海綿城市建設(shè)的5點(diǎn)技術(shù)思考

胡慶芳,王銀堂,徐海波,劉　勇,崔婷婷

(1.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京　210029;

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海綿城市建設(shè)的5點(diǎn)技術(shù)思考

胡慶芳1,王銀堂1,徐海波2,劉勇1,崔婷婷1

(1.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210029;

2. 江蘇省水利廳水資源處,江蘇 南京210029)

海綿城市；城市規(guī)劃；防洪排澇；技術(shù)思考

鑒于目前學(xué)術(shù)界對(duì)于什么是海綿城市以及如何構(gòu)建海綿城市尚未取得充分共識(shí),筆者對(duì)海綿城市建設(shè)進(jìn)行5個(gè)方面的技術(shù)思考。

1　海綿城市建設(shè)的基本要求

目前業(yè)界提及海綿城市時(shí)，言必稱“自然積存、自然滲透、自然凈化”，甚至將維持城市開發(fā)前的自然水文特征作為海綿城市建設(shè)的基本要求。筆者認(rèn)為，海綿城市建設(shè)固然當(dāng)保護(hù)和充分利用下墊面對(duì)雨水徑流的自然調(diào)節(jié)功能，但并不意味要將城市下墊面完全恢復(fù)到自然狀態(tài)。其原因有：①城市下墊面不可能完全恢復(fù)到城市開發(fā)前的自然水文狀態(tài)，透水路面、綠地、雨水花園等各種低影響開發(fā)措施是對(duì)雨水滲滯凈功能的“擬自然性”重構(gòu)，而非完全的自然性重構(gòu)；②我國(guó)城市人口和產(chǎn)業(yè)聚集程度高，暴雨強(qiáng)度大，污染物排放量大，僅靠自然調(diào)蓄和凈化不可能實(shí)現(xiàn)城市雨洪的高標(biāo)準(zhǔn)管理；③自然狀態(tài)未必就是合理的，對(duì)某些不利于雨洪管理和城市綜合功能的下墊面自然狀況加以人工重構(gòu)、改造是完全必要的。因此，海綿城市建設(shè)應(yīng)以城市水文及其伴生過(guò)程的物理規(guī)律為基礎(chǔ)，有機(jī)結(jié)合自然和人工措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水徑流的積存、滲透、凈化和緩釋。

2　海綿城市涵蓋的功能

我國(guó)城市面臨三大水問(wèn)題:水資源短缺、水環(huán)境與水生態(tài)退化、洪澇災(zāi)害頻發(fā)。對(duì)于海綿城市是否涵蓋三大水問(wèn)題的解決,目前存在兩種不同觀點(diǎn)：①海綿城市功能應(yīng)以就地消納降水為主,不宜將城市水循環(huán)體系納入海綿城市建設(shè)中,甚至認(rèn)為除雨水下滲外的其他治理措施也不宜納入海綿城市建設(shè)；②海綿城市應(yīng)歸結(jié)為城市水問(wèn)題綜合整治范疇,統(tǒng)籌三大水問(wèn)題治理。筆者認(rèn)為海綿城市的范疇固然不能包羅萬(wàn)象,但也不能作繭自縛。海綿城市建設(shè)應(yīng)在突出重點(diǎn)的前提下堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合考慮城市防洪治澇、水資源利用、水環(huán)境與水生態(tài)修復(fù)、水景觀構(gòu)建等需求,推動(dòng)城市水系統(tǒng)綜合治理。海綿城市建設(shè)絕不能走條塊分割的老路,只有系統(tǒng)治理,才能實(shí)現(xiàn)效用最大化。

3　海綿城市的構(gòu)建方式

受國(guó)外雨洪管理理念影響,現(xiàn)有文獻(xiàn)或技術(shù)導(dǎo)則中關(guān)于海綿城市構(gòu)建方式的論述,多針對(duì)低影響開發(fā)措施,甚至有將海綿城市建設(shè)等同于低影響開發(fā)的傾向。但海綿城市的構(gòu)建途徑具有多樣性和多尺度性,不只包含低影響開發(fā)措施。從多樣性來(lái)看,既包括所謂的“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”,也包括傳統(tǒng)的“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”,還包括雨洪調(diào)度管理措施;從多尺度性看,有小區(qū)、片區(qū)、城市等尺度的措施。在小區(qū)尺度上,主要是雨水源頭下滲、就地滯蓄與凈化措施;在片區(qū)尺度上側(cè)重構(gòu)建雨水徑流收集、中間處理與排放網(wǎng)絡(luò);在城市尺度上的重點(diǎn)是城市徑流排蓄格局優(yōu)化,以及城市與區(qū)域防洪治澇體系的銜接措施。只有不同類型和尺度的措施相互協(xié)調(diào),才能系統(tǒng)解決城市水問(wèn)題。在海綿城市的構(gòu)建中,尤其要注重城市河湖水系的作用。因?yàn)槌鞘泻雍导瘸屑{雨水管渠系統(tǒng)來(lái)水,又與城市外河溝通,在城市雨洪管理中具有承上啟下的作用,是城市物質(zhì)、能量流動(dòng)的主要廊道和最重要的水敏感性單元,故海綿城市的構(gòu)建應(yīng)以城市河湖水系為核心和骨架,科學(xué)規(guī)劃布局各類雨水徑流管理措施和元素,并與城市環(huán)境有機(jī)融合。

4　海綿城市的規(guī)劃指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

為反映海綿城市的發(fā)展目標(biāo),確定建設(shè)規(guī)模,必須明確海綿城市的關(guān)鍵指標(biāo)及其目標(biāo)值,且指標(biāo)設(shè)置應(yīng)充分考慮城市水文特征和地理特征。鑒于城市內(nèi)澇治理、水資源利用和水污染控制均與雨水控制規(guī)模有關(guān),中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《海綿城市建設(shè)指南》提出了“年徑流總量控制率”的概念,并將其定義為“根據(jù)多年日降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算,通過(guò)自然和人工強(qiáng)化的滲透、儲(chǔ)存、蒸發(fā)(騰)等方式,場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)全年得到控制(不外排)的雨量占全年總降雨量的百分比”,并依據(jù)氣象統(tǒng)計(jì)給出其數(shù)值范圍及區(qū)域劃分。這在水文上至少存在3個(gè)方面的問(wèn)題:①地表徑流量指降雨扣除產(chǎn)流過(guò)程中的損失后形成的地表凈雨量,因此將“徑流控制率”表述為“降雨控制率”更科學(xué)一些;②雨水控制效果與場(chǎng)次暴雨總量及時(shí)程分布關(guān)系更直接,因此針對(duì)與一定標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)次降雨而非年降雨來(lái)設(shè)置控制目標(biāo)更合理,與工程設(shè)計(jì)的關(guān)系也更直接;③在城市尺度上,僅從氣候角度來(lái)確定雨水控制率是不合理的,還需考慮下墊面條件。

5　海綿城市的效用與成本

對(duì)于海綿城市的作用,最極端的看法莫過(guò)于海綿城市“無(wú)用論”和“萬(wàn)能論”。前者對(duì)海綿城市建設(shè)持懷疑觀點(diǎn),認(rèn)為不能實(shí)質(zhì)性解決城市水問(wèn)題,或者其成本遠(yuǎn)大于收益；后者則認(rèn)為海綿城市建設(shè)能一勞永逸地解決內(nèi)澇等城市水問(wèn)題。對(duì)于前一種觀點(diǎn),應(yīng)當(dāng)承認(rèn)有必要強(qiáng)化海綿城市建設(shè)效果的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)跟蹤,從城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)等角度系統(tǒng)評(píng)估益本比。當(dāng)然,對(duì)于海綿城市建設(shè)效果不能僅作經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的分析而忽視其環(huán)境、生態(tài)效用評(píng)估,還需認(rèn)識(shí)到,海綿城市的各項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容,從規(guī)劃、實(shí)施再到發(fā)揮作用需要一個(gè)過(guò)程,不能立竿見影。對(duì)于后一種論調(diào),需要明確海綿城市建設(shè)對(duì)于洪澇防治、水污染治理均是有一定標(biāo)準(zhǔn)的,其功能與作用不是無(wú)限的,如海綿城市建設(shè)雖可減少內(nèi)澇頻次、降低災(zāi)害程度,但無(wú)法杜絕內(nèi)澇發(fā)生,遇到超標(biāo)準(zhǔn)暴雨,仍然會(huì)發(fā)生城市內(nèi)澇。總之,對(duì)于海綿城市的效用與成本一定要實(shí)事求是地評(píng)估,不能簡(jiǎn)單片面。

關(guān)于海綿城市及其構(gòu)建理論、方法,目前尚有許多問(wèn)題亟待深入研究,需要相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者深思熟慮,強(qiáng)化水利、城市、環(huán)境等多學(xué)科的交叉和融合，唯其如此,才能做好我國(guó)海綿城市建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和系統(tǒng)布局,從而實(shí)質(zhì)性推動(dòng)城市水問(wèn)題綜合治理和城市轉(zhuǎn)型發(fā)展。另外需要指出的是,海綿城市并不是解決城市水問(wèn)題的唯一理念和模式,海綿城市建設(shè)不能排斥其他理念、模式的研究與發(fā)展。

10.3880/j.issn.1004-6933.2016.05.028

中國(guó)工程院重大咨詢研究項(xiàng)目(2015-ZD-07-01)

胡慶芳(1981—)，男，高級(jí)工程師，博士，主要從事城市水文、水資源規(guī)劃等研究工作。E-mail:hqf_work@163.com

TV213.4

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1004-6933(2016)05-0152-02

2016-08-01編輯：彭桃英)