海綿城市建設(shè)的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇

李 輝，李 娜，程曉陶 ，俞 茜，王 虹

（1.中國水利水電科學(xué)研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心，100038，北京）

20世紀(jì)80年代初，我國開始了大規(guī)模城市化建設(shè)，城市化率快速增長，越來越多的城市面臨可持續(xù)發(fā)展及各種水問題的挑戰(zhàn)。統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)入21世紀(jì)，我國由洪災(zāi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失呈上升趨勢，2000—2009年年均損失約1 000億元，2010年以來年均損失約2 500億元，而且洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失與受災(zāi)城市數(shù)呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)性。針對這些問題，我國政府長期以來一直在探尋有效解決方案，于2015年4月啟動了海綿城市建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，選擇16座城市作為第一批試點(diǎn)城市，之后于2016年4月將第二批14座城市加入海綿城市試點(diǎn)行列。我國海綿城市建設(shè)的主要目標(biāo)為：小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解。在中央政府的大

力支持和地方政府的積極參與下，海綿城市建設(shè)發(fā)展迅速；然而，目前存在的障礙、挑戰(zhàn)和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)不應(yīng)被忽視，應(yīng)全面尋求解決問題之道。

一、面臨的主要挑戰(zhàn)

盡管海綿城市建設(shè)能給城市水生態(tài)環(huán)境帶來諸多效益，但目前我國海綿城市建設(shè)中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)可能會阻礙海綿城市的大范圍推廣，并最終影響該項(xiàng)目的可持續(xù)性。這些問題和挑戰(zhàn)涉及技術(shù)、環(huán)境、資金、社會等多個(gè)方面。

1.技術(shù)挑戰(zhàn)

（1）研究基礎(chǔ)薄弱

海綿城市是一個(gè)新興理念，建設(shè)海綿城市需要綜合性方法，涉及諸多領(lǐng)域。我國大規(guī)模建設(shè)海綿城市的研究基礎(chǔ)還相當(dāng)薄弱，尚未出臺完整的國家或地方級的導(dǎo)則、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等指導(dǎo)性文件。海綿城市建設(shè)有多種具體方法，其效果取決于當(dāng)?shù)貤l件，不能以同一方式簡單移用至其他環(huán)境。然而，我國不同區(qū)域的海綿城市建設(shè)實(shí)踐大多套用了基本相同的開發(fā)方法和模式，往往制定不當(dāng)?shù)暮＞d城市規(guī)劃及措施。

（2）綠色基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展滯后

近十幾年，美國與歐洲的綠色基礎(chǔ)設(shè)施工業(yè)蓬勃發(fā)展，開發(fā)出多種產(chǎn)品和材料以支持綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括雨水花壇系統(tǒng)、樹木種植系統(tǒng)、綠色（藍(lán)色）屋頂系統(tǒng)、樹根保護(hù)模塊、景觀（運(yùn)動、游樂場）整體方案系統(tǒng)等低影響開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。然而，目前我國綠色基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展相對滯后，在很大程度上會阻礙我國海綿城市建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)展。

（3）監(jiān)測運(yùn)行維護(hù)困難

作為一種新型水治理措施，海綿城市的設(shè)施可能需要比普通水利設(shè)施更頻繁的定期維護(hù)。當(dāng)前，我國不同氣候、水文、土壤類型等條件下海綿城市設(shè)施全生命周期的成本和運(yùn)行維護(hù)等相關(guān)信息嚴(yán)重匱乏，且缺乏海綿城市各種建設(shè)方法的長期性能監(jiān)測評估數(shù)據(jù)和長期維護(hù)成本數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響海綿城市的可持續(xù)性發(fā)展。

2.環(huán)境制約

海綿城市建設(shè)將會大大會促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善，但也受到許多環(huán)境條件的制約，主要包括以下兩個(gè)方面。

（1）自然條件制約

海綿城市措施的適用性及效能受地域、氣候或其他地理特征影響較大。某些特定的海綿城市措施在寒冷、炎熱、連續(xù)陰雨或干旱氣候條件下并不能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)效能。例如，增大雨水下滲的措施不適用于濕陷性黃土區(qū)，土壤排水不良區(qū)，地下水位較高區(qū)域，陡坡、滑坡危險(xiǎn)區(qū)，洪泛區(qū)，受污染土壤區(qū)和水源保護(hù)區(qū)等。在高寒地區(qū)，滲濾帶、雨水花壇、綠色屋頂?shù)仍O(shè)施發(fā)揮功能有限，且運(yùn)行維護(hù)難度大。因此，海綿城市措施在某些特殊地區(qū)的應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究，通過制定科學(xué)合理的措施應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)以更好地提高海綿城市建設(shè)的效益。

（2）措施布設(shè)場地制約

在城市地區(qū)，傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)通過地下管網(wǎng)排放雨水，而海綿城市措施需要雨水滲入地下或保留在原地，因而需要更多額外的土地空間。海綿城市措施所需的空間可能與其他開發(fā)目標(biāo)相沖突，在新城區(qū)開發(fā)規(guī)劃或?qū)ΜF(xiàn)有城區(qū)進(jìn)行改造時(shí)有可能面臨場地緊缺的制約。

3.資金挑戰(zhàn)

目前的海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，不僅建設(shè)期造價(jià)昂貴，后期運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用也往往較高。受項(xiàng)目生命周期及性能不確定性的影響，尚不能對生命周期內(nèi)包括環(huán)境、生態(tài)和社會效益在內(nèi)的綜合效益進(jìn)行恰當(dāng)評估。地方政府使用財(cái)政資金推廣海綿城市建設(shè)的積極性普遍較低，開發(fā)商也難以承受這種高投入的模式。若要將海綿城市建設(shè)在全國范圍內(nèi)大面積可持續(xù)推進(jìn)，在資金投入方面存在極大挑戰(zhàn)。

4.公眾接受度挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的雨水管理系統(tǒng)大部分都埋入地下，而海綿城市系統(tǒng)大部分都分散修建在更大范圍的地上區(qū)域，更有部分設(shè)施位于居民小區(qū)或私人住宅內(nèi)，將對公眾生活產(chǎn)生一定影響。因此，公眾對于海綿城市建設(shè)項(xiàng)目的接受程度對項(xiàng)目的成功與否有很大的影響?？紤]到公眾接受度的重要性，我國在海綿城市方面的公眾教育工作在內(nèi)容和范圍等方面都存在不足之處，還需要在政府人員、管理人員、機(jī)構(gòu)人員、規(guī)劃和設(shè)計(jì)專業(yè)人員、開發(fā)商、建筑商、園林師以及廣大群眾等廣泛群體中開展海綿城市相關(guān)的宣傳培訓(xùn)工作。

5.機(jī)構(gòu)間合作的挑戰(zhàn)

海綿城市建設(shè)涉及包括降雨徑流、水質(zhì)、生態(tài)系統(tǒng)、交通、社區(qū)改造和能源管理等眾多領(lǐng)域，各機(jī)構(gòu)間的合作至關(guān)重要。目前，這種機(jī)構(gòu)間的合作和跨職能的工作在我國實(shí)行的難度較大，較難實(shí)現(xiàn)多機(jī)構(gòu)、多部門間的相互理解和通力合作。這也將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息共享困難，進(jìn)一步阻礙海綿城市的研究和創(chuàng)新。

二、發(fā)展機(jī)遇

作為城市水循環(huán)管理的一種新理念和新技術(shù)，我國海綿城市建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇源于對現(xiàn)狀問題的有效認(rèn)知與及時(shí)有效的改進(jìn)措施。為抓住發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)的廣闊前景，在調(diào)研現(xiàn)狀、分析相關(guān)問題的基礎(chǔ)上提出以下關(guān)鍵改進(jìn)措施。

1.堅(jiān)持流域綜合治理

海綿城市建設(shè)旨在解決城市化過程中在多尺度上出現(xiàn)的各種問題，并最終建立安全保障程度更高的和諧宜居環(huán)境。目前，一些試點(diǎn)海綿城市在建設(shè)初期過于注重源頭控制的離散化低影響開發(fā)措施，而忽視了流域多尺度綜合治理的重要性。采用流域多尺度綜合治理方法，應(yīng)注重源頭—社區(qū)—區(qū)域—流域等多尺度的整體性，防止系統(tǒng)內(nèi)部的分割和孤立，力爭實(shí)現(xiàn)海綿城市方法在自然保護(hù)、防洪、生態(tài)、水資源保護(hù)等多方面的全部效益，最終促使流域更加健康地發(fā)展。

2.探索綠色與灰色的結(jié)合

海綿城市建設(shè)應(yīng)采取綠色與灰色雨洪設(shè)施結(jié)合的方略。管網(wǎng)、閘泵、污水處理等設(shè)施構(gòu)成的傳統(tǒng)雨污收集處理系統(tǒng)是城市雨洪管理的骨架。與傳統(tǒng)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施相比，綠色雨洪設(shè)施的建設(shè)簡單易行、投資少、見效快且環(huán)境友好，但是單一使用綠色設(shè)施的方案未必更經(jīng)濟(jì)。因此，在設(shè)計(jì)城市雨洪基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，應(yīng)充分考慮地區(qū)特性，逐步形成灰色與綠色相結(jié)合的和諧系統(tǒng)。

3.因地制宜制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與指導(dǎo)文件

海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的成功取決于對試點(diǎn)城市的具體問題、具體條件和建設(shè)潛力的充分理解，必須對試點(diǎn)城市的具體問題進(jìn)行詳細(xì)評估，充分利用當(dāng)?shù)貪摿蛥^(qū)域資源。目前，迫切需要制定國家級、省市級的導(dǎo)則以幫助地方政府研究制定當(dāng)?shù)睾＞d城市建設(shè)手冊和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。此外，還應(yīng)積累各種自然條件下試點(diǎn)示范項(xiàng)目和實(shí)踐措施的性能、成本和生命周期等數(shù)據(jù)，逐步建立完整的海綿城市建設(shè)數(shù)據(jù)資料庫。

4.加強(qiáng)政府主導(dǎo)和機(jī)構(gòu)間合作

各級政府的主導(dǎo)以及各機(jī)構(gòu)間的通力合作是有效實(shí)施海綿城市建設(shè)項(xiàng)目的另一關(guān)鍵要素。各機(jī)構(gòu)間應(yīng)共同努力，確定有效的市政建設(shè)規(guī)范與條例，解決部門間政策沖突的矛盾，修改地方管理中不適用或阻礙海綿城市建設(shè)的特定限制。省級層面需要澄清海綿城市定義、界定水權(quán)，并對影響海綿城市建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施的政策進(jìn)行整合和協(xié)調(diào)。國家層面需要采用靈活的效能評價(jià)方法，以發(fā)揮地方政府的積極性和靈活性。

5.建立地方法律框架

基于地方具體條件制定合適的法律法規(guī)體系，是海綿城市順利建設(shè)的另一重要影響因素。這些法律法規(guī)應(yīng)考慮以下方面：①建立完善的土地開發(fā)項(xiàng)目決策流程，以保護(hù)流域的整體性和水資源系統(tǒng)的健康；②要求開發(fā)項(xiàng)目盡量維持水系的天然水文特性，并維持河道和生物棲息地的整體性；③建立建設(shè)地區(qū)的低影響開發(fā)、雨水徑流量和水質(zhì)控制的最低管理標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；④建立結(jié)構(gòu)化雨水控制設(shè)施建造與使用的設(shè)計(jì)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；⑤制定低影響開發(fā)方法鼓勵(lì)政策；⑥制定海綿城市設(shè)施的長期運(yùn)維規(guī)定；⑦制定相關(guān)規(guī)定，為海綿城市設(shè)施的監(jiān)測、檢查和長期維護(hù)等工作提供持續(xù)資金保障；⑧制定海綿城市規(guī)劃的提交、審查、批準(zhǔn)，以及項(xiàng)目批準(zhǔn)后的檢查和長期跟蹤等方面的行政程序和費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。

6.改進(jìn)和創(chuàng)新融資機(jī)制

目前，我國需要在多個(gè)層面上探討創(chuàng)新性的融資機(jī)會和機(jī)制，為大規(guī)模的海綿城市建設(shè)籌集足夠的資金。各城市可根據(jù)各自不同的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件選用不同的經(jīng)濟(jì)策略，探索不同的融資渠道。此外，可在省級和地市級層面綜合利用財(cái)政和非財(cái)政的激勵(lì)措施對實(shí)施海綿城市措施的機(jī)構(gòu)和個(gè)人進(jìn)行鼓勵(lì)。

7.持續(xù)加強(qiáng)研究

需要在眾多領(lǐng)域深入開展海綿城市建設(shè)的相關(guān)研究。在國家層面：開發(fā)計(jì)算機(jī)模型和軟件工具以協(xié)助規(guī)劃、設(shè)計(jì)和性能評估；對全國范圍內(nèi)的城市土地開展各種海綿城市措施的適用性評估；制定設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)和決策支持等指導(dǎo)文件；建立全國海綿城市的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息、技術(shù)和示范工程的數(shù)據(jù)庫。在省級和地市級層面：評估海綿城市建設(shè)對流域的影響；制定實(shí)施海綿城市方法和措施的激勵(lì)辦法；開展服務(wù)成本分析和財(cái)務(wù)影響評價(jià)，確定海綿城市建設(shè)的財(cái)務(wù)可行性及其對財(cái)務(wù)健康的影響；開展環(huán)境—社會—經(jīng)濟(jì)效益綜合分析，確定海綿城市建設(shè)的決策策略。

三、結(jié) 論

作為一種新型的城市開發(fā)理念與城市水循環(huán)管理方法，我國從第一批海綿城市試點(diǎn)建設(shè)開始已經(jīng)走過了4個(gè)年頭，海綿城市的理念正在迅速扎根于我國的城市開發(fā)進(jìn)程，但仍存在一些重大挑戰(zhàn)，急需調(diào)整現(xiàn)行策略及方法，尋求問題的解決之道，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和諧宜居的城市環(huán)境。得出以下結(jié)論：①海綿城市是一個(gè)不斷發(fā)展的新理念，其建設(shè)應(yīng)以流域?yàn)槌叨?，著重于多方略、多措施，推動灰色與綠色基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合，逐步調(diào)整城市水管理的方針政策，以確保經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會與環(huán)境的長期可持續(xù)發(fā)展；②需要加強(qiáng)各級政府和機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)和合作，并盡快完善法律法規(guī)體系；③需要在海綿城市建設(shè)相關(guān)的技術(shù)、性能水平、多重效益范圍、全生命周期成本分析以及其他關(guān)鍵領(lǐng)域內(nèi)加強(qiáng)研究工作；④海綿城市這一新型方法需要投資、耐心、協(xié)調(diào)和勇氣，以克服技術(shù)、法律、金融、文化等方面的障礙。隨著我們的海綿城市知識的增長和海綿城市建設(shè)方法的改進(jìn)，海綿城市的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)將會越來越低，取得更加良好的經(jīng)濟(jì)、社會與生態(tài)效益。