海绵城市理念下市政道路雨水排放系统优化研究

近年来，受气候变化与城市高密度建设双重影响，城市暴雨事件呈现频繁化、极端化趋势，市政道路作为城市排水骨架，其雨水系统亟待升级改造。大量不透水地面与单一排放路径不仅加剧城市内涝，还加重了区域水环境负担。新型排水理念的引入，正推动市政设施向生态化、系统化方向转型，如何实现道路雨水的有效调蓄与循环利用，成为城市水管理中的核心议题。

一、海绵城市理念与市政道路雨水排放系统的关联性分析

（一）海绵城市理念概述

“海绵城市”是指城市在应对降雨过程中，能够像海绵一样具有良好的吸水、蓄水、渗水和释水功能。该理念强调利用自然生态系统的调节能力，通过工程与非工程手段，使城市在保持自然水文循环的同时提高抗洪、排涝与水资源利用效率。核心目标包括雨水就地调蓄、减少地表径流、控制面源污染以及改善城市热岛效应。其主要技术路径涵盖低影响开发（LID）设计理念、绿色基础设施构建、生态水文调控和雨水资源利用等方面。

（二）传统市政道路雨水排放系统的局限性

传统道路雨水排放系统主要依赖封闭式雨水管网进行快速汇水和排放，缺乏对雨水在源头、中途及末端的全过程控制，系统普遍存在排水速度快但调蓄能力低的问题。在极端天气条件下，短时高强降雨迅速产生大量径流，超过管网设计流量（通常为 5^～10 年一遇），导致城市局部内涝频发 [1]。同时，由于排水系统缺少初期雨水截留与净化设施，带有污染物的径流直接排入水体，引发水环境恶化。此外，传统系统多采用刚性灰色结构（如混凝土管渠、排水沟），难以适应多变的城市环境与气候条件，缺乏弹性与可持续性。

（三）海绵城市理念对市政排水系统的启示

基于“蓄—滞—渗—净—用—排”的全过程雨水管理策略，海绵城市理念为市政道路雨水排放系统优化提供了多维度的设计思路。其强调在源头控制径流生成，利用透水铺装、绿化设施等实现初步渗透与净化；在过程中设置调蓄单元如下沉式绿地、生物滞留池，分担管网压力；末端则通过调蓄池、湿塘等设施实现雨水的后续利用与生态补水。这一理念促使排水系统从“单一输排”模式向“复合生态功能”模式转变，提升系统的综合韧性与环境友好性。

二、市政道路雨水排放系统现状问题剖析

（一）排水系统布局不合理

在多数城市，道路排水系统设计年限长、标准低，往往以短时重现期（如 2 年或 3 年一遇）为基础，导致在面对近年来频繁出现的 50年一遇甚至 100 年一遇的强降雨时，系统超负荷运行，严重时引发管道倒灌与地面溢流。此外，道路沿线高程设计不合理，未形成有效汇水路径，造成雨水在低洼区域聚集。

（二）地面不透水率高

传统市政道路广泛采用沥青混凝土或水泥混凝土材料，这类结构透水系数几乎为零，暴雨时几乎全部转化为径流。据研究，不透水率超过 40% 的区域，暴雨期间的地表径流系数可高达 0.85 以上。缺乏渗透能力直接导致地下水回补不足，也增加了雨水排放压力。

（三）缺乏多级调蓄设施

大部分城市道路排水系统未设置前端调蓄设施，雨水在短时间内集中涌入主干管网，瞬时流量极大，造成“短时暴洪”现象[2]。部分老旧城区甚至无雨水管道系统，依赖地表径流自然排散，严重影响排水效率。

（四）雨水利用率低，资源浪费严重

当前城市雨水利用主要局限于屋顶雨水收集或景观补水，整体利用率不足 3% 。由于缺乏系统的回用配套设施（如雨水储存池、过滤消毒系统），绝大部分雨水被直接排入市政污水管或天然水体，错失了宝贵的再生水资源。

三、基于海绵城市理念的市政道路雨水排放系统优化路径

（一）源头控制技术应用

源头控制是实现雨水就地处理和减量排放的关键策略，可有效缓解城市排水系统的初期负荷。透水铺装系统可采用树脂透水混凝土、陶瓷透水砖、再生沥青等材料，透水率可达 ，具备较强的机械强度与排水性能，并可承受中等交通负荷。在非机动车道、人行道、停车位及广场等区域推广透水铺装，既可减少地表径流量，又可补充地下水资源。雨水花园则通过植被层—填料层—排水层的复合结构对雨水进行过滤、下渗与净化处理，适用于分隔带、交叉口绿化等空间有限的地段，植物可选择旱伞草、狼尾草、泽泻、黄花美人蕉等耐湿、耐污能力强的品种。

（二）过程调蓄设施优化设计

为缓解排水系统在强降雨期间的峰值流量，应加强道路沿线生物滞留池与下沉式绿地的合理布设与分布密度。生物滞留池一般布置于人行道与绿化带之间，其典型结构包括 cm 厚的过滤土壤层、 20cm 厚的砂砾层与布水管系统，具备较强的径流削减与污染物吸附能力，特别适用于高污染初期雨水的处理。下沉式绿地设计需充分考虑周边汇水面积与地质条件，建议下沉深度不小于 15cm ，同时采用透水基层与植被覆盖，增强其蓄水与渗透功能，并配置溢流口或泄洪管，避免暴雨期间水体漫溢导致道路积水。调蓄池应具备远程控制功能，通过雨量传感器与智能调度系统预测入流量并动态调节排放节奏，有效提升运行效率与应急能力，同时可兼作再生水调配池用于绿化灌溉或道路冲洗。

（三）排放路径智能化与模块化改造

应用智慧排水系统可显著提升城市排水系统的实时调控能力与整体应急响应效率[3]。基于物联网（IoT）技术，系统可布设流量计、水位计、雨量计等传感设备于各关键节点，实时采集降雨、蓄水、排放等数据，并通过云平台进行集中分析，建立区域性智慧排水决策模型，实现自动启闭闸门、启停泵站、调节调蓄池蓄放等操作，从而动态适应不同强度降雨条件。在物理结构层面，可采用模块化排水单元，例如预制化调蓄模块（如蓄水砖、水立方模块、模块式下渗仓等），这些构件可在有限空间内高效布设，具备良好的承重性与可维护性，便于快速拼装、更换与扩容，特别适用于老旧城区改造或开发区分期建设项目，具有良好的适应性与扩展性。

（四）多维协同治理机制

优化市政道路雨水排放系统不仅是工程技术问题，更涉及政策导向、管理机制及社会参与的全方位协同。首先，需制定覆盖项目全生命周期的标准体系，如《海绵城市建设技术指南》《城市雨水控制与利用工程技术规范》《低影响开发雨水系统设计规范》等，确保规划、设计、施工与运维环节均有章可循，技术路径统一、质量可控。其次，政府应牵头建立城建、水务、园林、环保等多部门协同工作机制，明确职责划分，推动信息共享与联合审批机制，提升政策执行力与工程落地效率。在社区与公众层面，可推广“绿色小区”建设试点，鼓励居民参与雨水花园养护、雨水桶使用、雨水分类排放等生态行为。

总结：市政道路雨水排放系统的优化是实现城市生态可持续发展的关键环节。通过引入海绵城市理念，构建“源头减排—中段调蓄—末端回用”一体化体系，不仅能有效缓解城市内涝，还可提升雨水资源利用效率与生态环境质量。未来应加强技术集成、标准建设与智慧管理，推动雨水排放系统向绿色、高效、智能方向升级。

参考文献

[1] 周志颖, 曹婷婷. 市政道路给排水管道工程施工技术要点分析[J].新城建科技 ,2024,33(02):131- 133.

[2] 姚樱 . 雨水口对城市道路路面雨水排放的影响 [J]. 智能建筑与智慧城市 ,2023,(03):169- 171.

[3] 牛梅梅 , 魏星 . 海绵城市建设——低影响开发在沿海市政道路中的应用 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2024,(07):184- 186.