海綿城市理念在雨洪資源利用中的實踐分析

鹿健

南通大學(xué)杏林學(xué)院建筑工程系（226019）

海綿城市理念在雨洪資源利用中的實踐分析

鹿健

南通大學(xué)杏林學(xué)院建筑工程系（226019）

海綿城市理念的提出是雨洪利用理論的創(chuàng)新和發(fā)展。海綿城市的建設(shè)既能改善我國逢雨必澇的現(xiàn)狀，又能利用雨水資源來改善城市的生態(tài)環(huán)境。這里具體介紹了海綿城市的理念并提出我國推進(jìn)海綿城市建設(shè)的幾點建議。

海綿城市；雨洪；利用；措施

0　引言

近年來，城市雨洪災(zāi)害和水污染管理是制約我國城市生態(tài)發(fā)展的核心問題之一。城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，城市的過度開發(fā)，大量的硬質(zhì)鋪裝，改變了原有的自然生態(tài)和水文系統(tǒng)。頻發(fā)的城市氣象災(zāi)害及環(huán)境承載能力的降低，使許多城市面臨內(nèi)澇頻發(fā)、徑流污染、雨水資源大量流失、生態(tài)環(huán)境破壞等諸多問題，雨洪管理成為影響城市發(fā)展的安全隱患。大部分城市缺水嚴(yán)重，水資源供應(yīng)嚴(yán)重不足，造成了水生態(tài)惡化、水資源緊缺、水環(huán)境污染、水安全缺乏保障等一系列問題。因此，要保持城市健康持續(xù)發(fā)展，必須修復(fù)城市水生態(tài)。

無疑，在城市建設(shè)中構(gòu)建完善雨洪管理系統(tǒng)刻不容緩，而海綿城市是雨洪利用理論的創(chuàng)新和發(fā)展，是新時期城市治理思路的豐富和完善，對于解決我國城市水資源短缺，內(nèi)澇頻繁發(fā)生，水生態(tài)惡化，改善城市人居環(huán)境，促進(jìn)城鎮(zhèn)化健康發(fā)展，都具有十分重要的意義和作用。

1　海綿城市的特征

海綿城市的核心是應(yīng)對城市雨水問題，包括城市缺水與雨水流失問題、暴雨洪澇災(zāi)害問題和雨水徑流污染問題等。海綿城市是一種形象的表達(dá)，是指城市能像海綿一樣具有良好的“彈性”，其學(xué)術(shù)術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”，即在降雨的時候，通過建設(shè)吸收、存儲、滲透、凈化系統(tǒng)來吸收雨水，在干旱時用來補充地下水，調(diào)節(jié)水循環(huán)的一種城市建設(shè)系統(tǒng)［1］。海綿城市建設(shè)是將海綿的力學(xué)特性與水分特性運用在城市建設(shè)中，將城市的水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)或城市雨水綜合利用系統(tǒng)構(gòu)建像海綿一樣具有對水資源伸縮自如的樣式。在下雨時吸水、蓄水、滲水和凈水，需要時再將儲存的水釋放加以利用，即可適應(yīng)環(huán)境變化，有效應(yīng)對自然災(zāi)害。也就是說，通過建設(shè)雨水循環(huán)系統(tǒng)來應(yīng)對各種大小降雨，使得城市在不發(fā)生洪澇的同時，能夠?qū)⒔涤旰侠砝?，并能維護(hù)水文生態(tài)安全。

2　建設(shè)海綿城市的作用

城市是人口聚集度高、社會經(jīng)濟高度發(fā)達(dá)的地方，也是資源環(huán)境承載力矛盾最為突出的地方。建設(shè)海綿城市具有防治水環(huán)境污染、節(jié)約水資源、治理城市內(nèi)澇的重要作用。海綿城市建設(shè)基于“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的建設(shè)理念，通過“規(guī)劃引領(lǐng)、生態(tài)優(yōu)先、安全為重、因地制宜、統(tǒng)籌建設(shè)”的原則，全面綜合地解決了城市開發(fā)建設(shè)進(jìn)程中面臨的水污染、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等問題。

2.1減輕城市防洪排澇的壓力

海綿城市的建設(shè)可以將防、排、蓄、滲、滯等措施合理地結(jié)合起來，大大減輕城市防洪排澇的壓力，有利于減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生［2］。隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市不透水面積迅速增加，導(dǎo)致地面徑流匯集速度增快，洪峰流量加大，出現(xiàn)時間提前，增加了洪水的災(zāi)害性，常常引起城市排水系統(tǒng)的水力過載，導(dǎo)致城市內(nèi)澇的發(fā)生。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，目前全國642座有防洪任務(wù)的城市中仍有340座沒有達(dá)到國家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)，特別是非農(nóng)業(yè)人口150萬人以上的34座特大城市中僅有7座達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)，一些新興的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和新城市的防洪工程建設(shè)嚴(yán)重滯后。海綿城市建設(shè)可以有效減少城市洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率和損失，從而維護(hù)城市居民安定的生活環(huán)境。

2.2緩解城市水資源短缺的現(xiàn)狀

隨著城市人口不斷增多，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，許多城市水資源匱乏的問題日益突出?，F(xiàn)代化的城市地表難覓土壤，水分下滲困難，雨水直接排到河道，地表植物生長困難，有的樹木甚至因根系缺水死亡。海綿城市建設(shè)為解決城市水資源供需矛盾提供了新的思路。通過海綿城市建設(shè)，可以將雨水滲入地下，自然補充地下水資源，突破傳統(tǒng)以排為主的城市雨水管理理念，吸納盡可能多的水資源，從而實現(xiàn)自然生態(tài)雨水的有效利用，在一定程度上緩解城市水資源短缺的壓力。

2.3降低城市建設(shè)、運營、維護(hù)等費用

直接通過排水系統(tǒng)排走雨水等不合理利用雨水資源的做法是城市水資源短缺的一個重要因素，而較低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的排水設(shè)施及缺失的城市排澇標(biāo)準(zhǔn)體系直接造成了暴雨時積水嚴(yán)重，不僅產(chǎn)生洪澇災(zāi)害，加劇了城市缺水、水污染以及惡化脆弱的生態(tài)環(huán)境等問題，還增加了城市建設(shè)、運營、維護(hù)等成本。海綿城市建設(shè)非常注重對天然水系的保護(hù)利用，城市的園林、綠地、濕地及景觀水體往往與水利調(diào)蓄設(shè)施結(jié)合起來共同構(gòu)筑城市的防排水體系，減少給排水管道混凝土的工程量，降低城市市政建設(shè)、運營、維護(hù)費用。此外，海綿城市可減少城市水災(zāi)，降低水災(zāi)經(jīng)濟損失及治理水環(huán)境污染的費用，可以有效地提高城市建設(shè)的經(jīng)濟效益。

2.4改善城市的生態(tài)環(huán)境

海綿城市建設(shè)可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性改變。建設(shè)海綿城市可以使湖泊、河流、溝渠、濕地等水生態(tài)敏感區(qū)在城市開發(fā)建設(shè)過程中得到應(yīng)有的保護(hù)。海綿城市可以通過建設(shè)低影響的開發(fā)設(shè)施、控制城市徑流污染、削減徑流量、補充地下水等措施來實現(xiàn)雨水自然順暢滲透和可持續(xù)循環(huán)，維護(hù)城市良好的生態(tài)功能［3］。城市地面硬化直接阻斷了雨水補給地下水的途徑，使地下水水位難以回升。海綿城市強調(diào)增加綠地，降低城市地面的硬化比例。海綿城市建設(shè)可以增加城市綠色空間，收集并處理雨洪水，這些被處理過的水可以用于生產(chǎn)和生活，或者作為景觀用水、補給地下水等，從而改善城市生態(tài)環(huán)境?？梢哉f，海綿城市建設(shè)的實施為構(gòu)建綠色美好家園作出了突出的貢獻(xiàn)。

綜上所述，海綿城市建設(shè)理念為城市海綿體建設(shè)提供了新思路。海綿城市建設(shè)可以有效改善城市的洪澇災(zāi)害、雨水徑流污染、水資源匱乏等問題，還可以改造城市有限的空間條件、繁重的交通壓力等問題。相對于建造大型雨水調(diào)蓄設(shè)施、大規(guī)模改造雨水管線等方案而言，設(shè)置、疏通一些城市“海綿體”是一個較為經(jīng)濟合理的措施。

3　海綿城市建設(shè)的途徑分析

3.1改變城市建設(shè)的理念

城市建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，采用單一目標(biāo)的工程措施很難來解決城市中諸如干旱、雨澇、地下水漏斗下降、水體受到污染、生物棲息地消失及城市綠地少等問題。應(yīng)強調(diào)人水共生的理念，用系統(tǒng)和整合的方法、技術(shù)，來解決城市中面臨的突出生態(tài)問題。建設(shè)海綿城市應(yīng)采用全面的生態(tài)系統(tǒng)價值理念，舍棄功利主義狹隘的價值觀，就地解決水生態(tài)、水安全問題，而不是將其遷移給異地；彈性滯蓄，而非剛性排泄［4］。1999年，美國可持續(xù)發(fā)展委員會提出綠色基礎(chǔ)設(shè)施理念，即空間上由網(wǎng)絡(luò)中心、連接廊道和小型場地組成的天然與人工化綠色空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過模仿自然的進(jìn)程來蓄積、延滯、滲透、蒸騰，重新利用雨水徑流，削減城市灰色基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)荷。海綿城市的建設(shè)可以學(xué)習(xí)該理念，在提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市。科學(xué)的城市建設(shè)理念有利于實現(xiàn)我國生態(tài)文明的發(fā)展及生態(tài)城市的建設(shè)。

3.2保護(hù)和修復(fù)城市原有生態(tài)系統(tǒng)

海綿城市建設(shè)需要對地表和地上水體進(jìn)行全方位的保護(hù)，運用生態(tài)方法對已受破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，其中地表水包括濕地、河流、坑塘、湖泊、溝渠等。在對原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)中，尤其要注意保護(hù)可以吸納較大降水的生態(tài)單元，如濕地、湖泊、林地、草地等。河湖水系、坑塘濕地等是城市天然的雨水滯納凈化場地，它們?yōu)楹訛I植被緩沖帶、河濱濕地、雨水滯留塘等低影響開發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)建提供條件。建設(shè)海綿城市首先應(yīng)加強對現(xiàn)有水系濕地的保護(hù)，尤其是城市低洼區(qū)的河溝、坑塘等，嚴(yán)禁盲目填埋，增加內(nèi)澇風(fēng)險。

3.3采取科學(xué)的調(diào)控排放措施

在海綿城市建設(shè)中，要運用各種工程及非工程手段，盡量使開發(fā)前后的水文特性保持不變，增加透水面積，減輕徑流污染等對生態(tài)造成的不利影響。建設(shè)海綿城市的具體工程措施包括：盡量采用透水性路面、地面，利用停車場、綠地等公共區(qū)域建立地下雨水收集池，以減小徑流系數(shù)，延緩匯流時間；在一些重要區(qū)域建立地下大型雨水調(diào)蓄池等控制性工程，來降低徑流，減輕排水系統(tǒng)壓力。通過流量控制器和調(diào)節(jié)空間，將來自不同下墊面的降雨徑流控制在要求的范圍內(nèi)，從而減輕外部市政管網(wǎng)的排水壓力。如建設(shè)屋頂滯蓄排放系統(tǒng)，即在具備足夠承載能力及防滲漏能力較強的大型建筑的屋面，通過建設(shè)限流、滯流措施，將降雨暫時滯留在屋面或房頂，或是通過限流的方式讓降水較少地排入城市管道。還可以通過建設(shè)雨養(yǎng)型的屋頂綠化系統(tǒng)，將降雨就地消化在該綠化系統(tǒng)中。在滿足道路交通安全等基本功能的基礎(chǔ)上，還可以結(jié)合行道綠化和道路排水的要求，沿線布局滲、滯、蓄、凈、用、排的雨洪控制與利用設(shè)施。

3.4建立相關(guān)的法律法規(guī)和制度體系

海綿城市中雨洪資源的綜合利用需要建立相關(guān)的法律法規(guī)和制度體系。建立健全相關(guān)的法律法規(guī)和制度體系是促進(jìn)我國城市雨洪資源綜合利用工作開展的必要條件和根本保障。海綿城市中雨洪資源的綜合利用需要得到國家政府層面的高度重視，地方各級政府需要制定相關(guān)的政策，使具體設(shè)計、建設(shè)和運行管理城市雨洪資源綜合利用設(shè)施的人員有法可依、有章可循。例如，可編制《城市雨水管理條例》等法規(guī)，在組織管理、規(guī)劃實施、資金籌集及使用、技術(shù)支撐、公眾參與及監(jiān)督等方面作出明確規(guī)定。應(yīng)當(dāng)建立城市雨洪資源綜合利用的體制機制，包括與政績考核掛鉤的獎懲機制、投融資機制等。只有建立了相關(guān)的法律法規(guī)和制度體系，海綿城市的建設(shè)才能得到保障。

4　結(jié)語

海綿城市建設(shè)對于指導(dǎo)新時期城鎮(zhèn)化發(fā)展道路，提升我國城鎮(zhèn)化質(zhì)量和生態(tài)文明建設(shè)水平具有重要作用。海綿城市是具有綜合性、政策性、長期性特征的城市建設(shè)系統(tǒng)工程，需要城市各部門齊抓共管，通力協(xié)作，不斷探索海綿城市建設(shè)理論和實踐，促進(jìn)城市排水工程從排污水、不內(nèi)澇的低端要求向山清水秀、循環(huán)利用的高端要求的轉(zhuǎn)變。目前，海綿城市建設(shè)和低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)建設(shè)在我國尚處于起步階段，廣大城鎮(zhèn)的規(guī)劃建設(shè)模式還是粗放式建設(shè)，在雨水資源化利用、涵養(yǎng)地下水水源、防治城市內(nèi)澇方面存在諸多不足。未來的城市規(guī)劃工作應(yīng)在構(gòu)建海綿城市方面有所側(cè)重，在城市總體規(guī)劃、專項規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃和修建性詳細(xì)規(guī)劃等各層次的規(guī)劃中要充分落實海綿城市控制指標(biāo)，結(jié)合城市特點探索出適應(yīng)自身發(fā)展需求的規(guī)劃建設(shè)策略。海綿城市還是一個長期的過程，需要在當(dāng)前實踐經(jīng)驗上，長時間地積極探索，才能日趨完善。

［1］胡燦偉.“海綿城市”重構(gòu)城市水生態(tài)［J］.生態(tài)經(jīng)濟，2015（5）：11.

［2］章林偉.海綿城市建設(shè)概論［J］.給水排水，2015（6）：2.

［3］劉喆，王慶.海綿城市：從理念到實踐［J］.建筑設(shè)計管理，2015 （5）：42.

［4］俞孔堅.海綿城市的三大關(guān)鍵策略：消納、減速與適應(yīng)［J］.南方建筑，2015（3）：4.

［5］王國榮，李正兆，張文中.海綿城市理論及其在城市規(guī)劃中的實踐構(gòu)想［J］.山西建筑，2014（12）：5.