淺述海綿城市的發(fā)展

【摘要】隨著全球自然環(huán)境的惡化，溫室效應的影響，越來越多的自然災害應運而生，我國每年雨季爆發(fā)的洪澇災害已經(jīng)成為阻礙經(jīng)濟發(fā)展，影響人民正常生活的一個亟待處理的問題。拒不完全統(tǒng)計我國每年雨季大概11個省區(qū)市要遭受暴雨的侵襲。基本分布在我國的南方地區(qū)，廣東、廣西、江西、湖南、湖北等大城市屢成澤國，內(nèi)澇問題已經(jīng)成為近期困擾中國城市的燃眉之急。雖然由于環(huán)境污染導致的極端天氣是造成城市內(nèi)澇的主要原因，但也暴露出城市地下排水系統(tǒng)的軟肋。如何有效的控制城市內(nèi)澇，已經(jīng)成為當代城市建設，維護城市安全的新命題。

【關鍵詞】洪澇災害；排水系統(tǒng)；海綿城市

1、海綿城市概念

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建”。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。

2、海綿城市建設要素

2.1 滲

造成內(nèi)澇的主要原因是雨水無法滲透到地下，原因是城市下墊面都是水泥材質，水泥具有不透水性，這種性質改變了原有的自然生態(tài)本質和水文特征。所以要解決這一問題，必須加強自然的滲透，減少水泥地面、多采用纖維網(wǎng)格鋪裝，把路面積水有效地排到管網(wǎng)里面，補充地下水，凈化地下水，改善城市微氣候。

2.1.1透水景觀鋪裝

以前城市建設的過程中由于沒有考慮城市因為極端天氣的出現(xiàn)導致內(nèi)澇的影響而在城市公共區(qū)域和景觀公共區(qū)域采用透水性不好的材料作為鋪裝材料，因此導致雨水不容易滲透到地面，而在這一方面可以通過提升鋪裝材料的透水性實現(xiàn)雨水的滲透，或者可以通過溝槽和截流設施將雨水排入滯留設施里面以后加以凈化利用。

2.1.2透水道路鋪裝

傳統(tǒng)城市的建設中道路的建設面積約占城市面積的1/5-1/4，然而傳統(tǒng)的城市道路的鋪裝材料卻是透水性不好的水泥混凝土，這是造成城市地表徑流增多、雨水透水性差的重要原因之一。所以改變城市道路的路面鋪裝材料，增強雨水的透水量，減少地表徑流，可以將滲透的雨水儲存在蓄水池里面加以凈化利用，或者直接排入內(nèi)河對城市內(nèi)澇有絕對的幫助。

2.1.3 綠色建筑

海綿城市從多方面考慮雨水的處理，不僅僅局限于地面雨水的處理，還對屋頂和屋面進行處理：在適合的屋面打造綠色屋面，可以利用屋面綠色植被對雨水進行進化和排阻，也可以通過排水溝、雨水鏈將雨水進行儲藏進化加以利用。

2.2蓄

傳統(tǒng)城市建設，過多的結構物破壞了自然的地形地貌，短時間內(nèi)雨水匯集到一個集中的地方，就形成了短時間雨水排泄不暢造成內(nèi)澇。調(diào)蓄和錯峰是所有海綿城市的要求。地下蓄水的樣式非常多，大致常用的形式有以下兩種：塑料模塊蓄水、地下蓄水池。

2.2.1蓄水模塊

一種新型的蓄水產(chǎn)品—雨水蓄水模塊，它可以用來儲存水，特點是不占空間；具有超強的承壓能力；95%的鏤空空間可以實現(xiàn)更有效率的蓄水。雨水蓄水模塊需要防水布或者土工布配合才可以完成蓄水、排放，在做好這些的同時還需要在結構內(nèi)設置好一些雨水處理裝置，如：進水管、出水管、水泵位置和檢查井。

2.2.2地下蓄水池

地下蓄水池是進行雨水收集裝置，由以下幾部分組成：出水水管、水池溢流管、高、低位通氣帽，水池進水池曝氣系統(tǒng)水池池體、水池進水沉沙井、水池出水井。

2.3滯

海綿城市可以通過雨水花園、生態(tài)滯留池、滲透池、人工濕地等這幾種具體形式延緩雨水短時間內(nèi)形成的雨水徑流量，所達到的效果就是“滯”留雨水，對地表徑流高峰的形成起到延緩的作用。

2.3.1雨水花園

雨水花園指的是在綠化帶有樹木或者草的低洼地區(qū)，雨水通過綠化帶植被的作用將雨水滯留下來，并且滯留的雨水下滲到地表以下達到減少地表徑流的效果，同時還可以通過植被的過濾將雨水進化。地勢低洼的地方可以有效的延緩雨水的匯集，解決地面積水的問題，同時收集的雨水可以用于農(nóng)作物的灌溉以及滿足綠化帶植物的用水。

2.3.2生態(tài)滯留區(qū)

生態(tài)滯留區(qū)就是利用綠化帶或者景觀區(qū)的土壤和植被進行儲存和延緩徑流的一種形式，

治理的區(qū)域大致包括有機覆蓋層、草坪過濾和砂層，生態(tài)滯留區(qū)根據(jù)地形地貌的不同也有多種不同的形式。

2.4凈

海綿城市代表的是對水的回收、處理和利用的一整套水處理系統(tǒng)。水的凈化是通過土壤和植被的滲透完成的，經(jīng)過處理的水再回到城市加以利用。雨水凈化系統(tǒng)的設置是根據(jù)區(qū)域不同而定的，我國的城市現(xiàn)狀大致可以分為三種區(qū)域：居住區(qū)雨水收集凈化、市政公共區(qū)域雨水收集、凈化工業(yè)區(qū)雨水收集凈化。環(huán)節(jié)的設置根據(jù)區(qū)域的不同形式上也有所不同，現(xiàn)階段大致分為三個環(huán)節(jié)：土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理。

土壤滲濾凈化：大部分雨水在收集的時候都通過了土壤的滲透，過濾了水的大部分雜質，并通過穿孔管將收集的雨水排入次級凈化池或貯存在滲濾池中。

人工濕地凈化：分為2個處理過程，一是初級凈化池，主要是凈化沒有經(jīng)過土壤滲透過濾的雨水；二是次級凈化池，通過加入凈化劑進一步凈化由上一步凈化的雨水；經(jīng)過兩次凈化的雨水就可以直接拿來灌溉植被或者做生活用水。

生物處理：通過對水中加入微生物來分解水中的雜質，處理過后的水再進行二次處理以后加入城市蓄水池中進行利用。

2.5用

海綿城市的作用就是合理的利用水資源，通過以上的水的蓄水和凈水之后，大部分水都可以直接利用起來。不管在哪個地方，都要加強對水資源的合理利用，凈化的水不僅可以用在植被或者農(nóng)作物的灌溉，也可以用在城市的生活用水：可以洗車、廁所用水等，海綿城市通過一系列的水的處理系統(tǒng)，合理利用水資源。

2.6排

內(nèi)澇的主要原因是排水不暢造成的，傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)難以滿足超標雨水的排放，故對超標雨水的排放要采用地面排水與地下雨水管渠相結合的方式來實現(xiàn)，避免內(nèi)澇等災害。

3、海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀

海綿城市最早是在歐洲國家開始盛行，德國和瑞士都是把地下排水系統(tǒng)做的很好的國家，我國的海綿城市建設相對時間較晚，現(xiàn)階段取得的效果不容樂觀，由于城市不同，特點和地理優(yōu)勢也不盡相同，因地制宜采取符合自身特點的措施，海綿城市優(yōu)點才能得到最大的發(fā)揮。

3.1德國

海綿城市的建設最先出現(xiàn)的是在歐洲的德國，德國人對事物的嚴謹性有益于他們對市政工程的建設，他們秉持“高效集水 平衡生態(tài)”的主題城市建設思想，在城市建設的過程中優(yōu)先考慮地下管網(wǎng)系統(tǒng)和城市地理地貌有利結合起來，他們先進的雨水綜合利用技術使得他們在海綿城市的建設中取得建設性的成果。

德國建設海綿城市的布局分為兩點：一是城市市政的海綿城市建設，主要是城市地下排水管道的建設，這種管道多為綜合性的管道，可以同時處理污水和雨水，由于管道多采用預埋的方式，所以為地上的城市建設節(jié)約了大量的空間，不妨礙城市的交通和其他管線的布置。二是郊區(qū)海綿城市的建設，郊區(qū)的建設管道采取分離式的管道系統(tǒng)，對污水和雨水分別進行處理，有利于提高處理效率。

3.2瑞士

瑞士的海綿城市建設是最成功的，它的建設是全國人民共同的努力，全國以家為單位，每個家庭在自己家的房屋上面做一些小的改造，屋頂?shù)挠晁梢酝ㄟ^管道收集到蓄水池里面，然后通過一些小的水泵送到各個房間，這是一套十分高效的水的處理裝置。這個全民推行的雨水工程花費小、效率高、實用性很強，所以瑞士的海綿城市建設十分成功，環(huán)境十分美好，有“花園之國”之稱。

4、阻礙我國海綿城市發(fā)展的因素

4.1資金需求

由于我國城市建設的初期沒有考慮因自然災害導致極端天氣所引發(fā)的惡劣的影響，所以在城市建設的規(guī)劃里面沒有考慮建設海綿城市。預留空間的不足、地下管線的盤結交錯等因素導致海綿城市的建設難度加大，所需的費用也十分龐大。

4.2收益回報

關于海綿城市的收益回報一直是一個比較復雜的問題，總的來講有以下兩方面原因：一、海綿城市的建設需要大量的資金支持，政府堅持的原則是發(fā)揮市場配置的資源和政府調(diào)控主導的原則，提供更多的優(yōu)惠政策，積極推動PPP模式的開展，通過一系列的優(yōu)惠政策吸引社會資本的參與，但是海綿城市的建設是一個長期的過程，需要的是連續(xù)性的投入，這是一個比較麻煩的問題。二、海綿城市可以帶來水資源的合理利用，但是要經(jīng)過凈化處理，這涉及到多個個體的利益，怎么計算每個個體的利益也是不小的難題。

5、海綿城市的發(fā)展趨勢

隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，極端天氣的不斷出現(xiàn)，改變生態(tài)環(huán)境，合理利用生態(tài)資源已經(jīng)成為社會的趨勢，海綿城市的優(yōu)點有目共睹，在解決城市內(nèi)澇的同時，節(jié)約水資源并且合理利用水資源，今后海綿城市的建設肯定是未來城市建設的主流。投資收益回報在短期內(nèi)成為海綿城市建設的阻礙，但是政府主導的方向不會改變，隨著PPP項目的日漸成熟和多樣式化，在市場經(jīng)濟的前提下可以利用市場商家對水的需求進行投資收益，相信不久的未來中國的海綿城市建設會出現(xiàn)轉機。

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作者簡介：

葛彧辰，男，漢族，2000年1月11日，籍貫：江蘇吳江，學校：上海市向明中學（浦江校區(qū)）。