摘要：为了改善市政给排水现状，本文引入海绵城市理念，以市政道路排涝作为前提条件，探究市政道路给排水设计方案。该方案中排水设计主要包括生物滞留带、溢流雨水口、挡水坎3个重要组成部分，给水设计采用分级调水方式，提出满足生活工作水资源基本需求的给水建议。评价结果显示，本文提出的给排水设计方案满足可行性设计要求，能够解决市政道路雨水利用率不足问题，具有一定实践价值。
关键词：给排水设计；海绵城市；市政道路
城市的快速发展，对城市自然生态排水系统造成了一定影响，当前出现了雨水污染、雨水径流设置不合理等问题，不仅降低了雨水利用率，而且对部分水资源造成了污染，导致本就水资源短缺的城市生活用水变得更加紧张[1]。近年来，我国加大了给排水设计重视，以市政给排水设计作为首要改造对象，尝试运用海绵城市理念进行改进[2]。目前，尚未给出可行性较高的设计方案，本文通过挖掘海绵城市建设理念深层含义，提出理念应用研究。
1海绵城市理念
海绵城市理念将城市比作一块海绵，能够在自然环境变化期间，快速适应环境，合理设置排水系统，下雨期间渗水、蓄水，干旱时节，调用此部分水资源，解决城市水资源短缺问题[3]。在保证城市防涝前提下，尽可能地蓄水，提高雨水资源利用率，为人们生活提供保障的同时，提高给排水协调管理能力。我国人口较多，对水资源的需求量较大，而我国水资源分布不均匀，部分地区水资源严重短缺，依靠南水北调满足基本生活需求[4]。海绵城市建设理念的提出，打破了传统水资源管理模式，以雨水资源作为管理对象，打造新的水资源管理体系[5]。本文以市政给排水设计为例，提出海绵城市理念在设计方案中的应用研究。
2海绵城市理念在市政给排水设计中的应用
2.1市政排水设计
排涝是海绵城市建设的前提条件，本文以某市政道路排水为例，根据道路工程特点，对雨水排放和蓄水等功能进行设计，深入探究海绵城市理念在市政排水设计中的应用方法。
2.1.1总体排水设计
本工程是一条市政道路，作为城乡一体化建设的示范道路，对路段设计要求较高。除了保证雨季路面没有积水以外，还需要修建蓄水池，并在道路旁需要种植生物绿带，预留雨水溢流口。该设计方案需要遵循以下原则：2.1.1.1本着低影响开发理念，设计雨水自然积存和渗透设施，采用可持续循环利用管理原则，设计雨水资源管理方案，通过修建水生物系统，改善大自然修复能力，解决城市水资源不足问题[6]。
2.1.1.2严格按照“因地制宜”的修建原则
根据工程所在地区条件，通过查阅地区气象资料，分析降雨规律，以保护水环境为前提条件，设计水生物系统开发目标。通过查阅大量文献资料，掌握控制水量计算方法、生物滞留带积水深度计算方法、挡水坎间距计算方法，作为总体方案设计数据支撑。综合考虑本工程各项指标参数数据，设计如图1所示为市政道路总体排水方案。图1中，按照市政道路功能不同，将道路拆分为多个版块，包括生物滞留绿带、辅道、快速路、中央分离带、人行道5大版块，根据道路建设需求，穿插布设，从而满足市政道路行驶基本功能。另外，根据海绵城市建设理念，为雨水资源的合理利用进行了设计。下雨时，雨水从车行道流入生物滞留绿带，部分区域具有一定净化、滞蓄作用，雨水经过绿带的初次净化，下渗至排水控制区域，根据该道路蓄水池当前蓄水情况，决定是否继续蓄水。当蓄水池中的水超出了上限值时，雨水将自动引入溢流口，而后进入雨水排水管道。与绿带相比，人行道雨水从人行道渗透到地下，经过地下自我消纳，减少了雨水量，对于超出标准的部分引入溢流口，而后进入雨水排水管道。当雨水量较大时，为了避免雨水溢流口未能及时处理，导致路面出现长时间积水问题，本设计还在排水结构中添加了挡水坎。此部分设计作为一种蓄水设施，对雨水资源利用率的提升帮助较大，根据生物滞留带布设情况，合理布局。
2.1.2生物滞留带设计
按照功能不同，可以将生物滞带拆分为三部分，除了立交桥下的绿带以外，还包括机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带。本市政道路工程主要涉及机动车非机动车分隔绿带、人行道绿带两部分生物滞留带，主要用于处理遭受路面污染后的雨水，沿着收水侧流入到凹结构的绿带。为了起到雨水净化作用，此处添加了卵石过滤带。当雨水流入此处，携带的泥沙和大量的漂浮物都会被滤除，干净的雨水将被土壤和植被吸收，下渗至积水层。根据当前蓄水池储水情况，判断是否可以继续储水，如果达到上限，那么这部分雨水就会通过溢流口排放出去。本设计方案滞留带的最低高度为15cm，根据道路布设情况，控制滞留带最高为20cm。另外，控制下凹部分的深度保持在一定范围之内，使其与车行道路形成一定高度差，范围20~25cm，从而保证雨水得以流入滞留带。考虑到环境因素容易对滞留带造成破坏，本设计方案在绿化带和路基之间铺设土工膜，在距离地表不足1.0m处均铺贴保护膜。
2.1.3溢流雨水口设计
本工程地势平坦，测得纵坡不高于0.003，所以按照溢流雨水口间距40m以下标准进行雨水溢流排放控制。该项功能是在雨水收纳能力不足时，自动开启。按照道路排水功能需求，分别为人行道滞留带和机动车非机动车分隔带布设溢流水口，前者为B型水口，即通过铺设溢流井盖，控制雨水溢流，后者为A型水口，外观呈现圆形，与钟罩相似。其中，A型水口支持50L/s雨水溢流处理，具有较强的抗堵塞能力，较传统溢流设施流通性有所改善。B型水口成本控制较低，省去了水连管、雨水口的布设，使得工程材料的用量得以降低。
2.1.4挡水坎设计
本设计方案在生物滞留带内部结构中布设了挡水坎，按照施工工艺部分，划分为土坎和硬质挡水坎两种。其中，土坎结构为梯形断面，顶部宽度为10cm，边坡设置为1:1，其高度超出绿植土面12cm。由于此类型挡水坎容易环境影响，导致结构发生改变，需要定期维护。硬质挡水坎的布设位置设置在溢流雨水口下游，与之距离保持在1m左右。此部分结构具有较强的蓄水功能，每两个挡水坎之间均布设蓄水单元，该单元与两侧的挡水坎距离保持在16m左右。
2.2市政给水设计
2.2.1绿化带蓄水与渗水设计
市政雨水利用率提升的前提是雨水的收集，前文在排水设计研究时，已经提及了绿化带蓄水和渗水的处理方案，通过这两项处理获取可用水资源。其中，雨水的收集借助蓄水池，在绿化带的作用下，对雨水进行初步处理。关于渗水的设计，主要是通过铺设空心砖，提高渗水能力，以此降低绿化带滤水负担。
2.2.2基于流量计算的水资源利用设计
虽然储蓄的雨水有助于解决城市水资源短缺问题，但是水资源有限，需要注意合理应用，建议收集该工程所在地区每年雨水流量相关数据资料，预计本年度雨水储蓄变化情况。根据人们对水资源的需求量计算结果，合理设计水资源调用方案。考虑到计算数值与实际数值会存在一定偏差，为了更好地利用水资源，可以按照对水资源需求等级的不同，设计水资源调用先后顺序，保证一级供水需求得以满足，有计划的组织二级水资源调用工作。关于三级水资源的调用需要根据当前蓄水情况拟定计划方案。
2.2.3管道的合理布设
此处需要强调的是管道的布设，市政道路部分管道的布设需要根据地理环境设计，在不影响生活用水管道布设的前提下，避开障碍物，合理布设排放管和给水管，避免相互影响。
2.3给排水设计可靠性评价
为了检验本文提出的市政给排水设计方案可靠性，本研究选择渗透性系数、定量雨水渗透时间、地下蓄水深度作为评价指标，对各项指标的测试结果进行评价
3结论
本文以海绵城市建设理念为基础，尝试设计一套新的市政给排水设计方案。本研究以市政道路给排水设计为例，根据工程特点，以排涝作为前提条件，设计排水方案。根据排水设施功能不同，将排水方案划分为多个模块分别进行设计，同时给出了给水建议。应用测试评价结果表明，本设计方案能够满足市政给排水管理需求，设计方案具有较高的可行性，有利于市政给排水设计水平的提升。
作者：许亮芳 单位：中天设计集团有限公司