海绵城市在市政道路设计的应用

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摘要：在社会发展过程中，我国公民的环保意识正在增强，政府的多项举措在环境管理方面获得了长足的进步。特别是对于海绵城市概念的推行和构建，新海绵城市理念无疑为城市排水指明了新的发展方向。为了使城市发展与自然水平衡有机结合，最大限度地发挥海绵城市概念的影响。在此背景下，该文讨论了海绵城市概念及其在市政道路设计中的实际应用方式。

关键词：海绵城市；市政道路设计；设计要点

市政道路项目涵盖了许多方面，包括人行道、分隔带、车道以及生物滞留带等。市政道路中的海绵城市概念对任何环节的设计都会产生影响。因此，市政道路工程必须从整体上来看，促进指导思想和多方合作变得更科学、更明智。建设海绵城市绿化带和分隔带是实现海绵城市理念的关键组成部分。海绵装置通常出现在绿化带和中央隔离分区，在市政道路施工规划中对道路整体结构意义重大，海绵设施的质量决定了市政道路整体的水平。

1海绵城市概述

随着科技的飞速发展，海绵城市理念应运而生，满足人们对良好生态环境的要求，同时应对电辐射、工厂污水、汽车尾气等环境挑战［1］。只有对城市绿地、公园、湖泊和透水人行道进行科学规划和建设，才能使城市像海绵一样，在雨季大范围吸收雨水，防止洪水或路面侵蚀。旱季时，自动调节城市内外供水，减轻干旱程度。海绵城市理论通过尽可能控制城市洪水，最大限度地减少人力、物力和财力来达到水资源再生目的，对城市的发展和建设有积极影响。它是对各类自然资源的科学统筹，顾名思义，根本目的在于促进城市生态环境的进步。

2“海绵城市”在市政道路设计中应用的重要性

海绵城市设计可以实现雨水的吸收、储存、处理和二次利用，实现对环境变化的合理响应，减少自然灾害对城市产生的破坏。“海绵城市”的设计必须充分考虑地区情况、人为因素和自然规律的介入。在海绵城市项目中，雨水必须进行大规模的收集和处理，雨水收集及其充分利用保护了当地的生态环境。随着中国生态的逐渐恶化，雨水中杂质和污染物的含量提升，原雨水未经净化进入地下河，污染地下河水。并且，如果路面透水性不强，降水无法渗透路面，无法补充地下水，最终导致地下水位下降。城市传统街道附近的短暂暴雨可以导致水位快速上升，会给城市排水管道带来巨大压力，影响雨水排放最终造成内涝。此外，城市规划和发展，无论是绿化工程还是污水处理工程，都需要大量的水资源。如果雨水资源无法得到有效利用，就会造成水资源的浪费。在城市街道设计中，海绵城市设计可以提高防洪效率，确保水资源的有效利用。海绵城市是一种可以提高城市排水效果、优化城市结构体系、优化雨水回收再应用、解决城市住宅用水问题的海绵效应设计理论［2］。

3造成城市内涝的主要原因及对策分析

3.1主要原因

3.1.1城市整体规划设计缺少一定的科学合理性从城市规划设计中我们可以看到，最为重要的就是要协调好城市内部和外部，确保地上建设与地下建设能够做到相互配合。但是就目前来看，针对于排水系统建设滞后这一问题在很多城市内普遍存在，虽然城市建设和发展速度日益加快，但是缺少与之匹配的排水系统。从地下系统建设这一角度来看，不注重整体形象，影响到城市整体外观。在这样的一种观念下，导致地下系统建设无法与地上的高楼大厦建设相适应。需要注意的一点是，造成城市内涝出现的主要原因不能完全怪罪到地下系统建设滞后，其根本原因与城市规划设计的不够科学有着直接关系。3.1.2城市排水系统缺少一定的完善性通常情况下，城市排水管网都是被埋在地下的，虽然无法看见，但是在本质上与城市道路交通比较相似。在城市人口数量逐渐增加的这一背景下，越来越多房屋建设起来，大大降低了设计标准，导致建设缺少一定的前瞻性。与城市道路一样，随着城市建设和发展速度的加快，排水系统设计同样也缺乏前瞻性。针对于地下排水系统建设，与其他市政项目建设之间有着极为密切相互关系，而且相互之间的影响面也都比较广泛，如果建设缺少一定的前瞻性，那么在这种情况下则需要投入大量的人力、物力及财力。针对有些城市在进行道路升级改造时，往往会忽略某一片区对排水需求的考虑，没有将排水设施一同进行升级改造，甚至在升级改造的这一过程中还破坏到了原有排水设施。除此之外，从城市的排水系统维护水平这一方面来看也普遍降低，这同样也是造成城市内涝出现的一个主要原因［3］。3.1.3城市雨水渗透能力不强1个完善的城市排水系统，需要同时具备渗水、排水、滞水和蓄水这4个渠道，当遇到强降雨天气发生时，通过这4个渠道就可以有效解决地面排水问题。针对于城市内涝发生的主要原因不能仅仅只是归罪于排水方面，不仅要具备完善的市政设施，同时还要有生态基础设施。所谓的生态基础设施，主要包括城市公共绿地和河网系统等。就绿地来说，具有较强的蓄水和滞水功能，通过土壤可以实现对雨水的吸收和蒸发。但随着城市人口数量的逐渐增多，为了能够更好的满足城市人口的居住需要，在绿地上建立起越来越多的房屋建筑，由于绿地面积的减少，无法充分发挥出滞水和蓄水功能。另外，在当前的城市规划建设中我们还可以看到，很多湿地、河流都已经被填埋上，削弱的城市收纳水体的能力，在这样的一种情况下，一旦发生强降雨天气，则很有可能会发生内涝。

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3.2分析解决对策

3.2.1提高对排水系统设施建设的重视提到城市内涝现象发生的原因，人们首先想到的就是硬件缺失，换句话来说就是城市排水系统滞后。排水系统作为城市建设中的一项重要基础设施，对于城市内涝的发生能够起到一定的直接决定性影响，主要包括雨水排水系统和污水排水系统这两个部分。通过对当前城市发展情况的调查研究发现，无论是水面率，还是地表渗水率都在逐渐减少，而且还普遍存在“重地面、轻地下”这一问题，导致很多城市的排水系统发出了“求救信号”。实际上，城市地下基础设施建设与地上基础设施建设同样非常重要，所投入的成本也应该是一样的，所以这就要求相关政府部门必须要正确认识到这一点，在重视城市地面上建设的同时，还有加大对地下排水设施建设的投入力度，从整体大局这一角度出发，将城市内涝现象的发生做到有效避免，保护好城市人们生命财产安全不受威胁。3.2.2进一步强化城市地表滞水和蓄水能力的提高通过上述分析了解到，导致城市内涝现象的发生不仅仅只是体现在排水管道上，同时与城市地面硬化、绿地面积减少也有着很大关系，从中国国内外的一些发达国家中我们可以看到，所采用的地面有着较强的渗水功能，尤其在停车和居住等一些重要的地方，要求必须要保证好地面的渗水性。另外，从道路设计这一角度来看，采用的也都是中间高、两边低，这样更有利于道路的排水。需要做的一点是，不能只是注重排水，同时在这一过程中还要做好蓄水，因为我国正面临着水资源危机。例如：可以铺设透水地面、扩大绿地面积，或者还可以通过屋顶集雨等方式的采用，这些都能够实现“排水＋蓄水”。3.2.3建立好完善的城市内涝应急及预防机制尤其在夏季时，降雨量非常强大，在面对这样的一种情况下，作为相关政府部门需要制定好一个科学有效的城市内涝应急机制，要求气象部门需要提前做好暴雨预警，然后在第一时间内上报给有关部门，提前做好防水准备。例如：准备好砂石袋、抽水泵等等，以便于当暴雨天气发生时能够及时做出应对，避免城市内涝的发生。另外，建立好一个长效预防机制同样也非常重要，作为有关部门需要不定期的对城市排污和排涝情况开展排查工作，尤其要重点排查薄弱的地方，以此来及时发现问题的存在并有效解决，预防城市内涝的发生。

4海绵城市在市政道路设计中的应用

4.1透水铺装设计

透水铺装系统是路面系统的延伸，它优化了路面的渗透性，能有效提高对道路径流各层污染物的去除能力。研究表明，污染物往往很难穿透路面以达到预期的效果。路面污染物堆积量大，重金属含量高，污染物在PPS渗透过程中迁移不够。因此，有必要通过分层去污法以去除具有不同层结构的污染物以获得最佳清洁。此外，分层过程中的污染物可以实现水资源的进一步利用，这也是建设“海绵城市”的重要前提。径流污染物利用原子吸收分光光度法、分光光度法、集中活化分析等技术逐层通过透水铺装系统，根据污染物浓度的变化对它们进行仔细分析。通过结合机理和表面性质的分析，也可以对透水铺装系统进行分析，以保证分析的科学合理。在污染物渗透的情况下，可以更详细地解释径流中污染物转化的实际过程。在此基础上，针对不同地区、不同土壤条件、不同流速的透水道路系统的优化设计，也能够保护地下水的安全。建设海绵城市，透水路面系统应用措施要与智慧城市建设发展相结合。对暴雨和地表水实施实时监测和预警系统，一旦发现问题，必须迅速采取适当的行动来解决它。同时，智能雨水管理系统可确保城市雨水循环利用和环境修复，可以利用遥感技术检测湖泊、河流等水体的污染，追踪水体的变化［4］。

4.2路基排水设计

海绵城市理念的实际应用首先要确保的就是排水的科学合理性。因此，市政机构应根据现状对地基进行审查和研究，以确定排水的结构和范围。在路基排水设计中，最重要的功能之一是透水性。应结合施工实际需求，选取相对应的施工技术来完成施工。对于软地基的性质，采用堆载预压技术来满足施工地基的质量要求。如果土壤干燥，施工需要含水量较高的地基，可考虑设计挖排水沟，在保持雨水排水系统重复利用的同时，增加地基蓄水功能。

4.3路面排水设计

路面的宽度与道路的排水结构紧密相关，直接影响排水质量。市政道路的宽度是一个关键因素，无法轻易改变，因此市政当局必须根据情况进行相应的设计规划，以保障排水系统的功能。如果市政街道较宽，可以考虑在左右两边各做一个中等宽度的雨水坑，这样可以减少雨水停留在地表的时间，随着时间的推移，可能会向两边流失而不是正常的地表积水。同时，集水井口可以均匀分布在道路两侧，以改善排水，减少雨水对路面的影响。另一方面，如果道路狭窄，则需要及时安装水平管道并排水，同时考虑到单坡道的排水。海绵人行道需要更大的通透性，但如果人行道有大裂缝会严重阻碍排水，雨水会更深地渗透到地下。因此，市政部门必须比较现状并采取干预手段，特别是针对具体问题和其他严重问题，以避免出现裂缝，同时能够减少集水区和分流水。在道路两侧，将雨水引入两侧及下游的积水沟，防止雨水冲毁路面。

4.4绿化带设计

首先，需要全面实现雨水过滤的作用。在雨季，大量雨水落在地表，需要将经过良好过滤的雨水收集处理，保持雨水清洁。这可以通过铺设砾石或植土并铺设透水管来实现，以在雨季完全过滤雨水，并有效地为土壤提供天然水源。其次，需要增加雨水收集效果。由于所用材料的高渗透性，雨水渗入土壤后可直接从绿化带的地表径流中收集。在正常情况下，绿化带应位于市政道路下方约18cm处，以便在规划时控制水流分布，使雨水在道路之间排入市政设施和绿化带。绿化带规划者应该设置一个溢流系统来连接排水管和雨水，让雨水进入一些较低的绿化带并在大雨期间暂时积聚，并通过溢流系统收集在管网中。

4.5人行道设计

在道路建设中，可以充分利用开放扩散的路面材料，以保证水流的渗透。彩色透水涂料可以预防路面积水和雨水的快速渗透，在保持土壤水分的同时补充地下水储量，合理维持地下环境的平衡。透水涂层具有多孔结构，可有效吸热和储存热能，有效调节路面温度，从而实现城市湿度和温度的调整，减少城市热岛效应。此外，由于其孔隙率高，透水涂料还可以吸收城市噪音，降低噪音污染。通常，透水涂料包括顶层、基层和缓冲层，透水路面包括透水混凝土层和透水砖层。不同的透水路面可以具有不同的排水效果。路面孔隙率越大，减少径流的效果越强。此外，通过营造凹形绿地、人工湿地、雨水蓄水池等技术，可以有效收集雨水并控制径流。相关人员应进行现场检查，科学计算正确的路面坡度，以最大限度地提高排水效率［5］。

4.6生物滞留设计

生物滞留设计利用植被和其他环境介质的保留和积累来收集雨水。在气候温和、雨量充沛的城市环境中，可以有效应用生物滞留系统。生物滞留设计是收集和调节城市雨水的重要手段。这可以增加雨水入渗，减少城市热岛效应。生物滞留可以创造相对丰富的生态环境，有助于生态多样性的创造。相关工作人员可以在道路两侧绿地创建生物滞留带或对绿化带进行再开发。生物滞留带的发展需要覆盖表层植被。植被越茂密，就越能去除污染物，有效吸收悬浮雨水。在规划生物安全时，必须控制植被的高度，使雨水被吸收［6］。

4.7边坡支护设计

在城市街道设计中应实施边坡支护设计。传统的城市道路规划可以采用景观美化、植草、灰浆等护坡技术，结合挡土墙、护面墙、预制板等增强防御效果。目前相关产业正在广泛讨论生态边坡防护的措施，为实现边坡防护，应根据土壤类型、合理利用施工方法和工艺，如人造草坪、草皮平铺、草坪喷雾器和土工网植草等，采取环保措施，增加边坡植被密度，防止雨水积聚、水土流失、滑坡和斜坡失稳。在引进生态护坡技术时，要加强人工与自然植被的融合，在生态护坡中实行乔木、灌木、草类植物的协调布置，以平衡生态坡上的植被。石质边坡的开挖施工会造成严重的环境破坏，短期内难以修复。因此，需要科学地解决石质边坡的问题，充分考虑岩层性质，结合层状脉，优化山脉坡度。为增加环保效果，实现有效蓄水，可相应降低坡速，并在坡脚处铺设植草带，可随时在植草带底部制作盲沟，以过滤和排出雨水。

5结语

综上所述，市政道路设计是城市发展的核心，道路建设也是重点。考虑到这一点，相关工作人员在建设市政道路时需要注意规划。在开始设计之前，需要深入工程现场，对问题的方方面面进行适当的研究、分析、考察，才能确保设计的合理性。同时，海绵城市理念正在与市政道路工程相结合，以实现城市水资源的科学利用，促进城市发展，为人们创造良好的生活环境，促进城市进步，创造更多的经济收益。

参考文献：

［1］刘剑峰海绵城市理念在市政道路工程设计中的应用［J］中国勘察设计，2021（08）：83－85

［2］乐杉楠探析“海绵城市”理念在市政道路设计中的应用［J］智能建筑与智慧城市，2021（05）：152－154

［3］孙晨，刘荣强，董鑫，等关于“海绵城市”理念在市政道路设计中的运用分析［J］绿色环保建材，2021（03）：78－79

［4］陈辉海绵城市理念在市政道路设计中的应用策略［J］住宅与房地产，2021（07）：123－124

［5］刘刚海绵城市在市政道路设计中的应用［J］交通世界，2020（31）：53－54

［6］侯剑海绵城市在市政道路设计中的应用［J］工程建设与设计，2020（17）：101－103.

作者：晏勇 单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司