地和开放空间交织形成的网络系统。水利电力1642017年2月17而在我国绿色基础设施与城市雨洪管理的关系也进一步得到重视。全国海绵城市建设试点工程的范围也在不断扩大，更多的学者和研究人员倡导利用绿色基础设施的作用促进海绵城市的良性建设进程，在海绵城市建设的过程中，探讨可持续城市水资源与水系统管理、低碳人居环境建设、城市生态恢复等重要议题。从近年来陆续举行的有关水与海绵城市的研讨会议中可看出，相关研究正在有序的进行，我们对城市的绿色基础设施的关注程度也越来越高。4.3鼓励建设微排水系统；LID理念落实一个具有良好的雨水收集利用能力的城市，应该在降雨时就地或者就近滞留、吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水或者合理利用雨水资源，调节水循环。因此，减少地表径流，提高就地下渗是指南中提倡的打造海绵城市的重点。在社区场地层面，我们的海绵城市建设与低影响开发（LID）可以认为是＂同义词＂。低影响开发理念包括多种径流控制技术，具有高灵活性、可满足当地法规和环保要求，并适应不同场地限制，在控制小降雨事件时，LID措施能够发挥显著的作用，因此，应在城市中适宜设置低影响开发设施的区域内大范围地推行雨水就地收集方案，促进雨水就地收纳、下渗、再利用，减轻排水管网的压力。低影响开发理念利用其收集、蓄滞、渗透的作用，作为大、小排水系统的辅助成为海绵城市建设中不可或缺的一部分，在不影响城市绿地在城市中的各种综合功能（如改善环境、游憩休闲、文化教育等）的前提下，应该在有条件的区域，大量推行LID措施。分散LID措施虽然在应对短时暴雨情况的能力欠缺，但是对高频率、小降雨量的降水情况能起到较为有效的作用，降低灾害发生的程度，有利于海绵城市建设的实现。4.4排水系统的多元化设计海绵城市中的市政排水系统建设中，应对当地城市进行全面分析，并以相应的数学性质进行模拟验证，将当地发展规模严格划分，并根据实际情况加强开发力度，开发实施建设亦应强调低影响的重要性，及时核对城市中不透水面积比例，确保雨水能够有序循环。以某城市环线道路工程为例，其道路全长设计为1.695km，道路红线宽度为24m。排水系统的多元化设计可以采用“渗”、“蓄”来解决城市绿化带排水设计。道路排水方式为车行道雨水收集汇流至雨水口直接排入雨水管；人行道雨水汇流至后排绿地，土层含水饱和后水位上升，当水位高于雨水口顶面标高时溢流入雨水口排入下游雨水管道系统排走。其次，以植草沟的构建来形成蓄水功能。在路段中央分隔带上采用了生态草沟的设计，在一定程度上贴合了“滞”的理念。5结语海绵城市建设既是未来城镇化建设的方向，也给新时期市政给排水工程人员提出了新的挑战。这就要求市政给排水工程人员跳出原有的设计理念，以新知识、新标准充实自己，从系统的观点来设计排水系统，使钢筋混凝土丛林的城市生态呈现出海绵般的弹性，以应对气候变化的压力。参考文献[1]于海明.市政排水领域海绵城市设计的模型应用探讨[J].工业c,2016(5)：00226.[2]王华.谈海绵城市市政道路建设[J].山西建筑,2016,42(9)：146-148.[3]吴燕萍.“海绵城市”理念下的市政道路排水设计——某区市政道路“海绵城市”雏形的初探[J].工程技术：全文版,2016(6)：00166.[4]王宁,吴连丰.厦门海绵城市建设方案编制实践与思考[J].给水排水,2015(6)：28-32.（上接第162页）哈丁方法省时、简单。3设计对策溢洪道设计中掌握的基本资料是否充分与完善，选用的设计标准是否恰当，均直接影响整个工程的安全及经济，现就有关问题谈一些看法。溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，既要经济合理又要保证安全。3.1规划布局溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，即要经济合理又要保证安全。如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想，如主坝口子狭窄无法布置正堰则可考虑选择侧槽式溢洪道。其规划布置的主要原则是：基础坚硬均匀，线路短，无弯道，出口远离坝体；工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。溢洪道主要由4个部分组成：引渠段(进口段)、控制段(堰流段)、泄槽段(陡坡、急流段)及消能段、出水渠段。3.2消能工在泄水段末端设置消能工，其具体选择型式可根据地形、地质和水力条件的要求而定，采用多级跃水或溢洪道末端的跃流段应使其泄流方向远离坝脚100-150m,对于非岩基上的一般采用底流消能，并在末端设置消力池。如泄流量不大，亦可考虑消力槛形式；如为远驱式水跃，由于极易造成冲刷，此时可考虑采用差动式消力槛形式；在岩基上，如溢洪道尾端有较陡边坎时，采用挑射消能较为有利(但需考虑高空扩散气流及下游冲刷对周围建筑物影响)，由于这种形式可省去消力池、护坦、海漫等工程，其工程量小，造价低，因而常被采用。根据工程实践鼻坎形式以矩形差动式最好，单鼻坎以上陡坡最好做成矩形断面，不可做成梯形断面以免需用扭坡与鼻坎衔接。3.3侧槽段(指侧堰深槽式溢洪道)该段布置应垂直于来水流向，其长度可根据等高线向上游延伸，水流特点是侧向进流，纵向泄流，侧堰与深槽连接渐变过渡段，其收缩角应控制在12℃左右，其长度一般为槽内水深的3-5倍，其主要作用是避免槽内波动和横向旋滚的水流直接进入陡坡段。4结语中小型水库的建设对国家经济发展和社会进步是有很大影响，因此，在进行水利工程建设的时候一定要重视其安全性和施工完成以后的实用性，这样才能更好的保证工程地点人们的生命和财产安全。水库在使用过程中存在安全隐患会导致周围的人们受到洪水的威胁，因此，在进行水库建设的时候要更加重视安全问题。水库溢洪道结构设计是否合理对水库的安全性和实用性是有很大的影响的，同时也对整个水利工程的工程造价有很大的影响。参考文献[1]刘葳.基于水库溢洪道结构设计中的关键性问题分析[J].中国科技投资,2014(2)：74.[2]康典厚.浅谈中小型水库溢洪道结构的设计[J].经济技术协作信息,2013(34)：81.[3]李勇娟,陈军.小型水库溢洪道工程设计研究[J].黑龙江水利科技,2014(9)：103-105.[4]洪振国,洪振权.水库溢洪道结构及布置设计研究[J].