“海綿城市"在舊城區(qū)改造中的應(yīng)用研究

近年來(lái)，我國(guó)多個(gè)大城市先后遭遇大暴雨襲擊，導(dǎo)致交通癱瘓、城市內(nèi)澇、人員傷亡，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在當(dāng)前快速城鎮(zhèn)化的推動(dòng)下，許多城市都在進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)發(fā)建設(shè)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程越來(lái)越快，水系自身的自然循環(huán)過(guò)程也遭到破壞，很多城市出現(xiàn)排水不暢、洪澇災(zāi)害等問(wèn)題。

與新城區(qū)相比，在城市中占有相當(dāng)比重的老舊城區(qū)面臨的水問(wèn)題更為嚴(yán)重，且老舊城區(qū)改造還存在空間條件有限、基礎(chǔ)設(shè)施落后、改造難度大等問(wèn)題[1]。而“海綿城市”的理念為解決城市舊城區(qū)改造中的問(wèn)題提供了新思路：城市在下雨時(shí)能像海綿一樣吸收雨水，減緩地表徑流，緩解城市內(nèi)澇，同時(shí)能夠儲(chǔ)存雨水，并在干旱時(shí)利用雨水來(lái)減緩旱災(zāi)災(zāi)情[2]。

舊城區(qū)改造中的水環(huán)境污染嚴(yán)重，水體數(shù)量銳減

許多舊城區(qū)由于規(guī)劃落后、管理制度不完善，導(dǎo)致污水肆意排入天然水體。特別是合流制管道建成之后，大量的城市污水排入水系河道，導(dǎo)致天然水體水質(zhì)日益惡化，天然排水系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，形成城市排水不暢的局面。同時(shí)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，為了擴(kuò)修道路，城市里的許多水體逐漸消失。水體變成路面后，地表滲水少了，雨水匯流速度加快，給排水管道增加了很大的壓力。

道路排水設(shè)施不完善

在舊城區(qū)中，道路排水系統(tǒng)大多采用簡(jiǎn)單的直排方式，即雨水徑流匯集到路側(cè)的雨水口，通過(guò)管道外排。這種排水方式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、花費(fèi)較少，但是較依賴排水管道的容量和自然水體的接納能力。而我國(guó)舊城區(qū)的道路往往由于使用年代久，出現(xiàn)排水管道老化的現(xiàn)象，且與國(guó)外發(fā)達(dá)城市相比，我國(guó)舊城區(qū)排水管道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、管道直徑小。甚至一些地方采用落后的雨污共管的排水方式，將污水直接排入城市道路排水管道，這就會(huì)造成雨天降雨量超過(guò)路網(wǎng)的排水能力，形成道路積水。

綠地系統(tǒng)不完善，場(chǎng)地設(shè)計(jì)局限

舊城區(qū)是城市中人口密度最高的地區(qū)，為了最大限度地利用有限的空間資源，舊城區(qū)往往是人多、房多而公共綠地很少，城區(qū)內(nèi)建筑密度很高而綠化率較低。缺乏完善的綠地系統(tǒng)，也在一定程度上加劇了老舊城區(qū)排水難的問(wèn)題。此外，由于建設(shè)年代較早、建設(shè)理念相對(duì)局限，老舊城區(qū)綠地的功能定位僅是景觀觀賞、娛樂(lè)休憩的空間，沒(méi)有采用相應(yīng)的工程技術(shù)手段來(lái)充分挖掘綠地在保護(hù)場(chǎng)地水文狀態(tài)中的積極作用。

建筑與小區(qū)排水設(shè)計(jì)落后

我國(guó)多數(shù)舊城區(qū)內(nèi)的小區(qū)最初在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)較低、雨水管徑較小、排水能力不足，僅可防御半年一遇或者一年一遇的暴雨，難以應(yīng)對(duì)近年來(lái)頻發(fā)的暴雨天氣[3]。再加上許多舊城區(qū)內(nèi)的小區(qū)由于管網(wǎng)配套設(shè)施不完善或年久失修，更是大大影響了老舊小區(qū)的整體排水能力。此外，由于我國(guó)的城市水廠建設(shè)、地下管網(wǎng)的升級(jí)改造較落后于建筑，一些舊城區(qū)內(nèi)小區(qū)老建筑的排水管道更是無(wú)法滿足現(xiàn)代建筑排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求，也無(wú)法達(dá)到現(xiàn)在的建筑排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這也造成了住宅建筑的排水設(shè)計(jì)與其自身不配套，建筑給排水設(shè)施不完善、不健全，無(wú)法很好地保證住宅建筑以及小區(qū)的排水系統(tǒng)通暢。

“海綿城市”建設(shè)概述

“海綿城市”的提出及發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市中頻繁地出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害、水資源緊缺、雨水徑流污染等問(wèn)題。這些都是當(dāng)下城市建設(shè)中亟待解決的難題。在2013年底召開(kāi)的中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上，習(xí)近平總書(shū)記提出了要加強(qiáng)海綿城市的建設(shè)，建設(shè)城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮將有限的雨水留下來(lái)，同時(shí)優(yōu)先利用自然的力量排水，建設(shè)自然滲透、自然積存、自然凈化的“海綿城市”[4]。

“海綿城市”內(nèi)涵解讀

“海綿城市”就是指城市能夠具有彈性，既能像海綿一樣吸水，又能在需要的時(shí)候釋放和利用水，它是一個(gè)新型的城市建設(shè)概念。它摒棄以往“以排為主”的城市雨水管理方式，以城市水系、道路、綠地廣場(chǎng)、建筑與小區(qū)等設(shè)施為載體，在考慮城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行安全和城市水安全的基礎(chǔ)上，分析水文條件和規(guī)劃指標(biāo)的差異性，以及項(xiàng)目操作的可行性，綜合利用滲透、滯留、蓄存、凈化、回用、外排等多種生態(tài)化技術(shù)，起到調(diào)節(jié)水循環(huán)、補(bǔ)充地下水的作用，在遇到降雨時(shí)能夠最大限度地留住雨水。

“海綿城市”建設(shè)途徑

“海綿城市”建設(shè)不是重新構(gòu)建一個(gè)城市，而是打破傳統(tǒng)觀念,使城市綠地切實(shí)發(fā)揮其生態(tài)作用，主要包括保護(hù)城市原有生態(tài)系統(tǒng)、恢復(fù)和修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)、構(gòu)建低影響雨水開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等3個(gè)部分[5]。一方面，應(yīng)該盡可能保護(hù)原有河流水系、綠地、溝渠、濕地等城市滯水區(qū)，對(duì)于那些在被破壞污染的地方，須采用生態(tài)手段對(duì)其進(jìn)行改造恢復(fù)，提升城市的滯水能力；另一方面，通過(guò)低影響技術(shù)措施，例如，綠色屋頂、雨水花園、下凹式綠地、植草溝、生物滯納設(shè)施、透水鋪裝、生態(tài)濕地等，使雨水能夠滲透、積存和凈化。

“海綿城市”在舊城區(qū)改造中的措施

“海綿城市”在舊城區(qū)改造中的應(yīng)用涉及到整個(gè)城市系統(tǒng)，應(yīng)在改造建設(shè)中將規(guī)劃和道路交通、園林、排水等相關(guān)部門協(xié)調(diào)起來(lái)，制定合理目標(biāo)、落實(shí)具體措施。具體來(lái)講，要結(jié)合舊城區(qū)的水系、道路、綠地與廣場(chǎng)、建筑與小區(qū)等空間載體，構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)的雨水系統(tǒng)。

保護(hù)和整治城市水系

在對(duì)舊城區(qū)城市水系進(jìn)行保護(hù)和整治的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀水系的建設(shè)條件、功能定位和濱水區(qū)現(xiàn)狀等，對(duì)其進(jìn)行合理保護(hù)、利用和改造，使其滿足低影響開(kāi)發(fā)控制目標(biāo)與指標(biāo)要求[6]。

（1）水體

在對(duì)舊城區(qū)水系處理的過(guò)程中，由于受舊城區(qū)用地的限制，一般不會(huì)規(guī)劃新的水系或擴(kuò)大現(xiàn)有水系的水域面積，在對(duì)原有水系的處理上，一方面保護(hù)好河道、濕地、溝渠等城市內(nèi)原有的自然水系，維護(hù)自然水體的水文功能，對(duì)堵塞的河道進(jìn)行疏通，發(fā)展自然水體的凈化、調(diào)蓄的作用；另一方面，采取一些技術(shù)措施，如降低水溫、控制蒸發(fā)量、加深蓄水池深度等方式，充分發(fā)揮自然水體的調(diào)節(jié)作用。例如，在我國(guó)西北一些地區(qū)降雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蒸發(fā)量，當(dāng)?shù)鼐用裢ㄟ^(guò)坎兒井來(lái)運(yùn)輸水，由于水溫低，避開(kāi)了陽(yáng)光直射，所以降低了蒸發(fā)量。

（2）濱水空間

如果舊城區(qū)水系的濱水綠化控制線范圍內(nèi)有城市公共綠地，應(yīng)對(duì)其充分利用，在綠地內(nèi)設(shè)計(jì)濕塘、雨水花園、生物滯留帶等設(shè)施來(lái)凈化雨水，并銜接城市雨水排水系統(tǒng)[6]。當(dāng)濱水綠化帶與道路相鄰，需要接納城市道路的雨水時(shí)，可將駁岸改為植被緩沖帶，來(lái)減緩徑流速度、減輕污染負(fù)荷（圖1、圖2）。有條件的舊城區(qū)水系，盡可能將原岸線應(yīng)改造為生態(tài)駁岸，并選擇適宜的植物應(yīng)對(duì)調(diào)蓄水位的變化。

改造城市道路

在舊城區(qū)中，道路系統(tǒng)是被動(dòng)的雨水收集區(qū)，大量的雨水徑流匯集到路側(cè)的雨水口，依賴管道外排。“海綿城市”理念是要改變道路被動(dòng)的雨水處理方式，將其建設(shè)為不僅滿足交通通行，而且能凈化利用雨水的綜合道路體系。

首先，在路面的處理上，最大限度減少道路的不透水面積，在人行道及車流量較少的車行道應(yīng)用透水鋪裝，非機(jī)動(dòng)車道和機(jī)動(dòng)車道可采用透水瀝青路面或透水混凝土路面。

其次，舊城區(qū)中的綠化帶一般都比內(nèi)側(cè)的慢行道地勢(shì)高，傳統(tǒng)立沿石在雨量大的情況下無(wú)法抵擋雨水。因此，道路外側(cè)的綠化帶可以進(jìn)行削坡處理，形成天然的植草溝，不僅能削減進(jìn)入道路的雨水徑流，同時(shí)能控制徑流污染負(fù)荷[7]。如濟(jì)南鳳凰路采用高立沿石，可以保護(hù)道路免受雨水沖刷。

經(jīng)過(guò)改造后的道路，當(dāng)雨水落入快車道，可通過(guò)齒狀路沿石流入下凹綠地或排水井流入排水管道；當(dāng)雨水落入綠地或花壇時(shí)，直接滲入地下；當(dāng)雨水落入人行道時(shí)，可通過(guò)透水混凝土路面下滲；當(dāng)雨水通過(guò)植草溝，可進(jìn)入下凹綠地存蓄或下滲 (圖3）。

圖1 虹橋港河道生態(tài)化改造前

圖2 虹橋港河道生態(tài)化改造后

優(yōu)化城市綠地與廣場(chǎng)

綠地與廣場(chǎng)是重要的城市景觀，也是城市生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃的主要內(nèi)容。它們不僅可以滿足人們休閑、娛樂(lè)等各種日?；顒?dòng)的要求，同時(shí)也承擔(dān)著保護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)和防災(zāi)減災(zāi)等多種生態(tài)功能[6]。

（1）城市綠地與廣場(chǎng)

在舊城區(qū)綠地與廣場(chǎng)的改造中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用透水鋪裝、植草溝、生物滯留設(shè)施等小型、分散式“海綿體”來(lái)消納雨水。城市綠地與廣場(chǎng)內(nèi)的各類景觀水體可以作為有效的雨水調(diào)蓄設(shè)施，因此，對(duì)其水質(zhì)應(yīng)采取嚴(yán)格的管控，以提高自然水體的自凈能力，也可通過(guò)設(shè)置土壤滲濾池對(duì)雨水進(jìn)行循環(huán)凈化[8]。

（2）景觀水體

城市的各類景觀水體在設(shè)計(jì)時(shí)都要考慮雨水的調(diào)蓄功能，以便及時(shí)吸收其自身以及周邊地區(qū)的雨水徑流。這樣，城市綠地系統(tǒng)兼具景觀功能與雨水調(diào)蓄功能，與城市原有的雨水排放系統(tǒng)融為一體，形成體系更加完整、規(guī)模更大的城市排水系統(tǒng)，可以在很大程度上提高城市的排水能力。另外，綠地內(nèi)植物配置應(yīng)根據(jù)水質(zhì)條件、雨水量等，選擇適宜生長(zhǎng)、生命力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物。

改造建筑與小區(qū)

對(duì)于舊城區(qū)中因空間限制等原因不能滿足控制目標(biāo)的建筑與小區(qū)，尤其是那些排水管道標(biāo)準(zhǔn)較低、常受內(nèi)澇困擾的老小區(qū)和城中村，應(yīng)改變傳統(tǒng)思路，運(yùn)用“海綿城市”的理念對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)、建筑、小區(qū)道路、綠化等進(jìn)行改造。

（1）場(chǎng)地設(shè)計(jì)

舊城區(qū)住區(qū)中的公共場(chǎng)地主要包括廣場(chǎng)和停車場(chǎng)。廣場(chǎng)占地面積大，傳統(tǒng)上采用水泥或磚石等不透水硬質(zhì)材料鋪裝而成，不透水面積大，常常是雨水徑流匯集大量產(chǎn)生的區(qū)域。因此，在住區(qū)廣場(chǎng)改造時(shí)，應(yīng)盡量采用透水性材料或透水方式進(jìn)行鋪裝，也可在廣場(chǎng)內(nèi)修建連續(xù)性樹(shù)池。

（2）建筑

舊城區(qū)住區(qū)中的建筑是雨水管理一個(gè)重要部分，建筑屋頂是主要雨水接受面之一，這在高密度的老舊住區(qū)中更加明顯。當(dāng)雨水落到建筑屋頂時(shí)，便形成雨水徑流，生成污染物，并流向其他下墊面。通過(guò)應(yīng)用“海綿城市”的理念，可將建筑屋頂改造為綠色屋頂。綠色屋頂是建設(shè)“海綿城市”中的一項(xiàng)重要舉措，能在一定程度上降低城市熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)城市局部氣候、凈化空氣，提高城市綠化率，美化景觀，同時(shí)能凈化水體，削減徑流[9]。

（3）小區(qū)道路

對(duì)舊城區(qū)小區(qū)道路的改造上，基于“海綿城市”理念，首先，應(yīng)最大限度地減少道路的不透水面積，在人行道及車流量較少的車行道應(yīng)用透水鋪裝（圖3）；其次，建設(shè)的道路路面標(biāo)高應(yīng)高于周邊綠化帶標(biāo)高，將路面雨水徑流引入周邊綠化帶。

圖3

（4）小區(qū)綠化

目前，舊城區(qū)中小區(qū)綠地的功能定位僅僅為娛樂(lè)活動(dòng)空間。基于“海綿城市”理念，在保證小區(qū)內(nèi)綠地原有功能的基礎(chǔ)上，在綠地內(nèi)設(shè)置集中式雨水設(shè)施和末端處理設(shè)施，例如雨水塘、雨水濕地等，來(lái)消納、凈化和利用本地與周邊區(qū)域的雨水。住區(qū)內(nèi)的道路、停車場(chǎng)等硬化鋪裝區(qū)域周邊綠地建議設(shè)計(jì)為下凹綠地、雨水花園、植被淺溝等使綠地雨水管理能力最大化。

結(jié)語(yǔ)

“海綿城市”的建設(shè)理念目前已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于我國(guó)的新城建設(shè)中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這方面研究也進(jìn)行了較多的探索?！昂＞d城市”理念的提出也為城市中的舊城區(qū)改造提供了新思路，利用城市海綿體強(qiáng)大的蓄水、排水功能解決舊城區(qū)中嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害問(wèn)題。本文正是基于這一背景，對(duì)“海綿城市”的理念在舊城區(qū)改造中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，并從水系、道路、綠地與廣場(chǎng)、建筑與小區(qū)4個(gè)方面提出了相應(yīng)的措施，希望通過(guò)社會(huì)各界的共同努力，面的挑戰(zhàn)，探索出一條真正適合舊城區(qū)的改造模式。