海綿城市建設(shè)規(guī)劃思路及策略

莫操湖 陳哲夫 張航

摘要：指出了生態(tài)文明宜居可持續(xù)發(fā)展建設(shè)始終貫穿著我國城市建設(shè)的過程。隨著城市化的快速發(fā)展和極端天氣的頻發(fā)，伴隨著一系列的城市化問題，如城市內(nèi)澇、水體污染、水資源短缺、熱島效應(yīng)等，嚴(yán)重影響了現(xiàn)代社會的發(fā)展。針時此現(xiàn)象，結(jié)合海綿城市的理念，對湖南省常德市提出了建造海綿城市的構(gòu)想：通過控制雨水徑流，恢復(fù)城市原始的水文生態(tài)特征，使其地表徑流盡可能地達(dá)到開發(fā)前的自然狀態(tài)，恢復(fù)“海綿體”，構(gòu)建“海綿體”網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：海綿城市;海綿體;規(guī)劃及策略

中圖分類號：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0206-04

1引言

隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，城市逐漸興起。城市發(fā)展到一定規(guī)模時，城市人口密集、工廠及車輛排熱、居民生活用能的釋放等給城市帶來諸多不良效應(yīng)，對人們的生產(chǎn)、生活造成了很大的不便。城市建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間也存在著一種矛盾：城市土地利用與環(huán)境保護(hù)的矛盾。原有良好的生態(tài)環(huán)境遭到破壞，城市的內(nèi)澇問題，水質(zhì)性缺水問題成為該城市面臨的重大難題。

海綿城市像海綿一樣，可自動蓄水、放水，使城市能夠在環(huán)境氣候大幅度變化的時候，應(yīng)對偶然出現(xiàn)的自然災(zāi)害等方面問題產(chǎn)生一種良好的“彈性”功能，在其彈性功能的影響下，可以改善城市的水環(huán)境的質(zhì)量，提高城市的水生態(tài)的功能。

為了應(yīng)對城市化過程中出現(xiàn)的相應(yīng)的內(nèi)澇問題，從控制徑流峰值和控制面源污染方面進(jìn)行研究，為海綿城市的建設(shè)與實施提供基礎(chǔ)性建議。以浙江省寧波杭州灣新區(qū)為研究對象，對其現(xiàn)狀城市的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行分析，針對新區(qū)發(fā)展面臨的問題，制定了海綿城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系和多專業(yè)融合的建設(shè)策略…。崔廣柏等曾探討過海綿城市與流域控制的相互關(guān)系以及流域控制的基本措施。德國城市完備的水網(wǎng)建設(shè)以及美國的LID理念都給海綿城市建設(shè)提供了方法。

但是，目前“海綿城市”的建設(shè)與發(fā)展還在摸索前進(jìn)過程中。本文以常德市為例，針對城市新區(qū)或是老區(qū)的建設(shè)與改造，提出相應(yīng)的策略。

2研究區(qū)概況

常德市位于湖南省西北部，其中資水流域流經(jīng)此地南面，最后注入洞庭湖（圖1），河流數(shù)量多，水網(wǎng)密布，水量充沛。其地勢西北高東南低，北、西、南三面環(huán)山，東部平原湖泊密布，是江南著名的“魚米之鄉(xiāng)”;氣候特征：常德市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，降水充足，氣候溫濕。四季多雨水天氣，氣候典型特征是易澇易旱。

3現(xiàn)狀分析及存在問題

3.1常德市海綿城市建設(shè)概況

2008年，常德市引人海綿城市理念，對雨水、污水、地下水等資源進(jìn)行全面的綜合與分析利用，7年后，常德市正式成為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)之一，通過無水分離、公園和道路改造、控制地表徑流等技術(shù)，在建設(shè)方面取得了部分建設(shè)成果。

3.2存在的問題

3.2.1水系紊亂，洪澇災(zāi)害頻發(fā)

城市最初的建設(shè)未考慮所帶來的負(fù)面影響，即僅僅考慮地上作業(yè)的建成，大部分的下墊面都是不透水的模式，同時受“雨島效應(yīng)”的影響，致使水系紊亂，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。

3.2.2城市排水系統(tǒng)不完善

常德是一座古城，原有排水工程建設(shè)項目的目的較為直接簡單，沒有相應(yīng)的規(guī)劃措施，老式的排水規(guī)劃很難適應(yīng)當(dāng)前快速的城市發(fā)展建設(shè)模式。在后期建設(shè)的過程中，排水管道分散，新老管道交錯分布，難以形成完善的排水系統(tǒng)。降雨量較大時，便會出現(xiàn)各種水問題。

3.2.3地面大面積硬化，地表徑流難入河道

常德的城市建設(shè)使用大量的不透水材料，雖延長了混泥土地面的壽命，但使城市土地失去了蓄水的功能，使得地表徑流加大，導(dǎo)致河流水位快速上漲，城市街道也成了“蓄水池”，不利于城市的長遠(yuǎn)建設(shè)發(fā)展。

顯然，要解決上述問題，同時要避免城區(qū)的綜合水問題，必須采用海綿城市的建設(shè)方式，通過生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，海綿設(shè)施布局等手段，最大限度地降低城區(qū)的徑流系數(shù)，減少徑流污染，改善城市熱島效應(yīng)：

4建設(shè)規(guī)劃思路及總體目標(biāo)

我國在海綿城市建設(shè)方面比國外的海綿城市建設(shè)的時間要晚。在此基礎(chǔ)上，我國的海城市建設(shè)可在借鑒他國經(jīng)驗的同時，因地制宜，創(chuàng)新發(fā)展，打造新的技術(shù)發(fā)展路線，創(chuàng)造出擁有自己獨(dú)特文化的海綿城市建設(shè)。

4.1海綿城市建設(shè)規(guī)劃思路

針對常德市的自然特征與存在的水質(zhì)問題，根據(jù)常德市景觀格局、生態(tài)格局、水系連通性及海綿體方面進(jìn)行分析，描述出海綿城市建設(shè)總體目標(biāo)，以目標(biāo)為導(dǎo)向，最終制定海綿城市建設(shè)的相應(yīng)策略。

4.1.1常德市景觀格局

常德市景觀格局復(fù)雜多樣。從常德市土地利用景觀格局方面來說，常德市主要以林地和耕地為主，海綿城市建設(shè)下的景觀格局很大程度上受到這些基礎(chǔ)用地的影響，考慮城市的交通道路及人行道所占比重較大，海綿城市建設(shè)可對其進(jìn)行研究。

4.1.2常德市生態(tài)格局

常德市的生態(tài)格局主要從自然環(huán)境、生物環(huán)境、人文環(huán)境來評估。

根據(jù)雨量充足、林地資源豐富、生物多樣性復(fù)雜的生態(tài)特點(diǎn)。在海綿城市建設(shè)過程中，不宜大量毀壞常德的生態(tài)環(huán)境，維護(hù)城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4.1.3常德市水系連通性

水系連通性主要是指大小河流相互之間的流通情況。常德市區(qū)域內(nèi)主要有沅江、穿紫河等，大小支流縱橫交錯，水系連通性較好。區(qū)域內(nèi)有柳葉湖、白馬湖等天然湖泊，各地區(qū)的水資源豐富，供大于求。在海面城市的建設(shè)中，應(yīng)有效地保護(hù)原有復(fù)雜的河網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行開發(fā)利用。

4.1.4常德市海綿體特性

“海綿體”是生態(tài)環(huán)境的組成部分，同時也包括各種基礎(chǔ)設(shè)施。在海綿體建設(shè)的過程中，加大生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)，對不合理的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行更改。

4.2海綿城市建設(shè)總體目標(biāo)

著重以海綿城市為抓手，①改造常德市新老區(qū)，并適應(yīng)海綿城市的發(fā)展理念尤為重要;②規(guī)劃常德市新區(qū)從長遠(yuǎn)出發(fā)，避免產(chǎn)生二次改造;③把常德市目前的功能分區(qū)與空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體規(guī)劃：減少因城市建設(shè)而出現(xiàn)的城區(qū)與鄉(xiāng)村交錯分布，經(jīng)濟(jì)發(fā)展混亂的局面，著重打造功能分區(qū)明顯，空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生態(tài)文明城市;④提升城市的綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)格局：實現(xiàn)常德市民生產(chǎn)生活污水“零排放”的生態(tài)經(jīng)濟(jì)格局，形成社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的模式;⑤改善城市環(huán)境和微氣候，減少環(huán)境污染，以及微氣候帶來的不良影響，依據(jù)常德市水資源豐富的情況，將常德市塑成造獨(dú)特的“綠色水城”形象。

5海綿城市建設(shè)策略

5.1注重生態(tài)功能?！昂＞d體”的保護(hù)與建設(shè)

5.1.1海綿城市下，自然環(huán)境的保護(hù)

隨著常德市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，常德市用地面積由原來的10km²的規(guī)模發(fā)展成50km²以上，周邊的生態(tài)用地也逐漸變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，失去了原有的生態(tài)功能。海綿城市建設(shè)的原則是遵循生態(tài)優(yōu)先，具有滲、滯、蓄、凈、用、排功能的“海綿體”在海綿城市建設(shè)中有著重要的意義。因此在建設(shè)中，首先應(yīng)該對“海綿體”進(jìn)行保護(hù)。相對于“人工建設(shè)的海綿體”而言，原生海綿體具有“范圍廣、易修復(fù)、耗費(fèi)少”的特點(diǎn)。常德市有柳葉湖等天然的大型水域，也有外灘公園等寬廣綠地，這些作為常德市的重要原有“海綿體”在城市建設(shè)規(guī)劃中應(yīng)作為“紅線”進(jìn)行保護(hù)，對于生活、工廠的污水排放進(jìn)行嚴(yán)格地控制。在保護(hù)的同時充分進(jìn)行開發(fā)，展現(xiàn)其自然美，為城市添一抹綠。

5.1.2原生“海綿體”基礎(chǔ)上的“海綿體”建設(shè)

建設(shè)“生態(tài)浮島”。河流、湖泊都有自我修復(fù)的上限，當(dāng)超過這個上限時則會出現(xiàn)一系列水問題。根據(jù)這一特點(diǎn)在水域中建設(shè)“生態(tài)浮島”，它具有抑制藻類、改善水質(zhì)、綠化環(huán)境的特點(diǎn)。滲水地磚的鋪設(shè)：公園具有地形崎嶇，高低起伏的特點(diǎn)。不透水地面的大量鋪設(shè)會引起雨水湍流，而滲水地磚能很好解決這一問題。公園生態(tài)植草溝的建設(shè)：生態(tài)植草溝的建設(shè)可使雨水徑流中的多數(shù)懸浮顆粒污染物和部分溶解態(tài)污染物有效的去除。根據(jù)公園的坡面可隨著植物建設(shè)小型溝壑，在對于雨水緩流的同時也能為植物進(jìn)行儲水。

保護(hù)和建設(shè)“海綿體”對海綿城市的建設(shè)具有重要的意義，對人們的生活質(zhì)量也有極大提高，在保護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行因地制宜的建設(shè)使得城市環(huán)境問題更快、更有效的解決。

5.2建立完備的“雨水中央系統(tǒng)”

5.2.1建立完善的城市排水管道

對原始的管道進(jìn)行排查，更換陳舊管道，重新規(guī)劃不合理的管道網(wǎng)絡(luò);對干管道中的淤泥進(jìn)行清理，避免管道堵塞，導(dǎo)致雨水泛濫。再者控制徑流污染，對城市的污水與干凈的水進(jìn)行分流，實現(xiàn)污水的初步處理，減少后期污水處理帶來的各種環(huán)境問題。

5.2.2建立海綿城市的“中央雨水系統(tǒng)”

作為一個降水充足，雨季時間長的城市，容易超過河流的徑流峰值，造成洪災(zāi)。為了解決這一問題，將不同大小的湖泊、公園劃分成不同的等級，建立“中央雨水系統(tǒng)”，通過市政管道、地表水溝將一部分的雨水收集到湖泊、公園中。這一做法可延長匯流路徑，降低洪峰峰值，為主河道減輕負(fù)擔(dān)，并且增大湖？泊、公園的儲水量，避免旱季干涸現(xiàn)象，同時也為周邊用水提供了方便，解決調(diào)水難的問題。在局部地區(qū)，依舊可以實行“中央雨水系統(tǒng)”，建立小型的雨水儲蓄站，如下沉式綠地、雨水花園、植草溝等。

5.3因地制宜。根據(jù)不同區(qū)塊綠化處理

對于每座城市而言，它都有自己獨(dú)特的工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)。每一個區(qū)塊都有自己區(qū)塊的方向與問題。在海綿城市的建設(shè)過程中，應(yīng)該因地制宜，把握每個區(qū)塊的主要問題。

（1）通過海綿城市減少工業(yè)區(qū)“雙廢”毒害，工業(yè)區(qū)在生產(chǎn)的過程中會有一些污染氣體與廢水的排放。在解決不達(dá)標(biāo)工廠的前提下，采取生態(tài)調(diào)控，種植植被進(jìn)行廢氣吸收，建設(shè)“生態(tài)浮島”對污水進(jìn)行進(jìn)化。工業(yè)區(qū)的生態(tài)建設(shè)，改變了工業(yè)區(qū)的傳統(tǒng)面貌也使工業(yè)區(qū)的空氣和水質(zhì)質(zhì)量得到極大改善。

（2）通過海綿城市改善商業(yè)區(qū)空氣環(huán)境，大量汽車排放的尾氣是造成城市“熱島效應(yīng)”的罪魁禍?zhǔn)?。考慮到商業(yè)區(qū)土地緊缺，植被覆蓋率低，在街區(qū)種植可吸收廢氣的小型植物是很有必要的，這些占地面積小的植物不僅為城市改善空氣質(zhì)量還提高了商業(yè)區(qū)的魅力與品味。

（3）通過海綿城市提高住宅區(qū)生活質(zhì)量，作為生活的住宅區(qū)則以提高生活質(zhì)量為主，小區(qū)內(nèi)部打造小型生態(tài)公園，給住民提供一個舒適的生活場所。小區(qū)外部在空間允許的情況下種值一定的綠化帶，起到減噪吸塵的效果?！逗＞d城市建設(shè)技術(shù)指南》中提出建設(shè)“綠色建筑”，充分利用城市屋頂區(qū)域，改造成“綠色屋頂”，不僅可以保溫隔熱，還可緩解雨水屋面溢流，保護(hù)屋頂建材的功能。城市的綠化是海綿城市必經(jīng)之路，因地制宜，不同區(qū)塊具有針對性的綠化使得問題更好解決、和諧城市更快建成。

5.4減低不透水層，解決道路集水問題

道路作為城市的“血脈”，是海綿城市建設(shè)中的一大重點(diǎn)。傳統(tǒng)道路采用不透水材料，使地面硬化，土壤吸水能力下降，不利于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。海綿城市下的路面則是利用透水地磚與透水混泥土等透水材料，減低不透水層的覆蓋面積，這種做法在人行道以及公園等等級較低的路段具有顯著而實用的效果。但應(yīng)用于高等級的國道、省道，在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)情況下是有一定的困難的。考慮到不透水層易形成地表徑流，在地勢低洼處形成匯流，通過遙感影像獲取DEM地形圖，利用Ar-chydro表面分析得到道路交集點(diǎn)與匯流點(diǎn)，將地形與匯流量相結(jié)合的匯集區(qū)進(jìn)行分級，在等級高集水多的地段采用市政管道進(jìn)行雨水的及時排放，而等級低集水少的地段采用下沉式綠地進(jìn)行土壤自我吸收，保障生態(tài)環(huán)境。

6結(jié)語

生態(tài)、文明、宜居、可持續(xù)發(fā)展建設(shè)理念始終貫穿著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，而海綿城市建設(shè)又是實現(xiàn)其目標(biāo)的一種重要的手段城市，一個城市建設(shè)的發(fā)展也離不開生態(tài)系統(tǒng)的重塑再生。保護(hù)原生生態(tài)是基本任務(wù)，建設(shè)和諧城市、完善生態(tài)環(huán)境是首要目標(biāo)，因地制宜、針對性處理具體方法。堅持可持續(xù)發(fā)展的道路，將城市與生態(tài)結(jié)合發(fā)展是常德市必經(jīng)之路。