海綿城市灰綠協(xié)調(diào)發(fā)展的思考

■ 史騰華 溫 禾 陳 永 王國田 張文慧 張一航 崔鵬飛 鄭 丹

“海綿城市”理念有別于傳統(tǒng)的建設(shè)理念，它作為一種生態(tài)途徑，但不應(yīng)矯枉過正，過度夸大綠色設(shè)施的建設(shè)效果，其工程建設(shè)應(yīng)用的核心應(yīng)在于灰色設(shè)施與綠色設(shè)施根據(jù)地方特征按照適當(dāng)比例相配合，以實(shí)現(xiàn)雨水資源化，解決城市水問題的有效途徑，并對未來“海綿城市”的建設(shè)方向提供了發(fā)展思路。

海綿城市的實(shí)踐與發(fā)展

（一）海綿城市建設(shè)的實(shí)踐

近些年城鎮(zhèn)化發(fā)展較快，城市內(nèi)不透水面積逐年增加，不僅破壞了生物棲息地和物理完整性，也嚴(yán)重影響了自然界的水文循環(huán)。隨著海綿城市試點(diǎn)城市建設(shè)工作的推動，可以看到海綿城市建設(shè)正在使城市原來的面貌發(fā)生改變，不透水面積在發(fā)生了縮小，植被和綠地空間在增加，徑流雨水也得到了有效控制。30個(gè)試點(diǎn)城市在建設(shè)過程中，也逐漸根據(jù)自己城市的特點(diǎn)總結(jié)出建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和特色。

（二）海綿城市建設(shè)的發(fā)展

海綿城市與水環(huán)境治理是相輔相成的。水環(huán)境是生態(tài)環(huán)境的生命線，治水絕不能就水論水，需要用系統(tǒng)性思維考慮水環(huán)境治理，構(gòu)建完整的治理體系。

海綿城市的理念包涵了低影響開發(fā)的城市建設(shè)理念，改變城市下墊面在建設(shè)開發(fā)過程中的過度硬化，保持水的自然循環(huán)過程。通過“滲、滯、蓄、排”的作用，避免了雨水形成徑流，可實(shí)現(xiàn)小雨不積水的目標(biāo)，同時(shí)管網(wǎng)的修復(fù)和傳輸過程的改善，保障了雨水的順利排走，平行管網(wǎng)、調(diào)蓄隧道的建立，可有效預(yù)防洪澇災(zāi)害的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)“水安全”的目標(biāo)?！皾B”字決恢復(fù)了地下水的補(bǔ)給通道，避免了雨水形成徑流后的快速排走，補(bǔ)充了城市的水資源。

海綿城市源頭綠色設(shè)施的應(yīng)用，除可控制徑流雨水外，還可以實(shí)現(xiàn)對雨水徑流污染的控制，末端雨水濕地、生物濾池可實(shí)現(xiàn)對雨水的強(qiáng)化處理。海綿城市理念對原來城市建設(shè)方式的改變，恢復(fù)了河岸的生態(tài)格局，避免了河道整治“三面光”的過度工程化，使岸上與河道融為一體，恢復(fù)生態(tài)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的目標(biāo)。海綿城市末端治理中生態(tài)浮島、磁絮凝等手段的應(yīng)用，對于河道內(nèi)源治理，恢復(fù)河道水生態(tài)有積極意義，恢復(fù)河道本身的自然凈化作用，實(shí)現(xiàn)“水生態(tài)”的目標(biāo)。

海綿城市實(shí)現(xiàn)了景觀和功能的有機(jī)統(tǒng)一。海綿城市改變了以往工程建設(shè)注重地上工程的“面子”而忽略地下工程的“里子”。以豎向控制為工程建設(shè)核心，統(tǒng)籌地上地下的同步設(shè)計(jì)與施工，把自然生態(tài)景觀與吸納凈化雨水功能相協(xié)調(diào)統(tǒng)一，城市景觀效果留在面子上，功能放在里子。

灰綠協(xié)調(diào)發(fā)展的探討與分析

（一）灰色設(shè)施分析

灰色設(shè)施被定義為常規(guī)的儲存容器和用于管理飲用水、市政排水管網(wǎng)或雨水管網(wǎng)，通常由混凝土或金屬構(gòu)成。它還包括街道、道路、橋梁和不包含用于實(shí)現(xiàn)環(huán)境目標(biāo)的技術(shù)的建筑物。在海綿城市建設(shè)過程中，灰色設(shè)施主要包涵雨水調(diào)蓄池、蓄水模塊等雨水調(diào)水設(shè)施，排水管網(wǎng)、調(diào)蓄隧道等轉(zhuǎn)輸設(shè)施。

灰色設(shè)施的應(yīng)用主要是結(jié)合建成區(qū)的建筑密度大，天然的下墊面條件較差，可用于改造的公共綠地、場地條件有限，或者相關(guān)地質(zhì)條件無法滿足改造的需要等情況。在這樣的背景下，加強(qiáng)地下排水管網(wǎng)的清淤、疏堵工程，改造提升泵站，建設(shè)雨水蓄水池等雨水回用設(shè)施實(shí)現(xiàn)對雨水的資源化和防洪排澇的目標(biāo)。

（二）綠色設(shè)施分析

綠色設(shè)施最初在90年代中期由美國提出，它是指一個(gè)國家自然生命的支持系統(tǒng)，即由水道、濕地、林地、野生動物棲息地；自然區(qū)，綠色通道、公園；保護(hù)區(qū)，農(nóng)場、牧場和森林；以及維系天然物種、保持自然的生態(tài)過程、維護(hù)空氣和水資源并對人民健康和生活質(zhì)量有所貢獻(xiàn)的荒野及其他開放空間組成的互通網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過大量的工程實(shí)踐，綠色設(shè)施不僅僅是減少雨水徑流量，還可有效的去除徑流雨水中的污染物。

綠色設(shè)施技術(shù)包括透水鋪裝、綠色屋頂、雨水花園、植被緩沖帶等。綠色設(shè)施更強(qiáng)調(diào)以自然水文過程的滲透和蒸發(fā)蒸騰,雨水的滲透回用,凈化徑流雨水污染,減少地表徑流量。這些技術(shù)措施通過從源頭上恢復(fù)自然水文，解決雨水問題。綠色設(shè)施還可以包括保護(hù)敏感的上游地區(qū),為地下水進(jìn)行補(bǔ)給。天然下墊面的濕地和沼澤體系為暴雨提供了巨大的雨水調(diào)蓄空間，可以有效減緩市政管網(wǎng)的壓力。綠色設(shè)施的喬木和灌木的葉冠可以減少雨水對地表的沖刷，根系可以吸收降雨，也有助于維持土壤孔隙度,這是至關(guān)重要的為雨水和滲透增加存儲容量。

（三）海綿城市建設(shè)過程存在的問題

綠色設(shè)施的過度工程化。海綿試點(diǎn)城市在建設(shè)過程中，出現(xiàn)了綠色設(shè)施過度建設(shè)的問題。在低影響開發(fā)的理念下，大量上馬工程建設(shè)項(xiàng)目，忽略不同地方下墊面本底條件和特征，無視土壤本身滲透能力的情況，不能有效結(jié)合地方氣候和降雨特征選植綠色植物，大量的新建、改建綠化工程變成了對天然下墊面條件的破壞，過度的工程化并沒有很好的使綠色設(shè)施得到應(yīng)用。

過分夸大綠色設(shè)施的作用。在土壤滲透性較差的地方，將綠色設(shè)施的種植土經(jīng)過換填后，可優(yōu)化土壤的滲透性能和凈化徑流雨水污染的作用。但是綠色設(shè)施不論從規(guī)模還是調(diào)蓄容積都是非常有限的，在常規(guī)降雨量的前提下，綠色設(shè)施可以很好的發(fā)揮作用，起到控制地表徑流量和降低徑流污染的作用。但是遇到雨季的長歷時(shí)降雨或短歷時(shí)的強(qiáng)降雨，綠色設(shè)施起到的作用非常有限。在海綿城市建設(shè)的過程中，應(yīng)清醒的認(rèn)識到綠色設(shè)施的特點(diǎn)，不應(yīng)盲目夸大其作用。

（四）灰綠協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用探討

灰色設(shè)施經(jīng)常被誤認(rèn)為與綠色設(shè)施不一致，不被認(rèn)為是互利并統(tǒng)一的。隨著海綿城市建設(shè)工程的推進(jìn)，相關(guān)研究工作的深入，越來越多的認(rèn)識到城市也是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，也需要多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一?；疑c綠色設(shè)施的復(fù)雜動態(tài)關(guān)系使得它們能夠互利統(tǒng)一，彼此相互夠成了完整統(tǒng)一的城市雨水受納體系。

綠色設(shè)施在常規(guī)降雨量的情況下，可以有效的實(shí)現(xiàn)對初期降雨的凈化，降低雨水徑流的污染，良好的滲透性使綠色設(shè)施可以有效的減少地表徑流，控制徑流總量。在有條件的地方，雨水回用設(shè)施與綠色設(shè)施的結(jié)合，可以使雨水得到凈化并實(shí)現(xiàn)回用。在雨季當(dāng)中，降雨量大且比較集中，此時(shí)綠色設(shè)施在源頭對雨水的控制效果相當(dāng)有限，灰色設(shè)施的應(yīng)用就顯得由為重要。雨水管網(wǎng)的摸排、清淤、改造等均可以提高城市的排水能力，平行管及淺層大口徑管道的應(yīng)用，可以更好的實(shí)現(xiàn)防洪排澇。對于積水嚴(yán)重，雨季易出現(xiàn)嚴(yán)重洪澇災(zāi)害的城市，調(diào)蓄隧道、調(diào)蓄模塊等灰色設(shè)施的應(yīng)用可以加效的消除內(nèi)澇和積水，同時(shí)適應(yīng)性的調(diào)蓄方案還得對溢流污染的控制起到關(guān)鍵作用。

在此基礎(chǔ)之上，海綿城市綠色設(shè)施的工程直接費(fèi)用相對較高，對于部分老城區(qū)，大量海綿設(shè)施的改造難度大，協(xié)調(diào)困難，后期維護(hù)的難度也較大，且建成的實(shí)際效果通常較難達(dá)到相關(guān)的目標(biāo)要求。在權(quán)衡成本和效果的前提下，灰色設(shè)施的改造和建設(shè)對于內(nèi)澇改善的效果非常明顯，可以在一定的前提下，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)施和灰色設(shè)施應(yīng)用的有機(jī)統(tǒng)一。這個(gè)思路不僅適用于目前海綿試點(diǎn)城市的建設(shè)，也適用于非試點(diǎn)城市的建設(shè)和改造。