海綿城市建設(shè)中的生態(tài)選擇研究

關(guān)卓今

（北京市水科學(xué)技術(shù)研究院，100048，北京）

海綿城市建設(shè)中的生態(tài)選擇研究

關(guān)卓今

（北京市水科學(xué)技術(shù)研究院，100048，北京）

綜合我國城市雨水利用現(xiàn)有研究成果，提出了綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)設(shè)計(jì)模式作為海綿城市建設(shè)格局的生態(tài)選擇，并對(duì)其應(yīng)用要點(diǎn)做了分析闡述；指出了該生態(tài)設(shè)計(jì)模式與往常城市雨水管理利用的典型下凹式綠地應(yīng)用的根本區(qū)別和應(yīng)用方法。該生態(tài)設(shè)計(jì)模式強(qiáng)調(diào)了城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的格局特點(diǎn)、規(guī)模含義、豎向規(guī)劃、土壤的作用、綠地的城市自凈核心作用、LID理念生態(tài)學(xué)思想的理解及其模式的應(yīng)用方法等，通過該海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，促進(jìn)城市雨水利用和城市規(guī)劃建設(shè)向具有巨大節(jié)水效益、有效的防洪防澇能力、良好的生態(tài)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、有效控制空氣粉塵污染和消除面源污染強(qiáng)大自凈能力等良性循環(huán)的城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，建成能自然積蓄、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”，使城市雨水管理利用在城市建設(shè)中釋放出巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

城市雨水利用；海綿城市；城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式；綠色環(huán)境系統(tǒng)；下凹式綠地；城市自凈能力；空氣粉塵

隨著城市化迅速發(fā)展、城市面積擴(kuò)大、城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降和改善的愿望增強(qiáng)，城市雨水管理利用受到了前所未有的重視。自1982年6月在美國夏威夷召開了第一屆雨水集流利用國際會(huì)議以來，人們給予城市雨水管理利用越來越多地關(guān)注、研究和應(yīng)用，城市雨水管理利用的理論技術(shù)水平也已有長足的發(fā)展并且受到當(dāng)?shù)卣匾?。美國的最佳城市雨水管理利用和低影響開發(fā)理念應(yīng)用，日本資源化收集利用以及后來的將各種雨水滲透作為城市總體規(guī)劃的組成部分，德國近期的把雨水利用與周圍建筑、景觀、綠地、生態(tài)、城市規(guī)劃以及設(shè)計(jì)人等6個(gè)方面結(jié)合，其理念在全社會(huì)普及，在許多國家城市中很好地進(jìn)行了實(shí)踐。如今，面對(duì)城市缺水、洪澇災(zāi)害頻發(fā)、粉塵PM2.5居高不下、城市對(duì)面源污染自凈能力低下等環(huán)境問題，中國政府提出了極具生態(tài)學(xué)意義的“海綿城市建設(shè)”理念，從而為城市生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)的雨水管理提供了明確的指導(dǎo)方針。海綿城市建設(shè)的核心思想 “自然積蓄、自然滲透、自然凈化”等內(nèi)容顯示，雨水管理利用的生態(tài)學(xué)思想受到了極大重視。

在我國，縱觀城市雨水利用的理論和方法，能從規(guī)模上、整體上系統(tǒng)而有序地進(jìn)行雨水利用、實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)模式的首推城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)雨水利用生態(tài)設(shè)計(jì)模式。該模式是由建筑、道路、綠地及排水系統(tǒng)等構(gòu)成的城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，建筑和路面等硬化面高程高于綠地高程，雨水口設(shè)置綠地內(nèi)，雨水排水口低于硬化面高程并高于綠地高程。該模式在北京“雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范”和“北京市園林綠地雨水利用技術(shù)規(guī)程（草案）”中已作為“典型下凹式綠地”示范。這種下凹式綠地在我國城市雨水利用建設(shè)中也普遍應(yīng)用。盡管如此，但并不是有了這種模式我國的海綿城市就能順利地建設(shè)成功，也并不能完全打消一些人對(duì)海綿城市建設(shè)能否成功抱有的懷疑態(tài)度?，F(xiàn)行的許多工程是以高投資來完成雨水利用項(xiàng)目的要求，如果實(shí)現(xiàn)“指南”或更高的要求，從而在一個(gè)城市乃至全國全面實(shí)現(xiàn)這種海綿城市建設(shè)，那么將會(huì)付出巨額的投資和代價(jià)。所以，在應(yīng)用生態(tài)設(shè)計(jì)模式時(shí)，能否對(duì)設(shè)計(jì)做出正確的生態(tài)選擇，是能否成功解決實(shí)現(xiàn)低價(jià)的、具有巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和生態(tài)效益的海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵所在。

一、海綿城市建設(shè)的生態(tài)設(shè)計(jì)模式選擇

1.海綿城市建設(shè)與生態(tài)設(shè)計(jì)模式的生態(tài)學(xué)意義

考察并綜合現(xiàn)有的城市雨水利用研究和應(yīng)用，海綿城市建設(shè)的理論和模式最佳選擇莫過于城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)設(shè)計(jì)模式。該模式在一些城市雨水利用規(guī)范和綠化規(guī)程中作為了典型下凹式綠地提出，也為多數(shù)研究人員所推崇。

最大限度地發(fā)揮城市海綿的作用，就是在城市雨水管理利用中，從城市整體規(guī)劃的角度出發(fā)，在城市整體規(guī)?；A(chǔ)上，形成有序的格局和運(yùn)行系統(tǒng)，城市建設(shè)相關(guān)行業(yè)自然協(xié)作進(jìn)行有規(guī)律的城市建設(shè)和運(yùn)行管理，使其成為城市生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)的重要部分和內(nèi)容；從而實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)“自然蓄積、自然滲透、自然凈化”的核心生態(tài)價(jià)值，達(dá)到城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水最大限度地自然利用、節(jié)約灌溉用水；對(duì)城市洪澇的水量最大限度地自然控制；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)從規(guī)模、生物量到生態(tài)作用最大限度擴(kuò)大和發(fā)展；并對(duì)大環(huán)境空氣粉塵、面源污染等自然控制、減少和降低，同時(shí)減少進(jìn)入河湖污染物質(zhì)，減少富營養(yǎng)化作用等增強(qiáng)城市自凈能力；減少雨水排水泥沙攜帶，減輕排水系統(tǒng)堵塞等。同時(shí)，在這種海綿城市建設(shè)生態(tài)設(shè)計(jì)模式的雨水管理利用過程中可體現(xiàn)出其格局利用分布上的均勻性和輕量負(fù)荷特點(diǎn)，與LID生態(tài)學(xué)思想一致；從而可使該城市系統(tǒng)運(yùn)行保持可持續(xù)性。

2.海綿城市建設(shè)生態(tài)設(shè)計(jì)模式

城市整體格局的生態(tài)選擇即選擇什么樣的生態(tài)設(shè)計(jì)模式。也就是在城市建設(shè)中，城市的結(jié)構(gòu)或城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中，建筑—硬化面—下凹式綠地—排水系統(tǒng)等各要素的高程關(guān)系為：建筑和路面等硬化面高程高于綠地高程；雨水口設(shè)置在綠地內(nèi)，雨水口低于路面高程并高于綠地高程。這種高程關(guān)系，是一個(gè)城市建設(shè)的普遍概念或要求，而具體的高程和格局安排應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況，因地制宜。

3.低影響開發(fā)的核心理念與海綿城市建設(shè)

所謂的低影響開發(fā)（LID：Low Impact Development）概念，是美國人從對(duì)雨水管理實(shí)踐中獲得的生態(tài)學(xué)理念。這是一種植被滯留與吸收下滲的雨水處理方式代替了傳統(tǒng)的雨水最優(yōu)管理模式 （BMPs：Best Management Practices）。低影響開發(fā)強(qiáng)調(diào)城鎮(zhèn)開發(fā)應(yīng)減少對(duì)環(huán)境 （包括已建成區(qū)域已有設(shè)施）的沖擊，其核心是基于源頭控制和延緩沖擊負(fù)荷的理念。LID的生態(tài)學(xué)理解應(yīng)含有環(huán)境和設(shè)施對(duì)雨水利用的最大規(guī)模和最小負(fù)荷的源頭處理和分散處理的行為，從而分散地將雨水在可控制并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)最小沖擊或有利的情況下，實(shí)現(xiàn)充分利用雨水使城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)充分發(fā)揮防洪防澇、節(jié)水利用、消塵去污、凈化環(huán)境的作用。

當(dāng)雨水還沒有構(gòu)成局部負(fù)荷過大或沖擊危害的時(shí)候，大多數(shù)的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)都可以對(duì)雨水加以利用，這樣整體城市就形成巨大規(guī)模的利用；所以雨水管理利用越是源頭越為容易，而中途和末端的措施則應(yīng)該是不在萬不得已的時(shí)候盡量不采用。

4.海綿城市建設(shè)中生態(tài)設(shè)計(jì)模式應(yīng)用要領(lǐng)

（1）海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)的高程關(guān)系

高程關(guān)系即為豎向設(shè)計(jì)，是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，它規(guī)定了城市建設(shè)中各要素間的垂向關(guān)系。以綠地為核心的建筑、道路等硬化面、綠地及排水系統(tǒng)等構(gòu)成的綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)各要素間的豎向關(guān)系包括：各硬化面與建筑基準(zhǔn)面的關(guān)系、硬化面與土地基準(zhǔn)面的關(guān)系、綠地與各硬化面的關(guān)系、綠地與排水口的關(guān)系、硬化面與路牙的關(guān)系、硬化面與排水口的關(guān)系、不同硬化面間的關(guān)系、建筑物門欄與硬化面的關(guān)系、建筑物門欄與綠地的關(guān)系、綠地平均面與基準(zhǔn)面的關(guān)系、綠地與植物的關(guān)系以及受雨的建筑物頂傾斜方向和出水面的關(guān)系等。所強(qiáng)調(diào)的是，這種“下凹綠地”不是綠地要低于硬化面，而是硬化面建設(shè)的時(shí)候要高于綠地；并且，生態(tài)設(shè)計(jì)如果缺乏系統(tǒng)的豎向設(shè)計(jì)體系，將難以避免城市雨水利用會(huì)出現(xiàn)各種不規(guī)范現(xiàn)象，從而極大地降低其作用。高程的選擇也應(yīng)因地制宜，本著最大限度地發(fā)揮綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的作用，最大限度實(shí)現(xiàn)自然蓄積、自然滲透和生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的作用。

雨水利用豎向設(shè)計(jì)受到較多因素限制，其中主要的限制因素有當(dāng)?shù)貧夂蚧蚪邓肯拗?（包括最高降水量、年均降水量和年內(nèi)分布）、土壤下滲能力，綠地中植物選擇（耐淹耐濕及耐鹽堿等能力）以及地形特點(diǎn)等。

（2）海綿城市建設(shè)生態(tài)設(shè)計(jì)的6個(gè)結(jié)合

從總體上講，海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式雨水利用，從城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，應(yīng)該與系統(tǒng)中建筑、景觀、城市規(guī)劃、生態(tài)作用、綠地、設(shè)計(jì)人員等6個(gè)要素相結(jié)合，達(dá)到海綿城市建設(shè)的規(guī)劃性、整體性、規(guī)模性、有序性、系統(tǒng)性，從而有可能從根本上實(shí)現(xiàn)海綿城市效果的建設(shè)，而不是一個(gè)個(gè)措施局部應(yīng)用的效果。

生態(tài)設(shè)計(jì)的6個(gè)結(jié)合，其含義簡述如下：

①與建筑結(jié)合。在城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中，建筑、道路、排水系統(tǒng)是重要的成分，互相之間的作用極大地影響生態(tài)設(shè)計(jì)的雨水利用，其各種關(guān)系處理是否得當(dāng)，將直接影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大限度的、有序的雨水利用過程；相互間的關(guān)系主要建立在豎向設(shè)計(jì)上。所以，應(yīng)將雨水利用周圍環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中的建筑與雨水利用作為一個(gè)統(tǒng)一體進(jìn)行考慮。這種統(tǒng)一體也是海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式的重要特點(diǎn)之一。

②與城市規(guī)劃相結(jié)合。城市雨水利用與城市規(guī)劃相結(jié)合使城市整體建立雨水利用系統(tǒng)。城市建設(shè)的各行各業(yè)將雨水利用要素納入、形成系統(tǒng)，并使雨水利用形成規(guī)模，從而發(fā)揮雨水利用的巨大作用，包括生態(tài)作用。所以說，雨水管理利用在整個(gè)城市形成系統(tǒng)有序的體系，需要與城市規(guī)劃結(jié)合。海綿城市建設(shè)生態(tài)設(shè)計(jì)模式是即具有在整體意義上也有對(duì)局部具體操作有指導(dǎo)意義的生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

③與景觀結(jié)合。雨水在綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中也是重要的水資源來源，對(duì)其充分地加以利用，與景觀充分結(jié)合可以起到環(huán)境美學(xué)效果。

④與生態(tài)結(jié)合。雨水積蓄的過程中不可避免地?cái)y帶環(huán)境中一定量的污染物質(zhì)，而在進(jìn)入河湖后容易造成富營養(yǎng)化或污染，與生態(tài)結(jié)合充分利用未被占據(jù)的生態(tài)空間，將發(fā)揮水環(huán)境生態(tài)作用對(duì)雨水起到凈化作用；環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展需要大量的水分和營養(yǎng)物質(zhì)供給，與雨水利用結(jié)合可極大地增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和生態(tài)功能的增強(qiáng)?？傊＞d城市雨水利用與生態(tài)充分結(jié)合才能使其環(huán)境改善效益顯現(xiàn)出來，如降低城市空氣粉塵、減少面源污染、有利于綠化發(fā)展等。

⑤與綠地結(jié)合。綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中綠地是海綿城市雨水利用生態(tài)設(shè)計(jì)的核心部分，是雨水海綿作用的核心，也是城市自凈能力的核心。綠地生態(tài)系統(tǒng)土壤對(duì)雨水的自然積蓄和滲透的巨大的海綿作用、對(duì)雨水?dāng)y帶污染物質(zhì)的過濾及凈化作用、對(duì)病原微生物的抑制滅殺作用，對(duì)粉塵等固體物質(zhì)的接收和控制作用，植物對(duì)土壤滲透性改善和地下水的平衡作用等都體現(xiàn)了綠地的核心作用。海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式將城市固定比例的綠地最大限度地分散、以最大限度地利用并降低本身在雨水利用過程中的負(fù)荷，降低受損風(fēng)險(xiǎn)，是出于LID最本質(zhì)的生態(tài)思想。

⑥與設(shè)計(jì)人員結(jié)合。對(duì)于城市建設(shè)、雨水利用或“下凹式綠地”的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在不明確新的生態(tài)設(shè)計(jì)思想、新的設(shè)計(jì)模式要點(diǎn)以及對(duì)其中概念，如綠地的“下凹”，嚴(yán)格地講，是針對(duì)什么的情況，便可能會(huì)出現(xiàn)千差萬別的設(shè)計(jì)結(jié)果；致使海綿城市綠色環(huán)境系統(tǒng)雨水利用作用受到限制，從而使海綿城市建設(shè)大打折扣；因而，對(duì)于新的海綿城市建設(shè)的理論設(shè)計(jì)模式，應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)人員有詳細(xì)和嚴(yán)格的培訓(xùn)，從而使得海綿城市建設(shè)納入有系統(tǒng)性的計(jì)劃內(nèi)。

二、城市局部建設(shè)設(shè)計(jì)中的生態(tài)選擇

海綿城市建設(shè)是城市重要的生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)。在城市局部建設(shè)的各個(gè)設(shè)計(jì)中，生態(tài)選擇對(duì)于實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)至關(guān)重要。生態(tài)設(shè)計(jì)模式為海綿城市建設(shè)的系統(tǒng)的生態(tài)選擇，并在海綿城市建設(shè)中將表現(xiàn)出這些重要生態(tài)選擇的作用。

1.海綿城市典型下凹式綠地生態(tài)設(shè)計(jì)模式的生態(tài)選擇

①城市雨水的最大限度地利用而不是有限制性利用的選擇。在城市各種因素限制條件下對(duì)雨水最大限度地利用，以實(shí)現(xiàn)雨水利用的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的最大化。

②城市綠化規(guī)定有限固定面積的分散性與綠地在源頭分散接收雨水，而不是集中綠地或綠化帶在雨水利用的途中或末端。對(duì)于一般城市建設(shè)要求的大約30%的綠地面積，將其分撒地在城市生態(tài)設(shè)計(jì)模式下利用，有利于充分發(fā)揮綠地的生態(tài)作用，并且符合LID的源頭、分散、輕負(fù)荷避免系統(tǒng)受損處理的生態(tài)思想。

③建設(shè)高的硬化面和低的綠地概念的統(tǒng)一性和確定性，而不是綠地“下凹”概念的不確定性。在城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)于“典型下凹式綠地”的設(shè)計(jì)應(yīng)該讓硬化面高于基本的綠地面，而不是讓綠地低于較低的硬化面而形成更為低的下凹或下沉的綠地；如果只講是綠地的下凹或下沉，很有可能會(huì)出現(xiàn)千差萬別的設(shè)計(jì)結(jié)果；在人為控制極為強(qiáng)烈的城市生態(tài)系統(tǒng)中，已經(jīng)很難找到上游水文狀況與下游原有水體的水文平衡，更多的情況是本身上游城市水文循環(huán)正常狀況的受損；所以，應(yīng)綜合考慮水文和生態(tài)因素和條件，最大限度進(jìn)行雨水利用。

④綠地的面積和綠地的高程決定了雨水利用的規(guī)模。在很多城市雨水利用措施中，綠地僅作為雨水積蓄、滲透、凈化的一種設(shè)施；其含義中包含了這種措施與其他水利措施共同完成或?qū)崿F(xiàn)徑流控制或其他一項(xiàng)雨水控制的目標(biāo)，而不是將這種典型的綠地系統(tǒng)作為城市生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)的一種普遍應(yīng)用的格局結(jié)構(gòu),從而影響綠地雨水利用的規(guī)模；所以，這種普遍的格局結(jié)構(gòu)是全市規(guī)模的，其生態(tài)、水文作用（也就是海綿作用）也是巨大的；而對(duì)綠地的不充分利用或有限利用都將是對(duì)最大限度地城市雨水利用的巨大影響，會(huì)使海綿城市的規(guī)模和生態(tài)作用大打折扣。

⑤綠地是海綿城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的核心部分，而不可僅作為雨水利用工程中的一種類型。綠地將把營養(yǎng)污染物質(zhì)保存于相對(duì)貧瘠的陸地，而不是讓雨水帶到水體中再進(jìn)行凈化或引起水體的富營養(yǎng)化污染；綠地保持、聚集和利用更多的泥沙和固體廢棄物包括動(dòng)植物殘骸及代謝物質(zhì)，而不是將其送到垃圾填埋場或污水處理廠而增加末端處理投入。

2.綠地植物的生態(tài)選擇

綠地植物的選擇主要指在海綿城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)雨水利用中起著主要作用的植物。與下凹的綠地中相比非雨水利用地段，植物將需要忍耐一定程度和時(shí)間的反復(fù)受淹、干旱和鹽堿的考驗(yàn)；因此，下凹綠地植物應(yīng)選用耐旱、耐淹、耐濕、耐鹽堿的種類；并且根據(jù)具體地形、氣候、氣象、土壤和管理?xiàng)l件及植物特點(diǎn)等進(jìn)行選擇。這種植物的選擇為綠地在雨水利用中擴(kuò)大了應(yīng)用生態(tài)空間，可使綠地的集雨停留時(shí)間、滲透時(shí)間以及集雨的總量大幅度提高，從而可極大地加強(qiáng)其生態(tài)作用。因?yàn)椴煌参锏哪退蜐裥?、耐旱性、蒸騰能力等特點(diǎn)有較大的差別、可適應(yīng)不同情況的水分條件，耐淹植物耐淹的時(shí)間可以不止24小時(shí)，從而雨水積蓄量的提高對(duì)于城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)在防洪澇、城市生態(tài)凈化和節(jié)水等潛在海綿作用的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益都將是巨大的作用。

3.綠地土壤生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)選擇

以綠地為核心同周邊建筑、道路等硬化面、排水系統(tǒng)等環(huán)境因素構(gòu)成的綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)格局，綠地發(fā)揮著凈化、水分涵養(yǎng)、空氣改善及衛(wèi)生環(huán)境改善等重要的作用。城市綠地各種生態(tài)功能的發(fā)揮離不開土壤。海綿城市生態(tài)設(shè)計(jì)格局的下凹綠地的土壤生態(tài)系統(tǒng)顯然還存在著巨大的生態(tài)空間利用；而高程高于硬化面的綠地和較淺的下凹綠地都將不同程度降低其系統(tǒng)的生態(tài)功能和作用。

①巨大空隙的海綿體。土壤是水分可以以不同形態(tài)儲(chǔ)存、并可被植物根系吸收再利用于生態(tài)系統(tǒng)的天然空間。多數(shù)城市坐落于山前沖積洪積扇，常常有著深厚的土壤和較好的滲透能力，正如德國雨水利用專家認(rèn)為的 “地下就是一個(gè)巨大的蓄水池”，土壤在綠地中的巨大空間對(duì)雨水利用具有巨大的“海綿”吸收作用，土壤的持水能力和植物的吸水利用調(diào)節(jié)作用使得綠地具有水分平衡能力的“海綿”調(diào)節(jié)作用。所以，土壤生態(tài)系統(tǒng)是城市海綿作用的重要基礎(chǔ)。

②巨大的分解者活動(dòng)場所。土壤在綠地生態(tài)系統(tǒng)中含有大量的微生物和土壤動(dòng)物等生物有機(jī)體，如細(xì)菌的數(shù)量可達(dá)到 106 cfu·g-1（colony forming units）。它們對(duì)進(jìn)入綠地的許多物質(zhì)進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，并為植物所吸收，因此對(duì)面源富營養(yǎng)化及其他污染物質(zhì)的凈化發(fā)揮著重要作用；土壤微生物對(duì)于病原微生物的殺滅和拮抗作用對(duì)城市居民的健康至關(guān)重要。進(jìn)入綠地的雨水將增加綠地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)和發(fā)展，并可強(qiáng)化土壤生態(tài)系統(tǒng)的作用。所以，縮小的綠地土壤面積、限制或不充分的雨水利用都將影響城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能作用空間。

③固體物質(zhì)積累和物質(zhì)循環(huán)。典型的下凹式綠地系統(tǒng)是城市很多固體物質(zhì)的沉降場所，如泥沙、難以分解的碎屑、雨水?dāng)y帶的懸浮物、落葉及動(dòng)物代謝物質(zhì)等在綠地土壤中進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)的過程，增加綠地生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)成分，并可極大地降低城市固體廢物數(shù)量；一定合理深度的綠地下凹程度對(duì)于雨水的自然儲(chǔ)蓄、滲透、固體物質(zhì)更多進(jìn)入和容納將展現(xiàn)巨大的生態(tài)空間，并使土壤生態(tài)系統(tǒng)獲得更多良性的發(fā)展機(jī)會(huì)。

4.路牙與降低空氣粉塵的生態(tài)選擇

陳橋等人研究認(rèn)為城市地表污染物是城市降雨徑流污染的主要來源，其累積和降雨沖刷過程分別是沉降—懸浮—再沉降以及懸浮—沉降—再懸浮的動(dòng)態(tài)過程。所以雨水?dāng)y帶的泥土在不充分的雨水利用條件和路牙的阻擋下沉淀于硬化地面，成為空氣粉塵的重要來源，經(jīng)擾動(dòng)進(jìn)入空氣，造成空氣粉塵污染。而全面的、具規(guī)模的生態(tài)設(shè)計(jì)的典型下凹綠地和無阻的路牙則會(huì)極大地避免這一過程。另外，典型下凹綠地或典型綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)在借助多種生態(tài)動(dòng)力源的作用下發(fā)揮其凈化功能。例如，在降雨動(dòng)力源的作用下，可將硬化面上的泥土沖刷帶入相對(duì)較低的綠地土壤中，也避免雨水?dāng)y帶泥沙進(jìn)入排水系統(tǒng)長距離輸送造成管道堵塞的難題產(chǎn)生；在風(fēng)動(dòng)力源的作用下，使硬化面上的塵土有向低的綠地集中的趨勢；行駛的機(jī)動(dòng)車動(dòng)力源，有使硬化面上的塵土驅(qū)向旁邊低的綠地土壤中的趨勢。

5.透水硬化地面的生態(tài)選擇

透水鋪裝作為一種城市雨水管理利用的方法技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于城市建設(shè)。尤其是透水磚，由于具有迅速透水性能，路面不易積水、方便市民安全出行等多種良好的性能而被普遍應(yīng)用于各種雨水利用過程中，因而在近年得到迅速發(fā)展。加之城市建設(shè)“黃土不露天”意識(shí)的影響等，人們對(duì)透水磚的偏愛，很容易造成透水磚大量使用，而忽略未覆蓋自然土壤面積大量減少的局面。這種情況的繼續(xù)發(fā)展，對(duì)整個(gè)城市生態(tài)系統(tǒng)可能存在巨大的潛在危險(xiǎn)，造成城市自凈能力大幅下降，并因重新改造而相應(yīng)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

三、結(jié) 論

1.海綿城市綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)格局的生態(tài)設(shè)計(jì)模式選擇

能充分發(fā)揮生態(tài)作用的海綿城市格局的生態(tài)選擇應(yīng)該是以典型下凹綠地為核心、由建筑、道路等硬化地面、綠地、排水系統(tǒng)等構(gòu)成的綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)設(shè)計(jì)模式；應(yīng)用中掌握6個(gè)結(jié)合；充分發(fā)揮 “海綿”格局的自然積蓄、自然滲透和自然凈化的作用；充分體現(xiàn)生態(tài)設(shè)計(jì)模式的“自然”作用，實(shí)現(xiàn)防洪防澇、節(jié)水綠化、補(bǔ)充地下利用及城市凈化等巨大的生態(tài)作用，并可相應(yīng)減少雨水控制和利用設(shè)施建設(shè)的巨大投入，實(shí)現(xiàn)生態(tài)設(shè)計(jì)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2.海綿城市建設(shè)的規(guī)模意識(shí)和效應(yīng)

城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)整體系統(tǒng)。城市的雨水、面源污染、空氣粉塵污染都具有城市整體規(guī)模特性。城市雨水利用與之聯(lián)系必然需要在這種程度上才能獲得整體規(guī)模的生態(tài)效應(yīng)。僅僅靠以個(gè)別單獨(dú)的雨水利用工程或個(gè)別措施作為雨水利用手段，希望在整體城市中實(shí)現(xiàn)雨水利用真正的控制可能難以奏效；沒有從整體規(guī)模效果上設(shè)計(jì)的雨水利用途徑，城市的雨水利用生態(tài)效果也將難以從根本上實(shí)現(xiàn)，也就難以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有整體巨大效應(yīng)的防洪防澇、節(jié)水利用、面源污染凈化和空氣粉塵控制的綠色環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的海綿城市。

3.時(shí)效性

在城市生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)中，因城市建設(shè)格局難以無成本進(jìn)行，具有不可逆的特點(diǎn)，這鑄就了已有城市建設(shè)格局已無法改變。因此對(duì)于關(guān)系到城市建設(shè)格局的雨水利用，任何不科學(xué)不合理的決策都將會(huì)給城市帶來長期的巨大的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)環(huán)境損害的后果，應(yīng)盡早引起重視。生態(tài)設(shè)計(jì)格局的制定是海綿城市建設(shè)迫在眉睫的課題！

[1]劉昌明.中國雨水利用文集[C].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[2]張旺，龐靖鵬.海綿城市建設(shè)應(yīng)作為新時(shí)期城市治水的重要內(nèi)容 [J].水利發(fā)展研究，2014(9).

[3]車伍，呂放放，李俊奇，等.發(fā)達(dá)國家典型雨洪管理體系及啟示［J].中國給水排水，2009,25(20).

[4]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）[S].2014.

[5]關(guān)卓今.城市綠色集雨環(huán)境系統(tǒng)生態(tài)設(shè)計(jì)的理論與模式[D].沈陽：中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，2001.

[6]關(guān)卓今，馬智杰.城市雨水利用與綠地自凈系統(tǒng)的研究[A]//中國水利學(xué)會(huì)首屆青年科技論壇論文集.北京，2003.

[7]關(guān)卓今.生態(tài)系統(tǒng)終端和城市綠化系統(tǒng)模型 [J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，1996（增刊）.

[8]關(guān)卓今，武羨慧，裴鐵璠.北京市集雨消塵綠色環(huán)境系統(tǒng)新模型的探討[J].水土保持學(xué)報(bào)，2001,15(2).

[9]曹惠賢，吳同奎.利用綠地草坪滯蓄汛雨的實(shí)驗(yàn)研究[M].北京：北京水利科技，1991.

[10]北京市規(guī)劃委員會(huì)，北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范（DB11/6582013）[S].2013.

[11]任婕.低影響雨水管理的城市生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建[J].北京水務(wù)，2014(5).

[12]姚迪.淺析豎向規(guī)劃在控制性詳細(xì)規(guī)劃中的重要性[J].黑龍江科技信息,2013（9）.

[13]雷雨.基于低影響開發(fā)模式的城市雨水控制利用技術(shù)[D].西安：長安大學(xué)，2012.

[14]賈有源.村鎮(zhèn)規(guī)劃[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[15]楊元根,PATERSON E,CAMPBELL C.Biology方法在區(qū)分城市土壤與農(nóng)村土壤微生物特性上的應(yīng)用[J].土壤學(xué)報(bào),2002（4）.

[16]周德慶.微生物學(xué)（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[17]張海榮，馬靜.城市非點(diǎn)源污染研究進(jìn)展[J].北方環(huán)境，2011，23（3）.

[18]陳橋，胡維平，章建寧.城市地表污染物累積和降雨徑流沖刷過程研究進(jìn)展 [J].長江流域資源與環(huán)境，2009，18（10）.

[19]裴鐵璠，于系民，金昌杰，等.生態(tài)動(dòng)力[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[20]王哲，謝杰，謝強(qiáng)，等.透水鋪裝地面滯蓄凈化城鎮(zhèn)雨水徑流研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013（S2）.

責(zé)任編輯李建章

Studies on ecological measure of sponge city construction

Guan Zhuojin

According to current research data of rainwater utilization in cities of China,green environment ecosystem is proposed as a design mode for sponge city construction for ecological improvement and issues related to its application and practice are reviewed.Differences between this approach and conventional measures such as concave greenbelt are examined.More attention should be paid on the significance of green environment and ecosystem and it is urgent to carry out the approach of sponge city construction,taking the ecosystem character,scale,vertical planning,functions of soil,self-purification of city,application of LID concept and model applicationintoconsideration.Inorder togeneratemoreecological andeconomicbenefitsfrom improvement of rainwater management,it is necessary to make beneficial use of greenenvironment and ecosystem so that it will encourage water conservation,enhance capacity of flood control,restore environment and ecosystem,reduce air dust and non-point pollution by taking the advantage of self-purification.Moreover,a sponge city that water can be stored and penetrated naturally and self-purified will be realized.

urban rainwater utilization;sponge city;city ecological design model;green environment ecosystem; concave greenbelt;city self-purification;air dust

TU991.14

A

1000-1123（2016）04-0004-05

2015-10-20

關(guān)卓今，高級(jí)工程師。