海绵城市建设与土工合成材料:土工合成材料类型及作用机理

　　海绵城市应用中，土工合成材料作为在LID(低影响开发)设施的重要组成部分，针对“渗、滞”的措施，土工合成材料应能够发挥下渗、反滤的功能，保证雨水有效下渗到土体中，尽量减小排入管道系统的雨量;针对“蓄、净”措施，土工合成材料应能够发挥蓄水、净水的功能，保证雨水尽量能够有效留存，并与砂石共同作用，净化水质，能够有效储存雨水。针对“用、排”措施，土工合成材料应能够保证排水畅通，有良好的水力条件和反滤条件，保证不易淤堵，达到雨水综合利用的目标。

　　在海绵城市的建设中，土工合成材料能够发挥重要的作用，主要类型包括土工格栅、土工织物、土工膜、雨水蓄水模块等。

　　绿色屋顶依托屋顶植被和土壤基质的保水储水作用，减少屋面径流，缓解城市排水压力。土工合成材料过滤层应保证雨水下渗过程中，改良土中细微颗粒不被流失，同时竖向下渗能力应能够保证。排水板的采用可以将下渗的雨水快速地以平面排水方式排除，保证雨水传输的效果。防水层保证过量雨水不对结构层造成侵害，保证绿色屋顶的安全。因此，土工网、土工织物等材料通过滤、渗、防的措施，保证了绿色屋顶在雨水径流总量控制的效果。另外，考虑到屋顶对荷载较为敏感，如用砂砾材料进行反滤，会增加屋顶的荷载，因此应采用荷载小、铺设方便的土工布进行反滤。

　　在透水铺装中适当地加入土工格栅等加筋材料，能够有效地提高路面整体性能，同时不会影响路面的透水性能。

　　海绵城市建设中，下凹式绿化带(植生滞留槽)雨水口布置在绿化带内，雨水口高程高于绿地而低于路面高，并且采用孔口路缘石取代条形路缘石。在穿孔排水管与砾石层之间，应考虑包裹防渗土工合成材料，避免雨水下渗过程中细颗粒进入排水管中。同时在砾石层与土基层也应考虑包裹防渗土工合成材料，确保穿孔排水管长效使用、不致淤堵。

　　植生滞留槽

　　在雨水花园中，土工合成材料应用主要在蓄水层和覆盖层及穿孔管与砾石层之间。其中蓄水层和覆盖层应设置防渗土工合成材料，保证蓄水的效果。穿孔管与砂石层应设置反滤土工合成材料，保证排水的畅通。下沉式绿地结构通常为：草皮+种植土+砾石+土工布+素土夯实。土工布主要为反滤作用，要求砾石与素土之间能够有效保证排水长效下渗。

　　城市水系的护坡结构常采用生态护坡型式。为保证边坡的稳定，边坡可考虑土工格栅或土工布等土工合成材料加筋边坡，同时为避免雨水冲刷成径流沟，可考虑铺设土工网垫类等护坡材料。除土工网垫类材料外，以高质量聚酰胺(PA6)为原料的水土保持毯材料，还可替代传统的护坡结构，对径流峰值的控制具有较好的效果。

　　同时，对于海绵城市的“蓄”，相关的城市地下蓄水模块的研发也在逐步开展，PP雨水蓄水模块是雨水利用系统中的一部分，能有效的将雨水进行收集、存储，建立包括屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等。通过雨水模块收集到的雨水资源可以冲洗厕所、浇洒路面、浇灌草坪、水景补水，甚至用于循环冷却水和消防水，能够综合考虑雨水径流污染控制、城市防洪以及生态环境的改善等要求，缓解目前城市水资源紧缺的局面，是一种开源节流的有效途径。目前的蓄水模块在承载能力、存储容量、使用寿命及耐酸碱性能等方面相较经典的水泥蓄水设施有着较明显的优势。

　　在海绵城市全面推进建设的今天，土工合成材料作为低影响开发设施的重要组成，正体现出不可替代的功能。如何让雨水更有效地“自然积存、自然渗透、自然净化”，土工合成材料技术应从集成、高效、经济各方面入手，进一步开展研究，在这一场雨洪控制理念的变革中发挥技术引导的关键作用。