海綿城市評價方法與應用研究

摘要：隨著改革開放的推進，城市用水成了普遍存在并且一直在加劇的問題，海綿城市已成為解決城市雨洪問題的重要理論和途徑，而指標體系則是海綿城市建設中實現(xiàn)規(guī)劃控制傳遞和實施評估的重要手段。針對當前相關指標體系缺少明確的邏輯框架致使指標間孤立、指標難以落實的問題，本文以遂寧市作為主要研究對象，引入可持續(xù)發(fā)展理論中的PSIR（壓力-狀態(tài)-影響-響應）框架，評價遂寧市海綿城市類型，建立相應評價指標體系，應用層次分析法（AHP）確定指標權(quán)重，構(gòu)建海綿城市評價模型，提高海綿城市建設的針對性，為“特類”的海綿城市建設提供有效指導。

關鍵詞：海綿城市;指標體系;PSIR框架;層次分析法

中圖分類號：X820 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-000-03

Abstract：With the advance of reform and opening up， urban water use has become a widespread and aggravating problem， sponge city has become an important theory and approach to solve urban rain flood problem， and index system is an important means to realize planning control transmission and implementation evaluation in sponge city construction.In view of the current lack of clear logical framework of the relevant indicator system， the indicators are isolated and difficult to implement，This paper takes Suining city as the main research object，PSIR （pressure-state-impact-response） framework in the theory of sustainable development is introduced，To evaluate the sponge city type of Suining city，Establishing correspond evaluation index system.After the weight is determined by AHP，the evaluation model of sponge city is established.The research content of this paper has improved the evaluation system of sponge city in different regions and improved the pertinence of sponge city construction，which can provide effective guidance for the construction.

Keywords：Sponge city; Index system ; PSIR framework; Analytic hierarchy process

1 研究背景

根據(jù)2017年中國水旱災害公報統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，城市洪澇造成218.72萬人受災，直接經(jīng)濟損失165.68億元，占本年GDP的26%。美國環(huán)境保護署（EPA）數(shù)據(jù)顯示[1]，降雨量發(fā)生在自然條件下的地面時僅有10%降雨量形成地表徑流，約50%的雨水會向地下滲透。而在城市建成區(qū)內(nèi)，僅有15%的降雨量可向地下滲透。

海綿城市（sponge city），指的是城市在面臨雨洪和干旱時分別能夠像海綿一樣，能夠吸收、保存并輸出雨水的能力[2]。國外雨洪管理起步較早，不管是在理論上還是在建設技術(shù)方面都已經(jīng)有較為豐富的成果。如北美地區(qū)為解決水質(zhì)、水量問題提出最佳管理措施（BMPs）[3];美國在BMPs的基礎上建立了低影響開發(fā)模式（LID）[4];英國為了維護水資源，促進水循環(huán)推行可持續(xù)排水系統(tǒng)（SUDS）[5];澳大利亞為保護水生態(tài)，減少生物滯留開展水敏感性城市設計（WUSD）[6];新西蘭為控制洪澇與污染物，推出低影響城市設計與開發(fā)（LIUDD）[7]等。海綿城市是國內(nèi)近幾年在吸收國外優(yōu)秀雨洪管理基礎上提出的概念，國內(nèi)對于海綿城市的研究多從不同用地類型出發(fā)，如：將城市地形劃分為：山地城市、平原城市、丘陵城市等進行分類研究;或以生態(tài)學為基礎保護生態(tài)系統(tǒng)完整性，提高城市環(huán)境效益進行研究;或?qū)⑺Y源視為城市問題進行探索，以解決城市內(nèi)澇及徑流污染問題進行研究;或作為城市功能要素從功能角度進行探究等。

綜合上述已有研究可知，目前的海綿城市的評價方法并不完善。本文則以遂寧市為對象，從海綿城市理論視角出發(fā)，考慮遂寧市水生態(tài)、水資源、水安全和水環(huán)境等條件，將遂寧市劃分為綜合協(xié)調(diào)型海綿城市，對海綿城市進行“特類”研究，以探求綜合協(xié)調(diào)型海綿城市評價指標體系及改進措施。

2 PSIR框架下海綿城市指標體系構(gòu)建的方法

2.1 PSIR框架下指標體系構(gòu)建

隨著城市化的推進，城市不斷建設導致對原有城市生態(tài)環(huán)境的改變，尤其是城市與水相關的環(huán)境。準確的因果關系給予指標體系的意義在于準確回溯關聯(lián)指標的變化，引入PSIR框架作為基礎支撐，通過框架為指標之間形成關聯(lián)的網(wǎng)絡。經(jīng)過PSIR框架的驅(qū)動，使各指標項按照其所屬功能進行劃分。

2.1.1 水生態(tài)

遂寧市生態(tài)優(yōu)越，但傳統(tǒng)的城市建設模式將生態(tài)格局打破，改變原有自然水文特征，水生態(tài)廊道硬質(zhì)化，導致城市水系自然凈化功能喪失。

2.1.2 水環(huán)境

遂寧市本地水資源匱乏，過境水資源較為豐富。涪江、瓊江水質(zhì)優(yōu)越，但隨著上游城市人類活動加劇，水環(huán)境承載能力加強，導致水質(zhì)污染加重，水環(huán)境現(xiàn)狀有待改善。

2.1.3 水資源

遂寧市近30年年平均降雨量935 mm，以中小降雨為主， 地表水資源為11.34億m?，人均年占有水資源量293m?，遠低于全國人均水平，水資源嚴重緊缺。

2.1.4 水安全

遂寧地勢為四周高中間低的丘陵地區(qū)，地形較明顯，溝谷河流縱橫交錯。2013年，該市遭受史上最強暴雨，全市最大降雨量達到569.3mm，市內(nèi)因地勢低洼，中心城區(qū)引發(fā)內(nèi)澇。

遂寧水生態(tài)優(yōu)越，年平均降水量相對充足，洪澇災害與城市供水短缺等問題均易發(fā)生，因此，將遂寧市劃定為綜合協(xié)調(diào)型海綿城市。根據(jù)《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》的要求，以水要素作為海綿城市建設的主要內(nèi)容，將海綿城市績效評價與考核指標分為：水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全這四個維度，并將四個維度內(nèi)容與PSIR框架進行矩陣耦合。

2.2 指標篩選與優(yōu)化

以“水”為關鍵詞，整理出與海綿城市建設相關的指標，并在整體框架下結(jié)合城市水資源、水環(huán)境、水安全和水生態(tài)因素形成遂寧市海綿城市指標體系框架。共選出評價指標27個。（表1）

將指標內(nèi)容按照類型耦合框架，在PSIR框架的可持續(xù)發(fā)展指標體系中，將環(huán)境造成的污染作為壓力，環(huán)境的現(xiàn)狀作為狀態(tài)，城市的社會狀況作為影響，城市所作出的政策措施作為響應。按照此矩陣耦合，指標優(yōu)化，得出遂寧市海綿城市指標體系的基本矩陣關系如下（表2）。

3 構(gòu)建評價指標體系模型

采用層次分析法（AHP）建立海綿城市評價指標體系。第一層為目標層（A），第二層為準則層（B），第三層為指標層面（C）。將每個層次各元素相對于上一對應層的重要性通過兩兩對比，做出相對應的判斷。為將重要性數(shù)量化，采用1-9及其倒數(shù)作為標度。由專家打分，構(gòu)建對于目標層綜合協(xié)調(diào)型海綿城市評價指標體系的準則層判斷矩陣，求得該評價指標的最終權(quán)重值（如表3）。

其中，K為海綿城市評價成效得分，k（i）為各項指標對應得分，w（i）為各項指標權(quán)重，n為指標個數(shù)。0≤K<0.25，海綿城市建設成效較差;0.25≤K<0.5，海綿城市建設成效一般;0.5≤K<0.75，海綿城市建設成效良好;0.75≤K<1，海綿城市建設成效優(yōu)秀。

依據(jù)國家相關標準與規(guī)范制定參考值。數(shù)值標準化為評價值=現(xiàn)狀值/標準值，得到評價指標的標準化后值（如表4）。

4 優(yōu)化改進策略

通過對遂寧市的海綿城市建設現(xiàn)狀進行評價，遂寧市海綿城市建設成效水平較高，但是海綿城市達標面積比例、地表水IV類以上水體比例、屋頂綠化率等處于較低水平，這也是我國海綿城市普遍面臨的問題。因此，在評估的基礎上，提出關于綜合協(xié)調(diào)性海綿城市建設優(yōu)化改進策略。

4.1 多用途集水

大型綜合集水設施與小型簡易集水設施并用。大型綜合集水設施與城市公共服務設施、綜合設施等共同建設，將水資源通過管渠或溝渠匯集，收集到集水設施中，起到存儲雨水的作用，緩解城市排水系統(tǒng)的壓力。該設施由政府統(tǒng)一建設與管理。小型簡易集水設施與居住小區(qū)等共同建設，在住宅屋頂、公共草坪底部等設置儲水池，收集到的雨水用于住區(qū)家庭用水或綠坪澆灌。

4.2 優(yōu)化路面種類

排水路面。通過雨水口利用雨水溝、雨水渠將部分引流至雨水花園或下沉式綠地內(nèi)，使城市排水路徑從雨水管道轉(zhuǎn)變?yōu)榫G地調(diào)蓄設施，強化雨水與綠地的聯(lián)系。也可將城市局部雨水調(diào)蓄池與城市市政用水管道相連，加強水資源利用。

蓄水路面。推廣雨水花園和海綿型綠地，通過建設雨水花園、下沉式綠地等措施，增強城市綠地系統(tǒng)，吸納雨水，為雨水儲蓄提供空間。此外，建設透水路面，能夠緩解城市“熱島”效應。

4.3 發(fā)展多種綠化

以城市綠地系統(tǒng)為主要載體，推行海綿型公共綠地建設，加強城市綠化的連通性，不但能夠推進遂寧市海綿城市建設進展，更能夠改善城市生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建遂寧市獨特的山水城市格局。

增設公共綠地。在遂寧市海綿城市建設中，應合理布置城市綠地，保護城市本土植被，最小化減少對自然水域的干擾。增加街道綠地、濱水綠地、綠化帶等公共綠化，將不同的綠地連接起來，降低不可滲透路面的連接性，增強綠地的聯(lián)通性。

綠化屋頂。借助市民力量發(fā)展屋頂綠化。綠化屋頂可蓄積50%以上的雨水資源，以暫存雨水，使整個區(qū)域的雨水調(diào)蓄能力得到增強。公眾參與是解決雨水利用問題的有效途徑之一。政府應積極推廣雨水利用教育，完善相關法律法規(guī)，使雨水利用和雨水污染控制等工作獲得公眾認可，促進海綿城市策略的順利實施。

參考文獻

[1]王海玲，劉旭軍，王浩正，王瓊珊.基于城市高密度地區(qū)的低影響開發(fā)規(guī)劃研究[J].中國給水排水，2013，29（12）：11-13.

[2]仇保興.海綿城市（LID）的內(nèi)涵、途徑與展望[J].現(xiàn)代城市，2015，10（04）：1-6.

[3]Public Law 92-500.Federal Water Pollution Control Act Amendents of 1972[S].

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[6]Water Sensitive Urban Design----A Stormwater Management Perspective. Lloyd，S.D，Wong T.H.F，Chesterfield，C.J. Industry Report . 2002.

[7]Low Impact Urban Design and Development：scope，founding principles and collaborative learning. van Roon，M.R，Greenaway，A，Dixon，J.E.et al. Proceedings of the Urban Drainage Modelling and Water Sensitive Urban Design Conference ， 2006.

收稿日期：2019-08-28

作者簡介：羅南會（1994-），女，現(xiàn)為西南科技大學土木工程與建筑學院碩士研究生，研究方向為城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法。