國外城市雨洪管理對我國海綿城市建設(shè)的啟示

史 揚(yáng)

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

隨著城市化進(jìn)程加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)難以滿足城市發(fā)展規(guī)模，城市排放系統(tǒng)無法滿足城市雨洪管理要求，另一方面，快速的城市化進(jìn)程導(dǎo)致下墊面過度硬化，城市不透水面積增加，地表徑流量增大，下滲補(bǔ)充地下水量隨之減少。官方數(shù)據(jù)表明[1]，全國每年約有62%的城市發(fā)生積水內(nèi)澇，且內(nèi)澇頻次呈現(xiàn)上升趨勢。2012年北京7·21特大暴雨，2013年廈門、2015年上海、2016年武漢暴雨，2017年5·15蘭州內(nèi)澇等，城市內(nèi)澇的影響與危害愈發(fā)嚴(yán)重。傳統(tǒng)的單一“快速排放”理念已難以應(yīng)對現(xiàn)階段的城市雨洪管理要求。在此背景下，國務(wù)院辦公廳于2015 年發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，海綿城市建設(shè)已獲得普遍關(guān)注。

城市雨洪管理是建設(shè)海綿城市的主要目標(biāo)，有些國家起步較早，已針對自身城市特點(diǎn)，積累了有關(guān)可持續(xù)性城市雨洪管理的大量經(jīng)驗(yàn)，形成了諸如：水敏性城市設(shè)計(jì)理念、自然開放式排水系統(tǒng)理念、水循環(huán)體系及安全理念等。本文基于我國海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀，通過梳理國外可持續(xù)性城市雨洪管理的相關(guān)成果，對我國海綿城市的發(fā)展方向提出了建議，以期為海綿城市的科學(xué)建設(shè)提供一定參考。

1 海綿城市的概念

所謂海綿城市，就是在城市降水量較大時(shí)，對地面雨水進(jìn)行滲透、收集與存儲(chǔ)，以便在水資源匱乏時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充的一種資源利用方法，是緩解城市內(nèi)澇、提高雨洪資源化管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性城市建設(shè)的重要方法。海綿城市的建設(shè)是一種順應(yīng)自然的建設(shè)模式，其設(shè)計(jì)理念是基于城市綠地、水體等生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建“綠色海綿體”，優(yōu)先利用“綠色海綿體”組織雨水徑流的排放，從生態(tài)景觀視角強(qiáng)調(diào)“慢排緩釋”和“源頭分散”，以實(shí)現(xiàn)綠地、水體等生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與泵站、管網(wǎng)等灰色基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)結(jié)合，使區(qū)域內(nèi)的水文條件接近自然狀態(tài)，一方面提高城市內(nèi)澇的抗沖擊能力，另一方面在考慮了水質(zhì)、水量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)雨水的合理滲透，推進(jìn)雨水的收集與利用。

2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在2015年4月，提出了海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的決策，旨在解決城市建設(shè)中的內(nèi)澇問題與雨洪資源化管理。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國第一批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)共計(jì)16個(gè)，但在2015年，有10個(gè)城市再次發(fā)生內(nèi)澇問題；第二批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)共計(jì)14個(gè)，在2016年，有9個(gè)試點(diǎn)城市爆發(fā)城市內(nèi)澇。在我國的30個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)中，僅有萍鄉(xiāng)和遂寧兩處試點(diǎn)工程體現(xiàn)出了海綿城市應(yīng)有的效果，已基本擺脫了城市內(nèi)澇的困擾。從整體上看，我國海綿城市試點(diǎn)建設(shè)成效較低，海綿城市的研究與建設(shè)依舊處于起步階段。

3 國外可持續(xù)性城市雨洪管理

3.1 澳大利亞水敏性城市設(shè)計(jì)理念(WSUD)

澳大利亞WSUD嚴(yán)格遵循了生態(tài)優(yōu)先與整體優(yōu)先的城市設(shè)計(jì)原則，將城市供水、污水、雨水管理視為一個(gè)有機(jī)整體，認(rèn)為供水、污水、雨水的管理模式應(yīng)為系統(tǒng)的循環(huán)模式，將水的良性循環(huán)作為水敏性城市的設(shè)計(jì)核心，大力維護(hù)水生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。主要思想包括：1)保護(hù)自然水文條件，充分發(fā)揮其作用；2)最小化灰色基礎(chǔ)設(shè)施；3)通過增加滲透型路面比例降低地表徑流量；4)將污水、雨水的收集、凈化、利用與景觀相結(jié)合，在實(shí)現(xiàn)水資源再利用的同時(shí)提高生態(tài)價(jià)值[2]。

3.2 美國最佳管理實(shí)踐(BMPs)和低影響開發(fā)技術(shù)(LID)

美國BMPs是通過一系列分散、小型的工程性管理措施對雨水進(jìn)行源頭控制，同時(shí)延緩降雨對城市基礎(chǔ)設(shè)施的沖擊負(fù)荷，最終減少暴雨期間的面源污染，并控制雨水徑流量。目前，美國BMPs的應(yīng)用主要集中在場地尺度、社區(qū)尺度、城市區(qū)域尺度和城市尺度4部分[3]。

基于微觀尺度的BMPs，美國提出了一種模擬自然排水方式的雨洪管理理念[4]，即LID理念。LID的核心思想是通過分散式、小規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施對雨水徑流進(jìn)行源頭控制，更加注重生態(tài)優(yōu)先，強(qiáng)調(diào)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)雨洪管理，最大程度地降低城市發(fā)展對自然水文條件和生態(tài)本底的影響。相比于BMPs，LID理念占地面積更小、費(fèi)用更低，更加強(qiáng)調(diào)低影響發(fā)展的可持續(xù)理念。

3.3 英國可持續(xù)性排水系統(tǒng)(SUDS)

英國SUDS是對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的優(yōu)化，其技術(shù)路線為：首先，通過綠地屋頂、過濾式植被帶、過濾式排水溝、滲透型路面的鋪裝等[5]設(shè)施，對雨水進(jìn)行源頭控制，促進(jìn)雨水滲入地下，模仿雨水的自然排放方式；之后，再根據(jù)場地尺度進(jìn)行分級控制；同時(shí)，將社會(huì)與環(huán)境因素納入城市排水體制，通過制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，綜合考慮城市發(fā)展與生態(tài)價(jià)值，從整體上促進(jìn)水的良性循環(huán)[6,7]。

4 國外可持續(xù)性城市雨洪管理對我國海綿城市建設(shè)的啟示

4.1 建立完善的雨洪分析系統(tǒng),確定雨洪管理敏感位置

在工程規(guī)劃階段，充分運(yùn)用遙感與GPS技術(shù)，對工程涉及范圍內(nèi)的水文、氣候等信息進(jìn)行充分分析，同時(shí)以地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段加以輔助，充分利用暴雨洪水管理模型對城市街道網(wǎng)絡(luò)加以研究，在此基礎(chǔ)上繪制成圖，確定城市街道內(nèi)澇節(jié)點(diǎn)，以此找出雨洪管理敏感位置[8]。

4.2 采取多尺度層次化設(shè)計(jì)理念分級規(guī)劃

海綿城市是一種模擬自然水文過程的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，目前我國海綿城市的建設(shè)多集中于小區(qū)域尺度，但小區(qū)域尺度作用有限，不能有效改善城市區(qū)域，甚至流域整體的雨洪問題。這就需要從小區(qū)域尺度逐步擴(kuò)大，根據(jù)不同規(guī)模進(jìn)行不同層次化的設(shè)計(jì)，具體可將城市劃分為三個(gè)層級：第一層級為宏觀尺度，從城市與地區(qū)的層面進(jìn)行設(shè)計(jì)；第二層級為中觀尺度，從街道或社區(qū)的層面進(jìn)行設(shè)計(jì)；第三層級為微觀尺度，從城市小區(qū)、公園等層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)多尺度綜合的系統(tǒng)規(guī)劃。

4.3 健全海綿城市效果評估與管理體系

對于海綿城市效果的評估驗(yàn)收，應(yīng)依據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)。在城市整體規(guī)劃層面布局?jǐn)?shù)據(jù)采樣點(diǎn)，從不同尺度構(gòu)建水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過對基礎(chǔ)設(shè)施及水生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測，實(shí)時(shí)掌握水文水質(zhì)等相應(yīng)參數(shù)的變化，積累本底數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合地區(qū)具體特點(diǎn)，建立本地的海綿城市技術(shù)規(guī)范、基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)規(guī)范等相應(yīng)指導(dǎo)性文件，使評價(jià)者可對海綿城市中包含的不同基礎(chǔ)設(shè)施、不同水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行相對統(tǒng)一的功能評估[1]；同時(shí)，綜合考慮基礎(chǔ)設(shè)施與水生態(tài)系統(tǒng)的效果評估，構(gòu)建綜合評估指標(biāo)，加強(qiáng)海綿城市效果評估的定量研究和評估模型研究，使對海綿城市效果的評估更為簡單直觀[1]。

在海綿城市的管理方面，應(yīng)從不同尺度整合基礎(chǔ)設(shè)施及水生態(tài)系統(tǒng)的管理研究，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的法律法規(guī)和管理規(guī)范[9]，健全海綿城市的管理體系。

5 結(jié)語

海綿城市轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的城市水治理思路，通過規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理手段模擬城市自然水文過程，強(qiáng)調(diào)順應(yīng)自然的可持續(xù)性發(fā)展。我國海綿城市在基礎(chǔ)研究、實(shí)踐等方面仍處于發(fā)展階段，應(yīng)因地制宜，在充分結(jié)合我國特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，參考國外可持續(xù)性城市雨洪管理與我國海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，采用層次化的設(shè)計(jì)理念，不斷健全適用于我國海綿城市建設(shè)的理論和方法，提高海綿城市建設(shè)的可持續(xù)性。

參考文獻(xiàn)：

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[5] U.S. Environmental Protection Agency, Fact Sheet: Low Impact Development and Other Green Design Strategies, Washington, DC,2006.

[6] National Research Council． Urban stormwater management in the United States[M]. New York: The National Academics Press，2009.

[7] Water Environment Federation.Design of urban stormwater controls[M].New York:McGraw Hill，2012.

[8] 范昔穎,張 建.多元視域下的海綿城市深度發(fā)展策略研究[J].學(xué)理論,2016(9):16-19.

[9] 徐翀崎，李 鋒，韓寶龍.城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施管理研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2016(11):3146-3155.