蘭州市構(gòu)建“海綿城市”的可行性探析

楊蕾 吳展齊

[摘 要] 甘肅省蘭州市“海綿城市”的建設(shè)基本解決了城市雨洪災(zāi)害，并為解決城市水資源不合理運(yùn)用問題提供了新方式。經(jīng)過對“海綿城市”建設(shè)的不斷實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn)，要想最大限度地發(fā)揮“海綿城市”優(yōu)勢，就要采取因地制宜的方式，根據(jù)城市自身不同的人文、地理特點(diǎn)制定出最符合本城市的“海綿城市”建設(shè)方針，從而改變該城市以往的生態(tài)環(huán)境，統(tǒng)籌兼顧地解決城市地下水系統(tǒng)和水資源利用等問題。

[關(guān)鍵詞] “海綿城市”;可行性;蘭州市

[中圖分類號] TU992 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）03-74-3

“海綿城市”的建設(shè)是解決城市內(nèi)澇災(zāi)害最為有效的執(zhí)行方案。本文將對甘肅省蘭州市的城市構(gòu)造、人文、地理特點(diǎn)以及土壤類型、流域特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，探討建設(shè)“海綿城市”對蘭州市發(fā)展的重要意義以及“海綿城市”建設(shè)的可行性。在建設(shè)海綿化城市的進(jìn)程中將會出現(xiàn)許許多多不可預(yù)測的難題，我們可以運(yùn)用低影響開發(fā)理念，積極推行房屋綠化、雨水花園、透水鋪裝、植被淺溝4項(xiàng)基本工程技術(shù)措施，致力解決雨水資源不合理運(yùn)用、立體綠化、房屋綠化等城市問題，從根本上解決蘭州市城市雨洪災(zāi)害，構(gòu)建理想的“海綿城市”。

1 “海綿城市”的內(nèi)涵

2012年在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，海綿城市概念在我國首次被提出。此后《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——開發(fā)構(gòu)建低影響雨水系統(tǒng)》中闡述了什么是“海綿城市”[1]?！昂＞d城市”是指該城市對水資源的合理化運(yùn)用，當(dāng)城市水資源充足時(shí)對天然水進(jìn)行吸水、蓄水、凈水、滲水等，當(dāng)城市水資源短缺時(shí)再將儲存好的水資源進(jìn)行“釋放”并加以利用，使得該城市具有良好的“彈性”?！昂＞d城市”建設(shè)完美契合了我國生態(tài)優(yōu)先、可持續(xù)發(fā)展的基本原則，使自然措施與人工措施相互融合，強(qiáng)化對城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理，完善城市的生態(tài)環(huán)保系統(tǒng)。不僅如此，“海綿城市”還可以有效控制雨水徑流，充分發(fā)揮建筑、道路、綠地等城市設(shè)施對雨水的吸納、蓄滲、釋放作用，是預(yù)防城市洪澇災(zāi)害的重要措施之一。

2 建設(shè)“海綿城市”對蘭州市發(fā)展的重要意義

2.1 蘭州市城市概況與建設(shè)可行性

蘭州市處于我國西北地區(qū)、甘肅省中部地帶，是甘肅省的省會城市，同時(shí)也是國務(wù)院批準(zhǔn)確定的中國西北地區(qū)重要的工業(yè)基地和綜合交通樞紐，是西部地區(qū)的重要發(fā)展城市之一和絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上的重要節(jié)點(diǎn)城市之一。蘭州市位于黃河上游，該地帶地質(zhì)的90%都是黃土土壤，不僅如此，自重濕陷性土壤分布比較廣泛，形成的地基濕陷等級較高。蘭州市具有全年日照充足、溫差較大、降雨量極不穩(wěn)定、蒸發(fā)強(qiáng)度大等氣候特點(diǎn)，夏季降水量幾乎占據(jù)全年降水量的50%。夏季多為暴雨突發(fā)季節(jié)，常出現(xiàn)短時(shí)間的強(qiáng)對流天氣，并伴有雷雨大風(fēng)出現(xiàn)，極易造成城市道路積水，導(dǎo)致路面淤積、塌方、積水泡車等，形成城市內(nèi)澇災(zāi)害[2]?！笆濉币詠?，為了改變此類狀況，蘭州市秉承科學(xué)發(fā)展觀和生態(tài)環(huán)保建設(shè)理念，結(jié)合城市自身建設(shè)特點(diǎn)，提出了一系列解決方針。

2.2 建設(shè)“海綿城市”對蘭州市發(fā)展的重要意義

“海綿城市”建設(shè)需要該城市各個(gè)部門統(tǒng)籌兼顧、通力合作。在對蘭州市進(jìn)行“海綿城市”建設(shè)的過程中，涉及城市規(guī)劃、園林設(shè)計(jì)、國土規(guī)劃、資源管理和生態(tài)環(huán)保等眾多部門，致力解決雨水資源不合理運(yùn)用、立體綠化、房屋綠化等城市問題。

蘭州市所處地形狹窄，城市分區(qū)被黃河穿過，形成了“南北兩山夾一河”的地形格局。對蘭州段的黃河流量與含沙量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，年平均流量為894 m3/s，8月豐水期的平均流量為1 314 m3/s，3月枯水期的平均流量為520 m3/s，全年平均含沙量為1 kg/m3，最大含沙量為98 kg/m3。由此可見，黃河蘭州段流域具有水流流速快、含沙量大等特點(diǎn)。

蘭州市建筑歷史悠久，在“海綿化城市”建設(shè)過程中，需要面對蘭州市內(nèi)大規(guī)模參差不齊、破爛老舊的污水與雨水排水系統(tǒng)，蘭州市政府應(yīng)盡快安排部署對各大排水管道進(jìn)行隱患排查，并及時(shí)更換更大口徑的高質(zhì)量污水管道，在做好雨水回收與污水綜合處理的同時(shí)，加強(qiáng)對水資源的循環(huán)利用[3]。站在城市可持續(xù)發(fā)展的角度，“海綿城市”的建設(shè)有利于改善蘭州市城市建設(shè)：第一，加大對地下水管道的建設(shè)力度，增加管道數(shù)量，將道路開發(fā)和遇水塌陷等安全隱患的發(fā)生率降至最低;第二，增加城市綠化面積，選取立體綠化和房屋綠化作為城市綠化試點(diǎn)工程，對城市建筑密度和建筑容積率進(jìn)行合理把控，嚴(yán)格監(jiān)控城市建筑施工現(xiàn)場改善城市熱島效應(yīng)，解決風(fēng)污染，營造良好的空氣環(huán)境;第三，廣場、道路、操場等公共設(shè)施要采用滲水性較好的材料建筑磚塊，防止暴雨天氣過后出現(xiàn)城市積水現(xiàn)象。另外，路基塌陷是由于黃土濕陷所造成的，對于地基濕陷等級較高的蘭州市來說，路基沉陷現(xiàn)象屢見不鮮。為此，市政府需要對黃土地質(zhì)的路基塌陷進(jìn)行防治調(diào)查，高度關(guān)注雨水下滲問題，對相關(guān)資料進(jìn)行收集并調(diào)查研究，掌握黃土地質(zhì)路段塌陷的原理機(jī)制、塌陷條件、影響要素等，科學(xué)系統(tǒng)地提出路基塌陷的應(yīng)對措施和挽救方案[4]。對于蘭州市路基塌陷導(dǎo)致地下水資源流失問題，要有針對性地提出解決措施，完善路基塌陷防排水技術(shù)，及時(shí)對周邊地區(qū)地下水管道進(jìn)行檢查維修，時(shí)刻關(guān)注管道漏水現(xiàn)象，改善蘭州市逢雨必澇的現(xiàn)狀。

3 蘭州市建設(shè)“海綿城市”所面臨的挑戰(zhàn)

3.1 實(shí)現(xiàn)城市全面“海綿化”

小規(guī)模的“城市海綿化”難以解決整個(gè)蘭州市的城市內(nèi)澇現(xiàn)象。對全國首批進(jìn)行“海綿化”的試點(diǎn)城市進(jìn)行調(diào)查顯示，在15個(gè)試點(diǎn)城市中，有7個(gè)試點(diǎn)城市再次出現(xiàn)城市內(nèi)澇現(xiàn)象：在近期歸入的30個(gè)試點(diǎn)城市中，又有14個(gè)城市再現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害，比重將近為50%。此類現(xiàn)象不禁引人深思，為何已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“海綿化”的城市頻頻出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害。經(jīng)專家調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，試點(diǎn)城市之所以會再次出現(xiàn)城市內(nèi)澇災(zāi)害，原因主要包括2個(gè)方面：一方面，“海綿化”建設(shè)工程試點(diǎn)時(shí)間有限，部分項(xiàng)目還在考察規(guī)劃、項(xiàng)目啟動當(dāng)中;另一方面，“城市海綿化”建設(shè)工程是一項(xiàng)系統(tǒng)化建設(shè)工程，大部分試點(diǎn)城市的“海綿化”建設(shè)規(guī)模在25 km2左右，小規(guī)模的“城市海綿化”建設(shè)區(qū)根本無法解決城市整體的內(nèi)澇現(xiàn)象。

3.2 已建成城區(qū)改造難度大，職能部門對建設(shè)內(nèi)容不了解

在“海綿城市”的整體建設(shè)進(jìn)程中存在許許多多已經(jīng)建成的老舊城區(qū)，這些老舊城區(qū)由于建筑老舊，年老失修，經(jīng)常出現(xiàn)城內(nèi)積水現(xiàn)象。在對這些老舊城區(qū)進(jìn)行“海綿化”改造時(shí)會遇到進(jìn)行房屋綠化后與其他部門政策產(chǎn)生沖突等現(xiàn)象，或引發(fā)住戶不滿情緒。當(dāng)前，蘭州市一些職能部門對于“海綿城市”的建設(shè)內(nèi)容尚不了解。由于各個(gè)城市的人文、地理特點(diǎn)不同，“城市海綿化”建設(shè)目標(biāo)與實(shí)施方式不同，難以汲取自身有用的經(jīng)驗(yàn)，無異于“摸著石頭過河”。

3.3 改造規(guī)模大，資金投入高

蘭州市要想實(shí)現(xiàn)全方位的“城市海綿化”，勢必需要高額的資金投入。城市規(guī)劃部部長曾透露“城市海綿化”建設(shè)投資預(yù)計(jì)為1.0億～1.5億元/km2，地基濕陷等級高地區(qū)則有可能達(dá)到2.05億元/km2。這些高額的資金投入，不僅僅需要中央政府的財(cái)政補(bǔ)助，更需要社會中大資本家的積極參與[5]。社會中大部分企業(yè)對“城市海綿化”建設(shè)存在一定的認(rèn)識誤區(qū)，社會人群普遍認(rèn)為該工程項(xiàng)目具有技術(shù)門檻高、收入回報(bào)少、后期風(fēng)險(xiǎn)不明確等諸多弊端。此外，各大企業(yè)對“城市海綿化”建設(shè)投資存在一定的顧慮。

4 攻破“海綿城市”建設(shè)難點(diǎn)的措施

低影響的開發(fā)理念是以模擬自然環(huán)境水文條件作為基礎(chǔ)，采用對自然環(huán)境源頭進(jìn)行控制的先進(jìn)理念方式，實(shí)現(xiàn)對自然雨水的控制與利用。我國建設(shè)“海綿城市”的主要理念就是以低影響開發(fā)理論作為基礎(chǔ)所提出的，可以理解為對城市雨水資源進(jìn)行重復(fù)利用并進(jìn)行城市開發(fā)建設(shè)的過程[6]。為此，結(jié)合其他城市的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)主要推行房屋綠化、雨水花園、透水鋪裝、植被淺溝4項(xiàng)工程技術(shù)措施。

4.1 房屋綠化

房屋綠化是指對不同種類的建筑物體如立交橋面、構(gòu)筑物面、天臺或者陽臺的向光面進(jìn)行花草樹木的種植，實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、營造綠色空間的目的。對房屋進(jìn)行綠化不僅僅可以起到綠化環(huán)境的作用，還可以通過種植綠色植物實(shí)現(xiàn)土壤蓄水層的吸收和過濾作用，從而有效地減少城市路面徑流量，提高徑流水質(zhì)質(zhì)量。在房屋綠化實(shí)施過程中，應(yīng)重點(diǎn)考察當(dāng)?shù)氐慕邓闆r、樓屋結(jié)構(gòu)和適合本地區(qū)生長發(fā)育的綠色植物。故在實(shí)施房屋綠化之前，要根據(jù)蘭州市多雨的氣候特點(diǎn)和適宜生長的植被，因地制宜地規(guī)劃符合蘭州市城市特點(diǎn)的綠化方案。

4.2 雨水花園

雨水花園是低影響開發(fā)過程中最為重要的一項(xiàng)自然雨水收集技術(shù)措施，主要是由種植的綠色植物來實(shí)現(xiàn)城市對初期自然雨水的收集、過濾、凈化功能。雨水花園通常建設(shè)在城市中心地勢較為低洼的地帶，現(xiàn)如今已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在居民小區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等不同功能地帶。雨水花園具有眾多優(yōu)勢，如建設(shè)成本低、便于維護(hù)管理、易與當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^和人造景觀相互融合等。蘭州市的土壤類型為濕陷型，黃土土層較為深厚，土壤具有較好的滲透性，為自然雨水的儲存提供了較為廣闊的空間。建設(shè)一定規(guī)模的雨水花園，可以在很大程度上減少自然雨水的徑流總量，從而減輕城市道路路面的徑流污染。

4.3 透水鋪裝

透水鋪裝又稱為透水道路，是一種兼具環(huán)保性、生態(tài)性的道路建設(shè)類型，是指將孔隙率較高、透水透氣性較好的建筑材料應(yīng)用于建筑路面。路面硬化與城市綠環(huán)面積不足是導(dǎo)致蘭州市城市內(nèi)澇災(zāi)害的主要因素之一，因此在“海綿城市”建設(shè)過程中對道路進(jìn)行透水鋪裝是極為必要的。道路鋪裝建設(shè)材料主要采用生態(tài)混凝土，這種材料可以有效地使雨水快速滲入地下，對地下水源進(jìn)行補(bǔ)充，從而緩解城市熱島效應(yīng)[7]。生態(tài)混凝土不僅可以透水，而且可以透氣，使得城市建筑道路冬暖夏涼，為蘭州市居民營造出適宜的生活環(huán)境。

4.4 植被淺溝

植被淺溝是指在地表淺溝中種植綠色植被，可以截留雨水并滲入土壤層中，是一種傳輸雨水并利用植被凈化雨水的綠化設(shè)施。雨水流入植被淺溝，通過根系滲入植被土層，增加地下水容量，并且與城市的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)相互鏈接，提高了雨水的利用效率。同時(shí)，植被淺溝表面一般利用種草進(jìn)行覆蓋，美化城市環(huán)境，凈化雨水資源，還可以調(diào)節(jié)附近的局部氣候。

5 結(jié)語

建設(shè)“海綿城市”是預(yù)防城市洪澇災(zāi)害的重要措施之一，同時(shí)是城市發(fā)展過程中新興理念與城市化形態(tài)相互融合的必然結(jié)果，蘭州市推行“城市海綿化”是該城市發(fā)展的必然要求。在構(gòu)想建設(shè)過程中，必須要堅(jiān)持綠色生態(tài)的發(fā)展觀念，遵循人與自然和諧發(fā)展。要想最大限度地發(fā)揮“海綿城市”優(yōu)勢，就要采取因地制宜的方式，根據(jù)蘭州市的城市構(gòu)造、人文和地理特點(diǎn)，制定最符合本城市的“海綿城市”建設(shè)方針，從而改變該城市以往的生態(tài)環(huán)境，統(tǒng)籌兼顧地解決城市地下水系統(tǒng)和水資源利用等問題。

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