摘要：国家十四五规划和2035年远景目标纲要中提出：“增强城市防洪排涝能力，建设海绵城市、韧性城市”。随着现代化的不断发展，城市硬化面积逐步提高，同时城市绿地不透水性也逐步增大，在暴雨的影响下，城市内涝情况越来越频繁，引发的损失愈发惨重。本文以城市排水系统存在的问题为基础，来探究基于海绵城市的排水系统分析，最后总结整理资料内容，提出优化方案。

关键词：海绵城市;城市内涝;排水系统

引言：近日，河南的降雨量打破了国内的降雨记录，在河南地处黄河冲击平原的地理地势条件下，这样的超强降雨无法在短时间内排出去。造成大规模受灾受难情形。不难看出，城市内涝是制约城市健康正常发展的重要影响因素。我国的大部分地区受季风气候的影响，夏秋季降雨量多，持续时间较长，降雨的范围也相对集中，由于不能及时将雨水排除，近年来，多次发生城市积水内涝灾害，街道被淹、交通堵塞甚至瘫痪，供水、供电、通讯中断瘫痪。损害了大众的财产和生命安全，严重影响了人民群众的日常生活以及城市的正常运行与发展，因此引发较高的社会关注度。随着我国的城市化进度的加快，城市的硬化面积大量增加，当突然遭遇暴雨时，持续不断的强降水，低洼地易聚集雨水且排水不畅，且城市排水管道系统陈旧以及排水系统设计的不合理等因素，城市道路排洪压力大，导致道路积水成灾。

2012年，我国首次提出了“海绵城市”的概念。海绵城市就是一个像海绵一样可以吸收大量水分的城市，应用海绵城市“海绵体”的理念不仅可以最大程度上容纳雨水的同时，还可以有效防治城市内涝并缓解城市水资源缺乏的问题[1]。建设海绵城市的重要目标是解决雨水的大量流失、水土流失以及水源污染等问题，海绵城市采用模拟自然植被土壤的状况的模式，使总雨水的50%能够渗入城市地面，只有10%的雨水成为地表径流;而城市传统的雨水管理理念和雨水分布模式时50%的总雨水成为地表径流，只有10%的雨水能够渗入土壤和地下水[2]。海绵城市在保证城市排水防涝安全的同时，能够最大程度上实现雨水在城市区域的渗透、净化和储蓄，保证城市内部小雨时路面不积水，大雨时雨水能够充分利用和及时排出不会出现内涝，对雨水资源充分利用的同时对生态环境的保护也具有重要的促进作用[3]。虽然海绵城市能够很好的解决一些城市内涝问题，但由于城市建设过程中地下管道错综复杂以及管道老化等各种因素无法对排水系统进行彻底的改造，以及排水系统设计的不合理、不完善，导致一些城市的内涝问题并没有从根本上得到缓解[4]。本文通过查阅大量文献，尝试提出基于海绵城市的建设优化排水系统从而能更好的解决城市内涝问题。

1.排水系统优化措施。

在本文中研究过程中，对基于海绵城市的排水系统进行详细的研究分析。并借助“海绵城市”这一绿色设计思路对排水管网进一步展开优化改进，尽最大可能提升城市排水功能。保证上述设计方案，各影响要素间建立设计都服从于“海绵城市”建设设计思路。

1.1城市主要干线对应排水管网规划。

基于“海绵城市”的建设理念，对于城市主要道路干线排水管网设计规划时，其中尤其对于雨水排放管道，应优先针对道路两边绿化带所配置管网进行铺设，并编排分段并入现有城市干线管网中。此种设计方案，机动车道中积存的雨水会优先排入道路两旁绿化缓冲带内，通过绿化缓冲带内种植植物对雨水的积存、过滤作用，最终达到下渗的结果。其次，若发生大范围降雨，积水则主要通过溢流口排放入城市的排水管网中。

1.2高架桥路段排水设计建设。

与城市主要干线小雨量排水设计方案一致，通过桥两侧排水管，分别汇入高架桥下两侧绿化带，并通过绿化带内种植植物对雨水起到积存、过滤作用。大雨量情况下，多余积水靠溢流口直接汇入城市主要排水管网系统。

1.3地下隧道干线排水管网设计。

地下工程建筑作为城市中极易积水的建筑，如若遭受大暴雨，超过城市表面排水标准情况下，地下工程建筑则面临着被水灌溉状况，对人民、社会安全有着极大的安全隐患，严重者甚至会导致城市交通系统瘫痪。于此种情形下，有关地下隧道的排水管网设计建设就显得极为重要。其中，对于下穿路段前的地平台设计方案中，需提前设置土地反向纵坡，并追加横截沟，以此种双重保险的方式，尽最大可能避免地坪路段的积水汇入地下工程建筑。此外，还需在地下隧道纵向截面变坡点及最低点设置横截沟。将雨水积水直接导送入储备池，进一步加以利用[5]。

2.排水系统改造方案探究。

2.1降低管网中流体的理想流速。

城市管网系统的埋深与管网工程的经济花销有着直接关系，在管网系统的埋深关系中，工程造价高低随着管网系统埋深的大小而成正比，随着管网填埋深度的增加，工程造假、施工难度、施工时间也随之增加。若管网系统埋深较浅时，沟槽土方和支撑板的工程花销占总体的1/5左右，若管网埋设深度较深时，便会加设钢板方案来保护槽壁，加护花费占整体的1/2左右。对于城市主干道排水管道以及城市排水管道的埋设深度，对于工程造价方面来说有着至关重要的作用。

2.2最大程度选取设计充满度大的方案。

进行管道规格选取时，小管径管道有着大设计充满度的优势，在一定流量范围下有着很大经济效益。现实设计选取中需在一定限制条件下，除却选择管径较小的管道外，对于管径大小的标准并未有严格标准，一般根据排水管网系统设计充满度进行选取。故无法根据管径约束环境进行管径的大小选取[6]。若给知设计方案的初步流量，选取时应选取最接近设计充满度管径。由此，进行选取已知条件下最优尺寸管径。

在限制管径约束条件下最接近设计充满度的选取方案，不仅在一定程度上可以降低城市道路管网的设计埋深，还可以尽最大可能减少扩建工程的经济花销。

2.3整体优化方案设计建设改造。

近些年，整体优化理念受到广泛关注，整体优化理念也被应用于工程系统，备受工作人员重视。譬如：一个整体性的工程系统是由多个子系统构成，若单独对于子系统进行优化设计，最终结果只是优化了各个子系统的性能，并未考虑优化后各子系统间的依赖程度，很大程度上达不到整体系统最优结果。

3.结语。

海绵城市是为了缓解城市内涝，处理河流污染而提出的新概念，而排水系统是城市重要的基础设施之一，影响着城市的正常运作。海绵城市中的排水系统则是重点改造对象，具有重大研究意义。

本文是以解决城市内涝为目的，探究基于海绵城市的排水系统分析。结合资料查找情况，我们发现排水系统不完善，大多没有实施雨污分流，管网口径小，地面渗透系数不高，排水道管混合交叉等为主要问题，为解决问题，我们觉得可采用不同管道实施雨污分流，换用透水性强的材料来制作下水道管。

浅谈终不能望前人之项背，此番拙作虽不足以能缓解像郑州那样的大暴雨，解救其人民于水火中，但面对小型，局部降雨危害时依旧能发挥其关键价值。愿之后精进素养增加阅历，在相关方面有所建树能够应用到实际中去，以解忧一二。

参考文献

[1]辛亚娟，张雯.“海绵城市”理念在治理城市内涝中的应用优势分析[J].现代物业（中旬刊）， 2018（5）： 235 .

[2]全红.基于城市内涝防治的海绵城市建设研究[J].四川水泥， 2020（2）：331-332.

论文题目：《基于海绵城市的排水系统研究》，项目编号（2020KSZ08027）论文由“西南石油大学开放实验基金资助”