淺談建設(shè)海綿城市的發(fā)展現(xiàn)狀

林英姿 王漢卿 楊丞南楊 紅

（1吉林建筑大學(xué)松遼流域水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 吉林長(zhǎng)春 130118 2吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130118 3中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司 吉林長(zhǎng)春 130000）

1 海綿城市發(fā)展背景

隨著當(dāng)今城鎮(zhèn)化高速發(fā)展以，對(duì)于工程施工科學(xué)性的考慮不夠周全，水資源開發(fā)利用過程中出現(xiàn)的過度開采以及污染被忽略等現(xiàn)象；水資源系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)工程均出現(xiàn)了不同程度的退化問題。再者，因城市地下排水系統(tǒng)的陳舊與落后問題，大雨強(qiáng)降水事件發(fā)生后引發(fā)的內(nèi)澇問題，帶來了包括經(jīng)濟(jì)損失在內(nèi)的多種不良后果，城市排水問題日益成為人們談?wù)摰脑掝}焦點(diǎn)。

隨著城市內(nèi)澇和水生物棲息地破壞等問題日趨嚴(yán)重。2014年2月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市建設(shè)司進(jìn)一步明確了加快建設(shè)海綿城市舉措。該年年底，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》發(fā)布，這是一本各類技術(shù)集成的使用指南，但是這對(duì)于海綿城市的應(yīng)用指導(dǎo)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。根據(jù)財(cái)政部、住建部、水利部《關(guān)于開展中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》(財(cái)辦建[2014]838號(hào))和《關(guān)于組織申報(bào)2015年海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市的通知》(財(cái)辦建[2015]4號(hào))的要求，共有16個(gè)城市成為中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市。2016年4月，財(cái)政部、住建部、水利部公布，北京市等14個(gè)城市進(jìn)入第二批中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)范圍。這表明我國(guó)海綿城市正式進(jìn)入實(shí)施階段。海綿城市已經(jīng)在多個(gè)城市試點(diǎn)建設(shè)，無(wú)論是從城市水環(huán)境的保護(hù)與構(gòu)建、水資源的補(bǔ)給與循環(huán)還是城市景觀風(fēng)貌的營(yíng)造來看，海綿城市在未來有很大的發(fā)展前景。

2 國(guó)外雨洪管理發(fā)展經(jīng)驗(yàn)借鑒

海綿城市（eco-sponge City）是由中國(guó)提出的一種新的城市于洪管理體系與概念，意指讓城市在適應(yīng)環(huán)境改變的同時(shí)，對(duì)于降水特別是雨水帶來的自然災(zāi)害面前能夠體現(xiàn)出良好的適應(yīng)能力，其他國(guó)家對(duì)于雨水的管理概念發(fā)展較我國(guó)較早，并且已經(jīng)在理論與技術(shù)上獲得較為成熟的成就，因此，有許多值得學(xué)習(xí)與借鑒的方向。

2.1 美國(guó)

起初在美國(guó)馬里蘭州為了實(shí)現(xiàn)減輕由于城市化進(jìn)程造成的地面不透水性引起的惡劣影響，最開始實(shí)行水敏性排水。通過針對(duì)單個(gè)水敏性模塊進(jìn)行研發(fā)測(cè)試，得到了較為良好的實(shí)驗(yàn)效果。在雨水管理的水回用方面，美國(guó)常用的解決方式是在天然入滲能力方面進(jìn)行改造升級(jí)為目標(biāo)。為了同時(shí)解決城市對(duì)于防洪排澇的要求以及對(duì)于雨水利用的需求問題，在芝加哥市建立了地底隧道蓄水系統(tǒng)。在一些別的城市同時(shí)設(shè)立了屋頂蓄水系統(tǒng)以及地表回灌系統(tǒng)。

2.2 日本

早在1963年日本就已經(jīng)著手于蓄洪滯洪設(shè)施而且已經(jīng)開市利用儲(chǔ)蓄的雨水作為噴灑道路、綠地，以及其他方面的回用水。蓄洪設(shè)施不同于英國(guó)，日本充分利用城市的地下空間從而減少儲(chǔ)蓄設(shè)施的占地面積。自90年代起日本對(duì)于全國(guó)的建設(shè)規(guī)劃又有了新的要求，對(duì)于所有新建改建的公用建筑必須設(shè)置相應(yīng)的雨水下滲裝置從而進(jìn)一步的改善降水帶來的環(huán)境影響。

2.3 德國(guó)

就目前而言，德國(guó)再與水回用利用方面是世界上首屈一指的。當(dāng)下的德國(guó)再水資源利用尤其是雨水利用防洪防澇方面已經(jīng)在技術(shù)上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化，市場(chǎng)上相應(yīng)的產(chǎn)品更是層出不窮，包括收集裝置、過濾裝置、滲透裝置以及儲(chǔ)存設(shè)施等。在德國(guó)的雨水利用措施中主要的做法可以分為三種：第一是對(duì)于建筑屋頂?shù)慕o水儲(chǔ)蓄系統(tǒng)；第二是道路的截污攔污措施，首先是對(duì)于城市道路的雨水管口均設(shè)有截污攔污裝置，用于攔截地表徑流中攜帶的部分污染物，使得之后儲(chǔ)蓄的雨水能夠保證相對(duì)良好的水質(zhì)，其次對(duì)于路面設(shè)置透水鋪裝對(duì)減少不透水路面面積，通過滲透原理補(bǔ)充地下水資源；第三是生態(tài)社區(qū)雨水回用體系，在社區(qū)沿排水道鋪設(shè)表面附有植有草皮的滲透溝，，供雨水徑流流過時(shí)下滲。超過滲透負(fù)荷的雨水則排入雨洪池或人工濕地用[3]。

3 “海綿城市”理念的由來與發(fā)展

海綿城市之所以用海綿來對(duì)城市的吸附功能進(jìn)行比喻一開始只是因?yàn)闃I(yè)內(nèi)和學(xué)術(shù)圈中的人們的一種習(xí)慣，例如布吉(Budge)利用海綿來對(duì)城市對(duì)人口的吸附現(xiàn)象進(jìn)行比喻。當(dāng)下海綿這個(gè)詞越來越多的是用來對(duì)城市或者區(qū)域地塊對(duì)于雨洪調(diào)蓄能力的一種比喻。“海綿城市”、“海綿體”等這些非本專業(yè)學(xué)術(shù)性概念之所以在領(lǐng)域內(nèi)得到認(rèn)可以及大面積的應(yīng)用，原因就是其中的洪澇管理以及水資源利用概念收到領(lǐng)域內(nèi)的一致認(rèn)可，雖然對(duì)于具體的措辭有所不同，但是對(duì)于其表達(dá)的核心理念是共通的，“海綿城市”直觀地表述了具有“海綿特征”的城市，而其他概念的“海綿”重在海綿城市功能的載體[4]。

4 海綿城市主要技術(shù)理論的發(fā)展

低影響開發(fā)技術(shù)是海綿城市的主要技術(shù)理論，低影響開發(fā)（Low Impact Development）源于上世紀(jì)九十年代的美國(guó)，其原理是利用可以對(duì)地表徑流進(jìn)行貯存、滯留、滲透、蒸騰的場(chǎng)地規(guī)劃技術(shù)，盡可能使所要開發(fā)的地塊保持最原始的狀態(tài)，減少地域開發(fā)對(duì)于徑流量的影響，并控制通過徑流排入地表水的污染物總量[5]。與污水處理較大規(guī)模的工程措施不同，低影響開發(fā)技術(shù)傾向于通過設(shè)計(jì)零散的、規(guī)模較小的技術(shù)措施對(duì)于污染從源頭進(jìn)行控制從而達(dá)到對(duì)地表徑流中污染物的去除，使開發(fā)場(chǎng)地的水文循環(huán)盡量接近于自然[6]。我國(guó)低影響開發(fā)（LI D）技術(shù)[7]主要包括：

4.1 綠色屋頂

植被屋頂系統(tǒng)，又稱綠色屋頂。主要由土層、覆蓋在土層上的植物、草坪以及樹木和結(jié)構(gòu)層（植物根阻攔層、排水層、防水層）組成。綠色屋頂是改善城市生態(tài)環(huán)境、減小徑流、凈化空氣、降低室溫、豐富城市景觀的一項(xiàng)重要措施。目前“精細(xì)型”綠色屋頂逐漸被“粗放型”綠色屋頂（更少的結(jié)構(gòu)材料、土層）所取代[8]。

4.2 透水鋪裝

通過在道路表面營(yíng)造孔隙（微孔或大孔），使得路面具有透水功能，從而形成透水路面。道路雨水徑流是面源污染的重要來源之一，減少?gòu)搅髁考纯蓽p少面源污染。透水鋪裝包括透水墊層、透水表層磚等結(jié)構(gòu)，通過透水鋪裝措施可大大改善道路雨水的滲透速度以及滲透總量，減少地表徑流量以及減少路面積水現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)徑流中懸浮顆粒物有較好的截留過濾作用[9]。

4.3 植被淺溝

植被淺溝是指在道路或者匯水分區(qū)內(nèi)的溝渠表層附上植被的一種施工措施，又稱為植草溝或植草渠。該技術(shù)措施在采用重力流方式收集雨水過程中通過植被和土壤的滲透攔截作用使雨水徑流污染得到控制。其開放式結(jié)構(gòu)非常適用于有一定坡降地勢(shì)的小匯水面源頭控制，也可作為匯流的輸送過程控制措施。由于在設(shè)計(jì)和布局上的靈活性以及價(jià)格優(yōu)勢(shì)，植被淺溝能夠被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境。

4.4 雨水花園

雨水花園，又稱植生滯留系統(tǒng)或下凹式綠地。其中有被樹葉覆蓋的地表層、以及地表覆蓋物之下的土壤層、多樣性植物和達(dá)到一定深度的徑流滯留區(qū)、進(jìn)水口、出水口以及溢流口。雨水花園可以通過一定的滲透過濾方式來對(duì)地表徑流的水質(zhì)以及水量進(jìn)行一定程度上的控制，對(duì)地表徑流中的污染物有一定程度上的攔截作用，經(jīng)過滲透過濾處理的地表徑流可對(duì)城市或者地塊區(qū)域的地下水有一定程度上的補(bǔ)充。

5 海綿城市今后發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今海綿城市理論已基本成熟，部分地區(qū)已進(jìn)行到試運(yùn)行階段，在今后發(fā)展過程中，海綿城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會(huì)不斷改進(jìn)，理念會(huì)逐步更新，來更加適應(yīng)我國(guó)實(shí)際情況，海綿城市的管理和維護(hù)也會(huì)不斷的智能化，隨著海綿城市的不斷發(fā)展和完善，傳統(tǒng)城市建設(shè)與發(fā)展理念會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，開發(fā)和建設(shè)都會(huì)崇尚遵循順應(yīng)自然、與自然和諧共處的低影響發(fā)展模式，在人、城市與其資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)人與自然、土地利用、水環(huán)境、水循環(huán)的和諧共處，海綿城市會(huì)將城市的建設(shè)與發(fā)展提升至新的高度。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)海綿城市理論的推廣以及LID設(shè)施的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用，我國(guó)海綿城市的管理和維護(hù)也會(huì)逐漸趨于成熟和完善。城市的面源污染以及洪澇災(zāi)害問題將得到進(jìn)一步緩解的同時(shí)水資源再生利用以及水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展將更進(jìn)一步。