海绵城市理念下市政给排水系统设计要点

近年来，我国城市化推进，规模扩张，传统模式过度依赖硬质地面，致城市地表透水性差、雨水难下渗，内涝频发且水资源短缺、供需矛盾突出。在此情形下，海绵城市理念诞生，它要求城市如海绵般有良好“弹性”，实现雨水吸、蓄、渗、净与适时利用。市政给排水系统是城市重要基建，是实现海绵城市建设目标的关键，研究其设计要点刻不容缓。

1. 海绵城市理念内涵及市政给排水系统设计原则

1.1 海绵城市理念内涵

海绵城市理念以生态优先为核心，综合采用自然与人工措施相结合的方式，构建城市雨水生态系统。其核心目标是通过对雨水的有效管理，实现城市水文循环的平衡，降低城市开发建设对生态环境的影响。海绵城市的“渗、滞、蓄、净、用、排”六大功能相互关联、相互协同，形成一个完整的雨水管理体系。“渗”通过增加透水地面，促进雨水下渗，补充地下水；“滞”利用洼地、植草沟等设施延缓雨水汇集速度，减轻排水系统压力；“蓄”通过雨水收集池、调蓄池等设施储存雨水，为后续利用提供水源；“净”借助植被、土壤等自然净化作用以及人工净化设施，去除雨水中的污染物；“用”将净化后的雨水用于城市绿化灌溉、道路冲洗等，实现水资源的循环利用；“排”在极端降雨情况下，通过合理的排水系统将多余雨水安全排出城市，避免内涝发生。

1.2 市政给排水系统设计原则

在海绵城市理念指引下，市政给排水系统设计需秉持四大原则。

生态优先原则至关重要，要充分敬重并保护城市原有的生态环境，最大程度降低对自然生态系统的破坏。优先选用生态化设计手段，像建设生态湿地、雨水花园等，让城市与自然和谐共处，实现生态效益最大化。

因地制宜原则强调个性化设计。不同城市在地理环境、气候条件、地形地貌及经济发展水平等方面存在差异，设计时应充分考虑这些因素。比如地势低洼地区可借助天然洼地建设雨水调蓄设施，干旱地区则要着重加强雨水的收集与利用，使设计更具针对性和实用性。

系统性原则要求将市政给排水系统视为有机整体，全面考量雨水产生、收集、处理、利用和排放等各环节，确保各环节紧密配合、协同运作，充分发挥系统功能。

可持续发展原则注重长远规划，设计方案既要满足当下城市发展需求，又要预留未来发展空间，采用耐久性好、可维护性强的材料和技术，降低全生命周期成本，推动城市可持续发展。

2. 海绵城市理念下市政给排水系统设计要点

2.1 雨水收集利用系统设计

2.1.1 源头减排设施设计

在建筑小区、道路等源头区域，应设置雨水花园、下沉式绿地、透水铺装等源头减排设施。雨水花园通过种植耐水湿的植物，利用土壤和植物的过滤、吸附作用，对雨水进行净化，同时增加雨水的下渗量。下沉式绿地低于周边地面，能够收集和储存雨水，减少地表径流。透水铺装采用透水性材料，使雨水能够快速下渗到地下，补充地下水。

2.1.2 雨水收集设施设计

建设雨水收集池、蓄水池等雨水收集设施，将收集到的雨水进行储存。雨水收集池可以设置在建筑小区、公园等场所，用于收集屋面、道路等表面的雨水。蓄水池可以根据实际情况选择地上或地下形式，用于储存大量的雨水。同时，应设置雨水过滤、消毒等处理设备，确保收集到的雨水符合使用标准。

2.1. 雨水回用系统设计

将收集到的雨水经过处理后，用于城市绿化灌溉、道路冲洗、景观补水等。雨水回用系统应设置相应的管道和设备，实现雨水的合理调配和利用。例如，在建筑小区内设置雨水回用管道，将处理后的雨水输送到绿化灌溉点和道路冲洗点。

2.2 排水防涝系统设计

2.2.1 排水管网优化设计

对城市排水管网进行优化设计，提高排水能力。合理确定排水管网的管径、坡度和埋深，确保雨水能够顺畅排放。同时，采用分流制排水体制，将雨水和污水分别收集和处理，减少污水对雨水排水系统的影响。

2.2.2 调蓄设施设计

建设调蓄池、调蓄隧道等调蓄设施，在暴雨期间对雨水进行调蓄，减轻城市排水系统的压力。调蓄池可以根据实际情况选择地下或地上形式，调蓄隧道

则可以充分利用城市地下空间。调蓄设施应设置相应的排水泵站，在雨停后将调蓄的雨水及时排出。

2.2. 防洪排涝通道设计

加强城市防洪排涝通道的建设，确保雨水能够及时排出城市。对城市河道、沟渠等进行疏浚和整治，提高其行洪能力。同时，建设城市防洪堤、挡水闸等防洪设施，防止洪水倒灌进入城市。

2. 污水处理与回用系统设计

2..1 污水处理设施升级改造

对现有的污水处理设施进行升级改造，提高污水处理能力和处理水平。采用先进的污水处理工艺，如膜生物反应器（MBR）、反渗透（RO）等，确保处理后的污水达到排放标准。同时，加强对污水处理设施的运行管理，确保其稳定运行。

2..2 污水回用系统建设

建设污水回用系统，将处理后的污水进行回用。污水回用可以用于工业生产、城市绿化、农业灌溉等领域。在建设污水回用系统时，应根据回用对象的要求，对处理后的污水进行深度处理，确保回用水的水质符合相关标准。

2.. 污泥处理与处置

加强对污水处理过程中产生的污泥的处理与处置。采用污泥浓缩、脱水、干化等工艺，减少污泥的体积。同时，对污泥进行稳定化和无害化处理，如堆肥、焚烧等，实现污泥的资源化利用。

. 案例分析

以某海绵城市试点区域为例，该区域在市政给排水系统设计中充分贯彻海绵城市理念。在规划布局上，结合区域内的河流、湖泊和绿地，划分了多个排水分区，构建了完善的生态水网。同时，将海绵城市设施与商业中心、住宅小区等功能区有机融合，在商业中心建设了大型雨水收集池和下沉式广场，在住宅小区推广绿色屋顶和透水铺装。

在设施构建方面，建设了雨水花园、生态湿地等雨水渗透和净化设施，有效减少了雨水径流和污染物排放；改造了污水处理厂，采用先进的膜处理工艺，提高了污水处理效率和中水回用率；在道路两侧设置了生态沟渠和植草沟，增强了道路的排水和净化能力。

在技术应用上，安装了智能监测系统，实时监测雨水和污水的各项参数，并通过控制系统自动调节设施运行。经过一段时间的运行，该区域内涝问题得到明显改善，雨水利用率大幅提高，生态环境得到显著提升，为其他城市的海绵城市建设提供了有益的借鉴。

结束语​

综上所述，海绵城市理念为市政给排水系统设计带来变革，是解决城市内涝、水资源短缺，实现可持续发展的关键。遵循生态优先等原则，把握规划布局等要点，可构建高效给排水系统。但当前仍面临设计标准不完善、成本高、公众参与度低等挑战。未来需加强研究，完善规范，研发技术材料，强化宣传教育，推动海绵城市理念在给排水系统设计中的广泛应用。

参考文献：

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