基于海綿城市技術的城市設計研究

常金龍

(固原市建筑管理站 寧夏固原 756000)

1 海綿城市概念產(chǎn)生的背景

我國今天城市的發(fā)展是前所未有的，然而，隨之而來的是我國越來越多的各級城市遭受反復的暴雨洪澇災害，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化。造成這些問題的主要原因如下：

（1）城市防滲面積比例迅速擴大。隨著城市人口的發(fā)展和擴張，人們對城市硬化越來越癡迷，人們將原來裸露的路面一勞永逸地封閉起來，解決了交通、揚沙、健康等問題。但這樣一來，我們卻讓原來的土地呼吸戴著一個緊閉的面具，雨水不能順利地滲透，一旦暴雨來襲，就會形成大量的暴雨徑流，同時縮短雨水四處蔓延的時間，進而引發(fā)內(nèi)澇。

（2）城市排水系統(tǒng)的原因。城市大部分污水管網(wǎng)存在不同程度的網(wǎng)絡老化、維護性投資等問題。甚至像北京這樣的城市也會遇到大暴雨發(fā)生內(nèi)澇，甚至導致人員死亡這樣的后果。雖然，中央和地方政府都意識到了這一問題，但由于市政排水問題由來已久，不能指望在短時間內(nèi)全部解決。市政排水系統(tǒng)的建設與一個城市的地形、水文、地質(zhì)、氣候、城市規(guī)劃密切相關，應該結合各個城市的實際情況，提供一攬子解決方案。

圖1 宋代贛州市福壽溝排水系統(tǒng)

（3）缺乏相關法律法規(guī)。雖然大家都知道生態(tài)城市、宜居城市的好處，但在實際建設中，無論是地方政府的管理者還是開發(fā)商的實際運作，都會因為一些看得見的短期效益而破壞城市生態(tài)。如經(jīng)常發(fā)生的一種情況是，一塊居住用地內(nèi)有一片自然形成的濕地，開發(fā)商都是以“湖光山色”的名義，出售第一批房屋，等第一批業(yè)主入住后，原來的濕地已經(jīng)被開發(fā)商填平準備建設第二個項目。業(yè)主維權時會發(fā)現(xiàn)，由于濕地面積太小，所以沒有在規(guī)劃的保護區(qū)范圍內(nèi)劃界。但事實上，一個城市的天然水庫就是由這些小塊，遍布城市的各個角落的池塘、河流、運河等組成的。

2 海綿城市的相關概念

顧名思義，海綿城市是指整個城市被描述為一塊海綿。下雨時，城市會產(chǎn)生吸水、滲水和蓄水的作用。在我國，供水大多來自降雨，降雨對我國大部分城市，特別是南方地區(qū)來說，卻往往是雨災，它會增加城市地表徑流，造成城市內(nèi)澇，污染自然水體。海綿城市，首先是對周邊自然水體影響較小，海綿城市本身的概念起源于低影響設計或開發(fā)（LID）；其次，海綿城市可以保持雨水，讓水循環(huán)。我國水資源不僅在地理上分布不均，甚至在同一個城市也因季節(jié)和時間的不同而存在很大差異，以我國長江中下游地區(qū)為例，夏季干旱、高溫與暴雨交替，如果下雨，大部分雨水會被收集起來，凈化成中水甚至飲用水，對保護我國的用水意義重大。

建設海綿城市，參與城市設計建設的建筑師、規(guī)劃師、設計師、市政給排水工程師、景觀設計師等各個階段的工作，必須相互協(xié)調(diào)，共同完成宏偉藍圖。因此，海綿城市的概念必須深入到城市設計的每一個專業(yè)上。

圖2 新型停車場結構

圖3 綠色屋頂

2.1 城市規(guī)劃設計

城市規(guī)劃是城市建設各項工作的前提。在總體規(guī)劃中，必須明確天然水體的保護和利用，同時也要保護人工池塘、人工湖等水體，因為它們也起到了滯洪和降雨入滲的作用，客觀上也是減少雨洪徑流的重要因素。明確海綿城市的實施戰(zhàn)略和總體目標。如因地制宜地調(diào)整措施，確定全市年徑流總量控制。并應將相關要求和內(nèi)容納入城市排水、防洪排澇、園林綠化、道路交通等相關專業(yè)專項規(guī)劃。明確總的指導方針比政府有關部門牽頭，協(xié)調(diào)各部門。

在城市其他各級規(guī)劃中，如專項規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃等，海綿城市的建設應提出相應的城市規(guī)劃目標和要求，通過規(guī)劃分級控制，為海綿城市的建設提供頂層設計。

2.2 進一步改造城市排水系統(tǒng)

傳統(tǒng)的市政排水模式只注重排水快，海綿城市的主要理念之一就是雨水的循環(huán)利用。因此，雨水的滲透、截留、匯水、凈化、循環(huán)利用與排水緊密結合，是海綿城市的新理念。如果雨洪來了，首先要解決的還是讓雨水匯水區(qū)能夠順暢快速的流出，借鑒我國一些古城的經(jīng)驗，這些城市之所以罕見地出現(xiàn)內(nèi)澇，是因為排水和蓄水緊密結合在一起。如贛州福壽溝排水系統(tǒng)，始建于宋代。它能起到的作用，一是內(nèi)部空間設計合理。古籍記載“寬二至三尺，深五至六尺，以磚為主，以石加固”，如圖1所示。圖為大圖的截面尺寸。另一個原因是贛州幾十個大小池塘通過福壽溝排水系統(tǒng)相互連通。但現(xiàn)在贛州大部分水塘因近年來城市發(fā)展而被埋，蓄水量已不到原來的十分之一。

3 滲透技術的應用

城市不透水面比例的增加，使得雨水不能有效滲入地面，從而會形成內(nèi)澇。應當鼓勵市政（交通）設計人員嘗試設計透水性路面城市道路。研究表明，透水性路面的減徑能力為40%～90%，比不采取措施的減徑能力高10%左右，洪峰減徑能力在20%～80%之間。

3.1 綠色停車場

而停放在停車場的車輛，由于雨水的沖刷和排放，會聚集大量與重金屬混合的機動車零部件廢水。傳統(tǒng)的停車場只考慮一定的坡度排水設計，考慮盡快排除雨水，避免對車輛造成損壞，而不會因排除雨水而進行處理，讓其直接進入市政雨水管系統(tǒng)，造成自然水體的污染。在新型綠色停車場的排水坡末端種植深根植物，采用種植土和植物根系混合吸收徑流和污染。圖2展示了新型綠色停車場的結構。

3.2 綠色街道

結合透水性鋪路、生態(tài)溝、植物栽培等方面的技術。城市道路和廣場應采用生物滯留技術。生物滯留技術主要通過介質(zhì)過濾、吸附和微生物來凈化雨水徑流入滲滯留，由于雨水可以暫時儲存，然后緩慢滲入到周圍土壤中，因此，可以起到削減地表降雨洪峰流量、減少徑流污染等作用。生物滯留技術可以包括多種形式，比較常用的有生物滯留池、下沉綠地、生態(tài)草溝、植物緩沖帶、雨水花園和濕地等，調(diào)節(jié)功能還可以包括雨水回收設施、土壤改良等。研究表明，在林冠截留植物方面，針葉樹優(yōu)于闊葉植物。

3.3 綠色屋頂

綠色屋頂對于攔截雨水的洪水有明顯的效果，特別是在城市建筑密度高的情況下。但是綠色屋頂并不等同于屋頂花園，因為更注重綠色屋頂是生態(tài)和技術的評價標準。圖3顯示了綠色屋頂?shù)慕Y構。在綠色屋頂?shù)脑O計和施工方面，我們需要政府出臺激勵措施，鼓勵建筑師在新住宅設計中使用綠色屋頂技術。我們也可以效仿美國的做法，通過征收雨水管理稅（費），迫使業(yè)主和設計人員積極使用綠色屋頂方案。這是因為雨水管理稅（費）是根據(jù)基層表面積征收不透水表面，而綠色屋頂可以減少不透水路面產(chǎn)生的負面影響。目前，我國建筑業(yè)實施綠色建筑，對其屋頂綠化建設也起到了很好的促進作用。

4 結語

人們早就意識到城市化的粗放式發(fā)展帶來了“大城市病”的惡化，但遺憾的是沒有頂層的設計和指導。因此，《海綿城市建設技術指南》的出版對于中國的城市建設來說是一個里程碑，海綿城市的建設需要多個專業(yè)、多個部門的密切配合。這就要求中央和地方政府有堅定的決心在這一方面發(fā)揮主導作用。此外，作為每一個專業(yè)人士都應該有責任感建設海綿城市在中國。努力探索，創(chuàng)建有中國特色的海綿城市理論。因此，“指南”的問題不是一個終點，而僅僅是一個起點。