网站首页 公文大全 个人文档 实用范文 讲话致辞 实用工具 心得体会 哲学范文 总结范文 范文大全 报告 合同 文书 信函 实用
  • 汇报体会
  • 节日庆典
  • 礼仪
  • 毕业论文
  • 评语寄语
  • 导游词
  • 口号大全
  • 其他范文
    • 百花范文网 > 实用范文 > 其他范文 > 海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究

    海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究

    时间：2023-01-22 17:50:55来源：百花范文网本文已影响人

    张赟 孙胜杰

    为了提高海绵城市道路排水设计水平，本文首先分析了市政道路排水设计的现状，总结了海绵城市道路中常用的LID设施；
    随后探讨了海绵城市道路设计时应遵循的基本原则和“渗、蓄、滞、净、用、排”六大设计要素；
    最后以某道路工程为研究对象，提出了排水方案，并通过SWMM模型计算了道路在改造前后的不同降雨重现期下的径流量，定量分析了LID设施对路面雨水径流的削减作用。

    我国城市化进场持续推进，基础设施建设规模也日益扩大，然而作为城市道路工程重要一环的排水系统却发展较滞后。排水系统不合理容易导致城市在雨季出现内涝灾害，造成一定的经济损失或人员伤亡，如某城市道路因雨水管道排水能力不满足设计流量要求，在连续强降雨作用下出现城市内涝现象，造成较大的经济损失。近年来，随着海绵城市建设理念的提出，各地开始编制相关的建设图集和规范，国内外很多学者和工程技术人员也针对海绵城市开展了一系列研究。但是海绵城市在建设时也暴露出很多问题，如建设标准不统一，相关图集或规范指导建议缺乏条理性和系统性。因此，海绵城市理念在市政给排水设计中的应用具有十分重要的工程意义。

    1.城市规划考虑不足

    城市建设之前应当结合区域概况进行总体规划，但目前一些城市在规划前期没能把区域内的天然水体、河道纳入规划范围，更没有对不同降水周期、不同的水量进行风险分析，这极大地增加了市政道路给排水的设计难度。在开展市政道路给排水设计期间，相关设计人员难以充分掌握区域内的水文条件，导致排水设计方案无法满足排水要求。

    2.雨水利用率低

    城市区域要获得良好的排水功能或储备丰富水资源，在市政道路给排水设计过程中就应重视对雨水资源的储蓄、净化处理及循环利用。但是，工程师在开展设计任务时往往会忽视雨水资源的开发，不严格按照相关规范来设计城市生态循环体系，导致水资源浪费。

    3.各专业配合度不高

    城市给排水工程是一项复杂且有序的系统工程，包括城市总体规划、排水专项规划、各市政道路排水方案设计、工程建设等流程。市政道路排水设计需要多个专业间相互协同合作，并建立高效率的专业配合体系。但是在开展市政给排水设计时，往往会出现各专业沟通不畅，尤其给排水专业和道路专业之间，导致设计方案与现场实际情况不符。

    1.海绵城市道路基本概念

    传统的市政道路排水设计思路是将路面雨水通过设置的雨水口收集，排入下水道中。而海绵城市道路是利用区域内的低影响开发设施（(Low Impact Development，LID)）将雨水储存，再利用其过滤、吸附、蒸发、下渗等功能，净化调控雨水径流，以调节水循环，减少水资源浪费，实现城市道路的可持续发展。

    海绵城市道路与LID设施密切相关，LID设施主要包括渗透滞留设施、雨水转输设施、调蓄净化设施三大类，具体设施名称及适用位置见表1。

    表1 常用的城市道路LID设施

    2.海绵城市道路排水设计原则

    给排水设计作为海绵城市设计的关键组成部分之一，其设计质量会对海绵城市建设水平产生直接的影响，必须充分重视。因此，海绵城市道路给排水在设计过程中应遵循以下原则：第一，生态优先原则。给排水设计应将区域内的生态环境作为优先考虑因素，明确保护目标，加强前期生态分析与评估，从规划布局、要素设计等方面降低对生态环境的影响；
    第二，统筹协调原则。海绵城市道路设计需要给排水、道路交通、景观园林等多个专业的技术人员共同参与，需要从宏观到微观方面做好前期的统筹协调和技术对接，以提高设计质量，避免后期返工；
    第三，集约高效原则。海绵城市道路设计时应尽量选择集约式布局，节约土地，减少对自然环境的破坏，将道路的雨洪控制功能、运营功能与沿线景观相结合，最大限度地发挥其经济效益、社会效益和生态效益。

    3.海绵城市道路排水设计要素

    海绵城市道路设计六要素包括“渗、蓄、滞、净、用、排”，各要素的具体设计要求阐述如下：

    ⑴渗

    传统的城市道路通常以硬面铺装为主，会破坏原有的水文生态环境。为了满足海绵城市道路“渗”，需要将硬化路面改为透水型的水泥或沥青混凝土路面，这样雨水落下可通过透水路面排至地下水，在雨水渗透期间还可以通过其他LID设施将雨水净化。

    ⑵蓄

    目前全球水资源整体比较匮乏，而雨水是重要水资源之一。海绵城市的“蓄”就是将降雨蓄积起来，以供后期使用。但是在蓄积雨水时，不应破坏原生态，否则可能会积水成灾。城市常用的蓄水设施有蓄水模块和蓄水地下池。蓄水模块属于预制结构，一般是用防水布包裹埋于地下，并在内部安装进出水管，水泵和检查井才能投入运营；
    蓄水地下池是直接在地下开挖的一种雨水储存装置，如图1所示：

    图1 城市地下蓄水池

    ⑶滞

    海绵城市中“滞”的理念是通过雨水花园、雨水塘等设施将雨水滞留，降低地表雨水径流。其中雨水花园是指在道路周围绿草地区域内部栽植各种花草，花草的根部不仅可以滞留雨水，还可以吸收雨水中的阴阳离子；
    雨水塘一般是利用现状鱼塘或池塘建造，可作为雨水流经路径终点。同时，在雨水塘还要种植一些耐湿的草本或灌木护坡。

    ⑷净

    雨水流经市政道路沿线各个LID设施后都可能被净化。按照雨水收集区域不同，可将海绵城市雨水净化体系划分为三大类，即居住区净化、工业园区净化、市政公共区域净化；
    按照雨水净化原理不同，可划分为土壤渗透净化、人工湿地净化、生物净化，其中人工湿地净化雨水效果最好。

    人工湿地净化：人工湿地包括湿地植物、湿地填料、卵石滤水层等部分。经过上行流池和下行流池两次净化后才能排到下游清水池。

    ⑸用

    雨水在经过渗、蓄、滞、净等流程后，雨水可用于建筑施工、绿化灌溉、洗车、抽水马桶、消防等领域，以达到节约用水的目的，并缓解城市洪涝灾害的冲击。

    为了探讨海绵城市道路理念的应用效果，笔者以某城市主干路为研究对象，调查了现状道路存在的问题，基于海绵城市理念对道路给排水方案进行了优化，并根据雨洪管理模型( Storm Water Management Model）对处治效果进行了评价。

    1.依托工程概况

    该道路属于城市主干道路，设计采用双幅路，双向六车道的横断面形式，红线宽度35（机动车道22m、人行道6m、绿化带7m），行车道横坡2%，土路肩横坡4%，道路纵坡0.3%～1.2%。路面类型为沥青混合料路面，厚度72cm，路面结构组成为4cmSBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13+6cmSBS改性中粒式沥青混凝土AC-20C+8cm粗粒式沥青混凝土AC-25C+36cm水泥稳定碎石+18cm低剂量水泥稳定碎石。近几年车流量日渐增加，尤其是重型车及超载车辆，经现场病害调查发现路面损坏较严重，出现路面沉陷、龟裂和车辙等病害。同时，该道路沿线地高低起伏，容易导致积水现象。原设计未设置LID设施，道路排水效果较差，导致路面雨季积水严重，影响行车安全和舒适度。

    2.雨水设计流量计算

    在进行给排水设计之前，应先根据区域降雨情况确定雨水设计流量。雨水设计流量与管道所分担的汇水面积密切相关，具体计算公式如下：

    式中：Q—雨水设计流量，L/s；
    ψ—径流系数，沥青路面取0.9；
    F—汇水面积，ha；
    q—设计暴雨强度，L/s ha。其中暴雨强度是描述暴雨状态下降雨量大小的重要指标，是指在某一时间段内单位面积内的降雨量。各个地区的暴雨强度公式并不相同，但均与降雨历时、降雨重现期等因素有关。根据《室外排水设计规范》GB50014-2021的规定，任何地区在推导暴雨强度公式时必须依据当地30年以上的降雨记录来拟合。经计算，道路自身汇水面积约6.4ha，综合汇入道路表面及道路管网设计汇水面积为28.2ha 。

    3.给排水设计方案

    （1）总体设计方案

    该道路沿线具有较好的自然条件和历史人文条件，在完善雨水系统的同时，应融合景观、人文等活动场所，这样既解决了道路内涝雨水问题，又可以提升道路整体建设品质。

    （2）具体排水方案

    根据地形，将道路排水设计划分为A和B两个区段，区段A主要利用现有道路纵坡排水，区段B是通过不同汇水区分流的方式来排放雨水。

    A段道路坡度平缓，雨水流动性差，以垂直积水为主，可在绿化带布置植草沟和雨水花园，并对人行道、非机动车道改造，降低其断面高度，以便于道路积水排向道路两侧绿化带。对于连续强降雨，雨水可以先进入植草沟，这不仅能降低暴雨对绿地的冲刷，还发挥了雨水输送作用；
    对于中小降雨，可传输至湿地末端的集中雨水花园控制。因此，整个排水系统既可以控制中小降雨，又能应对30年一遇大暴雨。

    B段道路排水设计主要有两个方案：其一，雨水通过自然排洪沟排入自然水塘；
    其二，利用多级湿地和多个分散式排水口，将雨水分流到人行道的卵石沟中，再排入雨水花园，最后溢流进自然水塘。

    4.道路改造效果评价

    海绵城市道路改造效果评价是基于SWMM模型，该模型可以根据输入的降雨量、土壤地质条件等数据重现道路降雨径流过程，并输出任意时刻的径流曲线。SWMM模型建立的主要步骤包括：设置项目基本参数→设置项目缺省值（图元名称前缀、子汇水区面积缺省值等）→处理排水管段、节点→为图元属性赋值→输入降雨、蓄水池容积等数据→设置模拟信息→径流计算→结果分析。笔者利用SWMM模型分别计算了道路在改造前后的不同降雨重现期下的径流量，计算结果见图2。

    图2 道路改造前后径流量变化

    计算结果表明，当降雨设计重现期为0.5、1、2、5、10、50年一遇时，传统模式下（改造前）地表径流量分别为10.7mm、27.2mm、45.7mm、56.8mm、84.9mm，LID模式下（改造后）地表径流量有明显的下降，分别降 至6.8mm、17.2mm、27.0mm、32.4mm、45.8mm，LID设施对雨水径流的削减幅度分别达到了35%、37%、41%、43%、46%。由模拟计算结果可知，LID措施能大幅降低地面径流峰值，延缓峰值出现时间，且设计降雨重现期越大，LID措施对地面径流的削减作用越明显。

    基于海绵城市理念探讨了城市道路给排水的设计原则、设计要素，并以某道路工程为工程依托提出了海绵城市道路排水方案，主要得到以下几个方面的结论：⑴海绵城市道路与LID设施密切相关，LID设施主要有渗透滞留设施、雨水转输设施、调蓄净化设施三大类；
    ⑵海绵城市道路给排水在设计时应遵循生态优先、统筹协调。集约高效等基本原则，其设计五要素包括“渗、蓄、滞、净、用、排”。⑶海绵城市道路中的LID措施能降低地面径流峰值，且降雨强度越大，削减作用越明显。

    猜你喜欢 城市道路降雨海绵 城市道路拓宽改造设计探讨建材发展导向(2022年14期)2022-08-192021年1—6月日本海绵钛产销数据统计钛工业进展(2022年2期)2022-05-13解读“海绵宝宝”少儿科学周刊·儿童版(2021年19期)2021-12-10超级海绵在哪里？少儿科学周刊·儿童版(2021年19期)2021-12-10城市道路照明电气设计常见问题探究建材发展导向(2021年18期)2021-11-05城市道路清扫之我见河北画报(2021年2期)2021-05-25降雨型滑坡经验性降雨型阈值研究（以乐清市为例）科技研究·理论版(2021年22期)2021-04-18城市道路及设施的维修养护技术活力(2019年19期)2020-01-06海绵是植物吗?小学生必读(中年级版)(2018年5期)2018-08-15泥石流环球时报(2017-06-14)2017-06-14

    相关热词搜索：海绵 给排水 市政

    • 范文大全
    • 说说大全
    • 学习资料
    • 语录
    • 生肖
    • 解梦
    • 十二星座
    最新文章

    推荐访问

    市政 市政专业技术工作总结范文 市政个人工作总结 市政交通导改方案 市政人行道施工方案 市政先进个人事迹材料 市政公用 市政公用工程 市政公路施工方案 市政公路施工组织设计 市政务公开办公室工作总结 市政务办2021年工作总结和2022年工作谋划 市政务办上半年工作总结 市政务服务中心2021年工作总结及工作思路 市政务服务中心上半年工作总结 市政务服务中心关于形式主义官僚主义问题自查自纠情况的报告 市政务服务中心工作总结和2024年工作思路 市政务服务和大数据管理局上半年工作总结及下半年工作谋划 市政务服务局2020年党建工作总结 市政务服务推进会：市政务服务中心主任在市政务服务推进会上的发言材料 市政务服务数据管理局党建工作情况汇报 市政务服务数据管理局省文明单位工作总结范本 市政务服务热线关于受理疫情方面来电及处置情况通报材料 市政协 市政协2022年工作要点 市政协x届x次会议开幕会上的讲话 市政协“十三五”期间工作综述 市政协七届四次会议 市政协七届四次会议开幕 市政协主席 市政协主席在2021年市政协开幕会上的讲话范文 市政协主席在政协X市第X届委员会第一次会议闭幕大会上讲话 市政协五年工作总结 市政协人资环建委综合调研组调研报告 市政协党建座谈会 市政协党组书记、主席在政协闭幕大会上讲话 市政协党组书记主席个人述责述廉报告 市政协党组班子意见 市政协全体会议 市政协全体会议第二次会议 市政协关于 市政协关于主题教育进展情况汇报 市政协副主席2021年个人述职述责述廉报告 市政协副主席以案促改专题民主生活会对照检查材料 市政协副主席工作总结 市政协副主席年终总结述职报告 市政协副主席述责述廉报告 市政协十一届三次会议进行分组讨论 市政协十三届五次会议拟定于明年1月上旬开幕 市政协十三届五次会议昨日闭幕 市政协十三届四次会议开幕

    本文海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究由百花范文网整理提供，版权归原作者、原出处所有。

    Copyright © 百花范文网 All Rights Reserved.