淺談海綿城市建設(shè)技術(shù)指南

邊華英 宋建安 張昊 李桂

1河南建筑材料研究設(shè)計院有限責任公司（450002）

2河南省科學院質(zhì)量檢驗與分析測試研究中心（450002）

淺談海綿城市建設(shè)技術(shù)指南

邊華英1,2宋建安1,2張昊1李桂1

1河南建筑材料研究設(shè)計院有限責任公司（450002）

2河南省科學院質(zhì)量檢驗與分析測試研究中心（450002）

探討了海綿城市建設(shè)技術(shù)指南，簡單介紹了海綿城市的概念、海綿城市建設(shè)中采用的LID技術(shù)以及相關(guān)的設(shè)施，分析了綠色屋頂技術(shù)、海綿城市的地面徑流水循環(huán)模型，談及了海綿城市建設(shè)中應用的透水鋪裝材料。

海綿城市；低影響開發(fā)；LID；透水鋪裝；綠色屋頂

0 前言

為了貫徹和落實中央城鎮(zhèn)化工作會議的精神,大力推進海綿城市建設(shè)，由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部組織編制的海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行版）于2014年10月進行了頒布實施。在“十三五”規(guī)劃建議中，海綿城市建設(shè)已經(jīng)上升為國家層面的重大決策。2015年12月20～21日，北京召開的中央城市工作會議再次明確提出要加強建設(shè)海綿城市。

根據(jù)海綿城市建設(shè)技術(shù)指南可知，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害方面具有彈性，能夠在下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，在天氣干燥需要水時能夠?qū)⑿畲娴乃尫诺靡岳?。海綿城市建設(shè)主要采用低影響開發(fā)LID（Low Impact Development or Low Impact Design）雨水系統(tǒng)技術(shù)，使得未來的新型城鎮(zhèn)在開發(fā)前后的水文特性保持不變，達到有效削減雨水徑流流量、暴雨洪峰流量、減少雨水徑流污染的目的，是一種可持續(xù)發(fā)展的新型城鎮(zhèn)化城市與社區(qū)建設(shè)方式。LID系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)的組成元素包括散布于源頭和末端的綠色屋頂、初期雨水棄流裝置、滲透井、植被淺溝、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、人工濕地等生態(tài)化設(shè)施單元[1]。

未來，與海綿城市建設(shè)有關(guān)的行業(yè)與產(chǎn)業(yè)作為建設(shè)“綠色中國”的重要載體，在一段時間內(nèi)擁有著巨大的投資和發(fā)展空間。海綿城市建設(shè)的要旨在于提高城市的宜居性，增強城市內(nèi)部布局的合理性，提升城市的通透性和微循環(huán)能力，致力于開展生態(tài)修復、建筑節(jié)能發(fā)展以及加大新型綠色建材的使用力度，控制既有模式的傳統(tǒng)城市開發(fā)強度，推動形成綠色、低碳、生態(tài)和諧的生產(chǎn)生活方式。

1 海綿城市建設(shè)技術(shù)

海綿城市的顯性特征之一在于能夠解決當前存在的“城市病”，解決近些年出現(xiàn)的“逢雨必澇”、“城市看?！焙汀盁釐u效應”等問題。

在海綿城市建設(shè)中要統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)計，科學評估，低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標雨水徑流排放系統(tǒng)。城市雨水管渠系統(tǒng)是指傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，超標雨水徑流排放系統(tǒng)主要應對特大暴雨季降水超過雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計標準的雨水徑流。

海綿城市建設(shè)的原則有以下三點：

1）對城市原有生態(tài)系統(tǒng)進行保護

盡最大努力保護原有的河流、湖泊、坑塘、濕地、溝渠等水生態(tài)敏感區(qū)，留有足夠的涵養(yǎng)水源，保護應對強降水的林地、草地、湖泊、濕地，維持地域在城市開發(fā)前的自然水文特征。

2）生態(tài)恢復和修復

對傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的粗放式城市建設(shè)模式下受到破壞的水土和其他自然環(huán)境，運用生態(tài)的手段進行恢復和修復，維持一定比例的生態(tài)空間。

3）綜合應用低影響開發(fā)技術(shù)

按照科學合理的生態(tài)化城市環(huán)境設(shè)計理念合理控制開發(fā)強度，在城市中保留足夠的生態(tài)用地，控制不透水面積的比例，融合綠色屋頂、初期雨水棄流裝置、滲透井、植被淺溝、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、濕塘、人工濕地等設(shè)施和技術(shù)，最大限度地減少對氣候和水生態(tài)環(huán)境的破壞。

在海綿城市建設(shè)中，各類用地可以根據(jù)各自不同的功能用途、用地構(gòu)成、規(guī)劃布局和水文地質(zhì)特點，選用不同的低影響開發(fā)設(shè)施和技術(shù)。表1對各類用地中選用的低影響開發(fā)設(shè)施進行了推薦。

經(jīng)過精心設(shè)計和建設(shè)之后，海綿城市地面徑流水循環(huán)模型見下圖1、圖2，其中采用的典型LID綠色屋頂結(jié)構(gòu)模型見下圖3。

表1 海綿城市設(shè)計中不同功能區(qū)采用低影響開發(fā)技術(shù)和設(shè)施一覽表

圖1 海綿城市水循環(huán)示意圖

從圖1、圖2、圖3可以看出，理想的海綿城市在建設(shè)中綜合采用綠色屋頂、初期雨水棄流裝置、滲透井、植被淺溝、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、濕塘、人工濕地等設(shè)施和技術(shù)之后，將能夠?qū)Τ^80%的雨水徑流進行收、濾、蓄和循環(huán)利用，可以有效解決當前的城市病，緩解城市熱島效應。

圖2 海綿城市年徑流總量控制率概念示意圖

圖3 海綿城市綠色屋頂結(jié)構(gòu)示意圖

2 海綿城市建設(shè)用綠色透水鋪裝材料

在海綿城市建設(shè)進程中，新型建筑材料產(chǎn)業(yè)蘊藏著新的機遇和市場空間。在生態(tài)濕地、環(huán)境修復設(shè)施建設(shè)過程中，一些新型的綠色生態(tài)建筑材料應用較多，比如新型的利用固體廢物制成的透水混凝土、透水磚、多孔陶瓷、泡沫玻璃等。

鄭州作為干燥少雨缺水城市，在中原經(jīng)濟區(qū)和都市建設(shè)進程中更要前瞻性地進行生態(tài)化海綿城市建設(shè)，這不但能夠解決雨季排澇問題，更可緩解城市缺水問題。

在城市發(fā)展和建設(shè)的進程中，拆舊建新、進行棚戶區(qū)改造是目前的常態(tài)。那么由此產(chǎn)生的大量建筑垃圾如果不能找到一個更適合的利用途徑，消納量不足夠大的話,將是一個很嚴重的問題。建筑垃圾的堆存，將占用大面積的農(nóng)地或建設(shè)用地，并且造成的揚塵或雨水滲瀝等二次污染。河南建筑材料研究設(shè)計院有限責任公司利用建筑垃圾制造再生骨料和綠色的生態(tài)性透水鋪裝材料透水混凝土和透水磚，為大量建筑垃圾找到了利用途徑。

可以在市政道路或廣場建設(shè)時，將設(shè)計中的種植土層下的砂土、廢舊黏土磚破碎成的再生細骨料作為原材料，將礫石層部分改為利用建筑垃圾制成的再生粗骨料或是再生粗骨料與礫石摻配使用，表面鋪裝透水混凝土或透水磚，改善路面或廣場地面的吸水能力，使?jié)B、濾、蓄的能力確實達標。在海綿城市建設(shè)中應特別重視一些廣場地面的透水鋪裝，改變以前的簡單硬化缺少綠化的弊端。比如河南省淮陽縣太昊陵廣場的地面目前采用的是天然石材,其透水性不好，稍有降水地面便濕滑難行，而且廣場上難見綠樹或草坪，在炎熱的夏季，廣場上炙烤難行。結(jié)合海綿城市建設(shè)的思路，宜盡快將如此大面積的廣場地面材料更換成透水材料，栽植綠樹增設(shè)雨水花園，以低影響開發(fā)的方式進行雨水收集和利用，改善微環(huán)境氣候。

當前，常用的透水材料彩色透水混凝土是使用一定粒級的小石子、水泥、透水外加劑、增強劑、穩(wěn)定劑、水等，以一定的比例摻合調(diào)配制成的多孔輕質(zhì)環(huán)保的地面鋪設(shè)用干硬性混凝土材料。彩色混凝土基本不使用細骨料和摻合料，而是由粗骨料作為骨架材料，通過膠結(jié)劑和助劑黏結(jié)成一種多孔性蜂窩狀透水材料，能夠有效地透過雨水，讓雨水透入地下，并有效消除地面油污，緩解城市熱島效應。彩色透水混凝土可以預制成混凝土透水磚，也可以集中養(yǎng)護。彩色混凝土施工時，能夠提高鋪裝效率，縮短工期，加快項目速度。

3 海綿城市發(fā)展展望

2016年2月21日中央公布了一份重磅文件《中共中央國務院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，文件中提出了“新建住宅小區(qū)要推廣街區(qū)制、原則上不再建設(shè)封閉住宅小區(qū)，并要求已建成的住宅小區(qū)和單位大院要逐步打開”。筆者認為，這一要求關(guān)系到新型城鎮(zhèn)化的方向，即一定要兼顧生態(tài)化與海綿城市發(fā)展的宗旨，讓全社會共同享用社會發(fā)展的紅利。

在中央的高度重視和政府相關(guān)部門的倡導、支持之下，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)在遵循與融合了海綿城市與智慧城市的發(fā)展宗旨與元素之后，老百姓將在享受到豐足的物質(zhì)文明的同時，也享受到人與自然更加和諧的人文生態(tài)文明,使大家的幸福感大大提高，幸福生活如有源頭活水般綿遠流長并得到保證。

[1]海綿城市建設(shè)技術(shù)指南.住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.2014.10.