海綿城市與雨洪管理探研

王璐

摘要： 本文通過(guò)梳理海綿城市提出的背景以及國(guó)內(nèi)“海綿城市”概念，進(jìn)一步加深理解對(duì)于海綿城市與雨洪管理的深刻內(nèi)涵，了解如今國(guó)內(nèi)外海綿城市建設(shè)的現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)于現(xiàn)今海綿城市構(gòu)建途徑與技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外案例，在符合我國(guó)城市建設(shè)的情況下，思考如何更好地建設(shè)海綿城市。

Abstract： Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city， this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management， discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad， in the case of urban construction in china， this paper thinks about how to better construct the sponge.

關(guān)鍵詞： 海綿城市；雨洪管理；低影響開發(fā)；技術(shù)

Key words： sponge city；the rain flood management；low impact development；technology

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）10-0214-02

0 引言

近些年，我國(guó)頻繁地發(fā)生城市內(nèi)澇，同時(shí)，忽視生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致水資源遭到嚴(yán)重污染、水資源短缺。另外，我國(guó)傳統(tǒng)城市建設(shè)模式在面對(duì)出現(xiàn)的各種水環(huán)境問(wèn)題時(shí)，表現(xiàn)出明顯不足之處。主要?dú)w咎于：①城市排水單一的使用工程管道式灰色排水基礎(chǔ)設(shè)施；②防洪規(guī)劃和排水工程規(guī)劃的落后；③對(duì)于雨水再利用的意識(shí)薄弱，天然雨水利用率極低，不到10%[1]。這些問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法依靠某一單獨(dú)的管理部門去解決了，而是需要一個(gè)更為系統(tǒng)、綜合的解決方法，“海綿城市”理論便是基于這樣一個(gè)背景下提出的。

所以研究的目的就是通過(guò)對(duì)海綿城市建設(shè)的內(nèi)涵、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外案例分析等來(lái)梳理海綿城市建設(shè)主要是其中雨洪管理方面的要點(diǎn)，對(duì)目前我國(guó)海綿城市建設(shè)提出一些建議，以期對(duì)之后海綿城市建設(shè)起到參考作用。并且在進(jìn)行研究時(shí)，對(duì)于國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)不能一股腦地“拿進(jìn)來(lái)”，一定要結(jié)合我國(guó)國(guó)情，有針對(duì)性地進(jìn)行研究，更好地用于我國(guó)海綿城市建設(shè)。

1 關(guān)于“海綿城市”的內(nèi)涵

《指南》對(duì)“海綿城市”進(jìn)行了如下定義：城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。其內(nèi)涵可以具體解釋為3部分：①海綿城市就是在面對(duì)洪澇和干旱等自然災(zāi)害時(shí)，可以靈活應(yīng)對(duì)和適應(yīng)水環(huán)境危機(jī)。②海綿城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不變的，主要通過(guò)低影響開發(fā)（LID）思想以及相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。③海綿城市通過(guò)不同方式將雨水收集起來(lái)加以利用，體現(xiàn)了對(duì)雨水資源可持續(xù)的綜合管理思想。

2 海綿城市建設(shè)的現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)于城市雨水管理的實(shí)踐與研究大量興起于20 世紀(jì)的八九十年代，并在二十年內(nèi)取得了可觀的進(jìn)步和發(fā)展[2]。以美國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、德國(guó)和日本等為代表，主要包括美國(guó)的最佳管理措施（best management practice，BMP）和低影響開發(fā)技術(shù)（low impact development，LID）；澳大利亞的水敏性城市設(shè)計(jì)（water sensitivity urban design，WSUD）；英國(guó)的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)（sustainable urban drainage system，SUDS）；日本的健全水循環(huán)體系；以及德國(guó)柏林推行“雨水費(fèi)”制度。另外，除了雨水管理的理念和技術(shù)，國(guó)外還推出了一系列法規(guī)及獎(jiǎng)勵(lì)政策，比如20世紀(jì)90年代，美國(guó)聯(lián)邦政府制定了《國(guó)家污染物排放削減許可制度》；設(shè)立綠色屋頂專項(xiàng)基金及優(yōu)惠[3]。

2.2 國(guó)內(nèi)海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)城市雨水控制技術(shù)起步于20世紀(jì)80年代，初期主要集中在雨水利用，近年來(lái)雨水控制技術(shù)重心逐漸轉(zhuǎn)向雨洪調(diào)控及污染控制[4]。2014年10月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《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（試用）》。2015年1月，啟動(dòng)了鎮(zhèn)江、嘉興、廈門、濟(jì)南、武漢、常德、南寧等 16 個(gè)試點(diǎn)城市的海綿城市建設(shè)。

3 海綿城市構(gòu)建途徑與技術(shù)

3.1 水生態(tài)系統(tǒng)的主體保護(hù)與修復(fù)

①劃定區(qū)域。劃定需要保護(hù)的生態(tài)斑塊比如湖泊、河流、濕地及水源涵養(yǎng)區(qū)，同時(shí)還有農(nóng)田及原野，嚴(yán)加保護(hù)和識(shí)別。②進(jìn)行保護(hù)。并且制定相應(yīng)的法律法規(guī)，引導(dǎo)、規(guī)劃和約束各類開發(fā)、利用、保護(hù)水資源和水生態(tài)的行為[5]。對(duì)于確需建設(shè)的項(xiàng)目應(yīng)上報(bào)各相關(guān)部門批準(zhǔn)后，予以實(shí)行；而對(duì)那些不符合岸線控制利用和保護(hù)管理規(guī)劃的一切行為都應(yīng)依法查處。另外，已經(jīng)遭受到破壞的綠地、森林等雨水調(diào)控功能性強(qiáng)的斑塊、水體面積和體積及水質(zhì)我們需要通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)加以修復(fù)。

3.2 低影響開發(fā)技術(shù) 低影響開發(fā)（LID）就是根據(jù)自然界中的水文條件原理，從源頭對(duì)雨水進(jìn)行管理和控制的一種雨水管理方式。

3.2.1 截留技術(shù) 截留技術(shù)就是通過(guò)不同方式，使雨水匯集面積增加，減慢雨水形成徑流的時(shí)間，以此達(dá)到延緩徑流的目的。

①綠色屋頂。綠色屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)包括四部分：植物層、土壤層、過(guò)濾層、排水層。對(duì)于不同的植物和介質(zhì)層，綠色屋頂在夏天可以滯留70%～90%的降雨，冬季可以滯留25%～40%的降雨[6]。②冠層截留。根據(jù)上海交通大學(xué)對(duì)上海市156個(gè)植物群落中植物滯留能力的研究，發(fā)現(xiàn)植物截留主要分樹冠、枝干及其土壤，其對(duì)雨水的截留能力分別約為9%～12%、2%及40%，并且針葉植物冠層截留率要高過(guò)闊葉植物[7]。

3.2.2 促滲技術(shù) 促滲技術(shù)就是通過(guò)使用一些透水性的結(jié)構(gòu)和材料來(lái)增加雨水的下滲量，同時(shí)材料或是結(jié)構(gòu)具有一定的過(guò)濾凈化作用。①透水鋪裝。透水鋪裝其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從上到下依次為：面層、基層、底基層、墊層。透水性鋪裝材料主要有五種：包括透水瀝青、透水混凝土、透水地磚、沙礫網(wǎng)格和嵌草網(wǎng)格。②綠色停車場(chǎng)。綠色停車場(chǎng)就是能夠匯集來(lái)自機(jī)動(dòng)車的零件磨損產(chǎn)生的重金屬、汽車排放物以及周邊徑流匯集所產(chǎn)生的污染，進(jìn)行初期處理減少面源污染。③綠色街道。綠色街道就是包括雨水種植溝、雨水種植池、路牙石擴(kuò)展池、雨水滲透園與透水性鋪裝等設(shè)施，來(lái)保護(hù)地表和地下的水資源、使污染物減少，使雨水外排減少的道路雨水管理方式。

3.2.3 調(diào)蓄技術(shù) 調(diào)蓄技術(shù)就是在降暴雨時(shí)能收集雨水并對(duì)其凈化，在干旱時(shí)能向周邊綠地提供水資源。

①植草溝。植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)，地表徑流以較低的流速經(jīng)植草溝滯留、植物過(guò)濾和滲透的作用，雨水徑流中的多數(shù)懸浮顆粒污染物和部分溶解態(tài)污染物得以有效去除[8]。植草溝的結(jié)構(gòu)從上到下為植被層、種植土層、過(guò)濾層、滲排水管以及礫石層。根據(jù)上海交通大學(xué)對(duì)5條不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的生態(tài)植草溝進(jìn)行模擬降雨徑流實(shí)驗(yàn)，生態(tài)植草溝中對(duì)徑流污染物凈化效果最佳的結(jié)構(gòu)組合是：20cm種植土+30cm砌塊磚+10cm礫石[9]。

②雨水花園。雨水花園也叫生物滯留池，指在低洼區(qū)域種不同植物的工程設(shè)施，通過(guò)土壤以及植物的過(guò)濾作用來(lái)凈化雨水，并將雨水暫時(shí)滯留后慢慢滲入土壤以此來(lái)減少?gòu)搅髁俊Ｗ陨隙掳ǎ盒钏畬?、樹皮覆蓋層、植被及種植土層、人工填料層、礫石層，其總厚度在50～80cm合適。

③多功能調(diào)蓄池。多功能雨水調(diào)蓄池具有雨水調(diào)節(jié)和雨水貯存功能。主要是為了調(diào)蓄暴雨峰流量，同時(shí)將雨水的排洪、減澇、利用與城市的生態(tài)環(huán)境和其他一些社會(huì)功能更好地結(jié)合，使城市土地資源更高效地利用的一種綜合性性設(shè)施。

4 案例分析

4.1 德國(guó)沙恩豪斯社區(qū)雨洪管理系統(tǒng) 沙恩豪斯社區(qū)位于奧斯菲爾敦，總面積約為150公頃，人口大概是9000，降雨偏少，屬于較干旱的地區(qū)。社區(qū)在規(guī)劃設(shè)計(jì)以及建造的過(guò)程中運(yùn)用低影響開發(fā)技術(shù)，比如可再生能源、節(jié)能建筑、雨洪管理和開放空間多功能利用等等。

社區(qū)的雨洪管控系統(tǒng)有3個(gè)等級(jí)，首先一級(jí)組團(tuán)生態(tài)設(shè)施接收來(lái)自建筑屋面、道路的雨水徑流，主要設(shè)施包括生態(tài)溝和雨水花園；二級(jí)處理設(shè)施接收各個(gè)組團(tuán)間的雨水，主要是通過(guò)大型生態(tài)溝進(jìn)入多功能蓄滲池、小型景觀濕地，最終再一起進(jìn)入三級(jí)中型湖泊濕地。雨水的利用率高達(dá)95%，十分有效地緩解了城市的排水設(shè)施壓力，同時(shí)還補(bǔ)充了地下水部分。

4.2 哈爾濱群力國(guó)家城市濕地公園 哈爾濱群力國(guó)家城市濕地公園場(chǎng)地原本是一片濕地，然而周邊的道路建設(shè)和高密度城市的發(fā)展，導(dǎo)致該濕地的水源即將枯竭，造成濕地退化，并將消失的情況。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)策略就是將面臨消失的濕地轉(zhuǎn)化為一個(gè)雨洪公園。設(shè)計(jì)保留了場(chǎng)地中部的一大片區(qū)域作為自然演替區(qū)。沿其四周通過(guò)挖填方，人為地制造出一系列深深淺淺的的土坑和高矮不一的土丘，成為一條美麗的“藍(lán)-綠項(xiàng)鏈”，使之形成了自然和城市之間的一層過(guò)濾膜和體驗(yàn)界面。然后沿四周布置雨水進(jìn)水管，盡量收集城市雨水，讓經(jīng)過(guò)水泡系統(tǒng)經(jīng)沉淀和過(guò)濾后的雨水進(jìn)入核心區(qū)的自然濕地，同時(shí)還在山丘上種植了很多白樺林，一個(gè)個(gè)水泡中主要是鄉(xiāng)土水生和濕生植物群落。讓整個(gè)場(chǎng)地?zé)ㄈ灰恍?，成為城市周邊一處宜人地帶?/p>

5 我國(guó)海綿城市建設(shè)發(fā)展的思考

海綿城市技術(shù)要把握的最重要的原則就是以匯水區(qū)為單元，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)社區(qū)，雨水就地蓄留處理，要在源頭控制，完成地上與地下的水循環(huán)。并且在建設(shè)海綿社區(qū)時(shí)，我們要看到匯水區(qū)和濕地、河流和湖泊的關(guān)系，還要看到大的流域關(guān)系，要綜合地看待社區(qū)生態(tài)功能。要將海綿城市的技術(shù)綜合利用起來(lái)，形成一個(gè)系統(tǒng)，將利用率達(dá)到最高。筆者建議，還應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)的立法工作，盡快完善法規(guī)體系建設(shè)，比如運(yùn)用收費(fèi)、補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)和罰款等經(jīng)濟(jì)手段，提高落實(shí)低影響開發(fā)技術(shù)措施的積極性，通過(guò)各種渠道普及相關(guān)知識(shí)，轉(zhuǎn)變公眾觀念，增強(qiáng)公眾的生態(tài)意識(shí)，城市的建設(shè)不只是靠管理建設(shè)部門或是專家學(xué)者，更重要地是要讓公眾參與進(jìn)來(lái)，讓公眾有這個(gè)意識(shí)，這是非常重要的。

所以在海綿城市建設(shè)的過(guò)程中，我們需要適時(shí)的向回看、不要完全被現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所束縛，要重拾尊重自然、模擬自然的智慧方法，更好地發(fā)揮現(xiàn)代科技優(yōu)勢(shì)，解決人類生存的問(wèn)題，因?yàn)槿魏蔚陌l(fā)展，不管是科學(xué)技術(shù)還是城市建設(shè)，只有在尊重自然的前提下，才會(huì)是可持續(xù)的。

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