淺談海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題

鄧恒

摘要：工程基礎(chǔ)建設(shè)的增加帶來水資源分配不合理的問題愈加顯著，由此海綿城市概念應(yīng)運(yùn)而生，海綿城市建設(shè)有效的解決了水資源流失和旱澇災(zāi)害發(fā)生的問題，海綿城市的推廣對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展和建設(shè)都具有重要意義。目前海綿城市建設(shè)仍處于摸索階段，其建設(shè)過程中存在諸多問題，本文綜合分析了當(dāng)下眾多學(xué)者針對(duì)海綿城市的建設(shè)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)一步提出了海綿城市建設(shè)中的主要問題，最后給出了適當(dāng)性的建議，以期為海綿城市建設(shè)提供一定的借鑒價(jià)值。

Abstract： With the increase of engineering infrastructure， the problem of unreasonable distribution of water resources is becoming more and more obvious. As a result， the concept of sponge city came into being. The construction of sponge city effectively solved the problems of water loss and drought and flood disasters. The promotion of sponge city is of great significance to the development and construction of the whole ecological environment. At present， the construction of sponge city is still in the exploratory stage， and there are many problems in the construction process. This paper comprehensively analyzes the current research status of many scholars on the construction of sponge city， further puts forward the main problems in the construction of sponge city， and finally gives appropriate suggestions， in order to provide some reference value for the construction of sponge city.

關(guān)鍵詞：海綿城市;研究現(xiàn)狀;存在問題;措施

Key words： sponge city;research status;existing problems;measures

中圖分類號(hào)：TU992 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）25-0085-02

0 ?引言

近年來，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)飛速發(fā)展，在提供人們優(yōu)質(zhì)生活的同時(shí)也帶來了一系列的問題[1]。道路硬化、房屋建設(shè)等工程直接影響了城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水循環(huán)系統(tǒng)，這種不透水墊層一方面導(dǎo)致了雨水、冰雪融水等水資源的大量流失，資源的大量浪費(fèi)，另一方面給城市排水排澇系統(tǒng)帶了巨大的負(fù)擔(dān)，尤其在每年7-9月份的汛期，排水排澇不及時(shí)可能直接導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生，給人們的生活帶來巨大的財(cái)產(chǎn)損失，甚至直接威脅人類的生命安全?；诖藛栴}，一種新的管理理念及配套措施應(yīng)運(yùn)而生——海綿城市。2003年，北京大學(xué)俞孔堅(jiān)教授[2]最早提出了“海綿”這一概念來比喻自然環(huán)境、河流湖泊等對(duì)城市旱澇災(zāi)害的調(diào)節(jié)能力，即類似海綿一樣，在水分充足時(shí)將水分充分吸收，蓄積在海綿內(nèi)部，在需要水分時(shí)，可以方便的將水分從海綿中提取，推廣這一理念到城市建設(shè)中，即為海綿城市的建設(shè)。海綿城市概念的示意如圖1所示。城市化的建設(shè)是未來發(fā)展的重要趨勢(shì)，民心所向，因此海綿城市的合理推廣及廣泛應(yīng)用也是未來必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但目前由于在海綿城市建設(shè)的理論知識(shí)、建設(shè)方法、管控措施等方面存在許多不足之處，給海綿城市建設(shè)帶來了一定的開發(fā)難度，尋求科學(xué)合理、便捷高效的海綿城市建設(shè)系統(tǒng)也是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究的主要內(nèi)容。

1 ?研究現(xiàn)狀

致力于海綿城市的建設(shè)，不少學(xué)者已經(jīng)開展了相關(guān)的課題研究[3-4]。一些學(xué)者通過構(gòu)造生態(tài)濾池建立了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠砟M海綿城市的運(yùn)營(yíng)方法，并針對(duì)生態(tài)池底部堵塞及植物管理等問題進(jìn)行了研究，其通過物理、生物多方法探究了生態(tài)池的建設(shè)合理性問題，或者以低影響開發(fā)（Low Impact Development）技術(shù)在城市中布設(shè)源頭控制裝置來調(diào)控雨水的徑流和污染，通過不斷探究不同的LID單體模型及多項(xiàng)目模型，分析了土壤滲透率、生物滯留池、植物表面糙率等參數(shù)的敏感性問題，以不同城市背景給出了適宜當(dāng)?shù)爻鞘械闹饕獏?shù)模型，從而達(dá)到進(jìn)一步完善的海綿城市設(shè)施建設(shè)的目的。

另一些學(xué)者[5-6]發(fā)展性的探究了一種無砂混凝土，即透水混凝土。這一透水混凝土在保證混凝土正常功效的同時(shí)將雨水、雪融水直接通過透水混凝土下滲到地下，完成水資源的地下徑流過程，同時(shí)保證了綠化植物生長(zhǎng)過程中的部分水分供應(yīng)。其主要研究手段是通過“絕對(duì)體積”、“比表面積”等不同實(shí)驗(yàn)方法對(duì)透水混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)不同方法對(duì)混凝土的工作性能、力學(xué)性質(zhì)的影響，最終得出了合理的混凝土配比、骨料尺寸及膠凝材料選用等參數(shù)，為透水混凝土在工程中應(yīng)用于推廣奠定了理論基礎(chǔ)。

針對(duì)海綿城市的管理模式、政府管控措施、人為地理?xiàng)l件等方面，學(xué)者們開展了對(duì)海綿城市的建設(shè)研究[7-8]。從當(dāng)下海綿城市的現(xiàn)狀問題出發(fā)，針對(duì)各個(gè)城市的氣候、基礎(chǔ)建設(shè)等條件，合理的增加雨水收集站和布設(shè)相應(yīng)的附屬設(shè)施，由政府統(tǒng)籌管理，進(jìn)行合理的空間規(guī)劃。在必要時(shí)刻合理的調(diào)配水資源以解決人們生活中的用水問題，完善海綿城市的建設(shè)。盡管眾多學(xué)者開展了對(duì)海綿城市建設(shè)的實(shí)驗(yàn)研究，但我國(guó)國(guó)土遼闊，各個(gè)城市的地域環(huán)境、公共設(shè)施、人文條件等各不相同，海綿城市的建設(shè)推進(jìn)方案也就不能一概而論，本文以海綿城市研究現(xiàn)狀為起點(diǎn)，綜合分析了海綿城市建設(shè)過程中存在的問題并給出了不同的管控措施，為解決城市雨水流失和洪澇災(zāi)害問題提供參考依據(jù)，對(duì)海綿城市的推廣具有重要意義。

2 ?海綿城市建設(shè)中存在的問題

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c工程實(shí)際誤差問題

眾所周知，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)值模擬作為一種重要的研究分析方法被廣泛應(yīng)用在海綿城市建設(shè)的推進(jìn)發(fā)展中，其具有造價(jià)低、實(shí)驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)、概念模型易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，但其存在一定的問題。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突蚰M是否能夠精準(zhǔn)運(yùn)用到實(shí)際海綿城市建設(shè)的工程中是該研究的根本問題。立足于實(shí)驗(yàn)室或數(shù)值模擬的研究雖然在結(jié)果上獲得了海綿城市建的布設(shè)方法、管理措施、概念模型等，但這種研究方式與研究方法對(duì)實(shí)際海綿城市的一些氣候、土壤條件等參數(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，真正在實(shí)際海綿城市推廣中還存在諸多問題。人們生活的社會(huì)環(huán)境復(fù)雜，自然環(huán)境與人文環(huán)境的交互作用僅靠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突驍?shù)值模擬是無法真正有效解決海綿城市建設(shè)問題的，將海綿城市建設(shè)推廣到實(shí)際生活中是解決問題的重要途徑。

2.2 氣候因素對(duì)透水材料耐久性的影響

海綿城市建設(shè)的推進(jìn)勢(shì)必要對(duì)城市的部分基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)行改造，以推進(jìn)透水混凝土、透水磚、吸水材料墊層等措施為主要改進(jìn)方法，但現(xiàn)階段研究表明，對(duì)這些透水材料的研究主要集中在其力學(xué)性能、材料配比、孔隙結(jié)構(gòu)等對(duì)透水墊層的影響，其功能基本實(shí)現(xiàn)了吸收、涵養(yǎng)雨水的功能。但在實(shí)際應(yīng)用中，未考慮實(shí)際氣候?qū)ν杆牧系挠绊?，由于透水材料的透水性與材料的孔隙率直接相關(guān)，孔隙的增加勢(shì)必會(huì)減弱透水材料的力學(xué)性能，降低材料的耐久性，相比傳統(tǒng)材料無論是在制備工藝、施工方法還是維護(hù)保養(yǎng)、缺損補(bǔ)修方面均沒有成熟的系統(tǒng)工藝。因此在雨季有暴雨沖刷作用時(shí)，透水材料能否抵抗多次的暴雨強(qiáng)沖刷作用而保證其使用壽命，提高使用年限;自然的季節(jié)交替產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會(huì)使透水材料產(chǎn)生熱脹冷縮，受周圍約束影響透水材料部分區(qū)域會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至裂隙坍塌從而影響其正常功用及壽命;風(fēng)力對(duì)透水材料的侵蝕、磨損等也會(huì)對(duì)透水材料耐久性造成重要的影響。由于透水材料特殊的結(jié)構(gòu)組成，其耐久性問題與海綿城市建設(shè)的完整性、功效性息息相關(guān)，是海綿城市建設(shè)過程中的重要一環(huán)，但就氣候?qū)ν杆牧嫌绊懙难芯窟€有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.3 管控系統(tǒng)不成熟的問題

海綿城市的建設(shè)不僅是一項(xiàng)技術(shù)（實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑼杆牧系龋┑膯栴}，更是需要融合一個(gè)城市的統(tǒng)籌規(guī)劃、合理配置的綜合性問題。海綿城市從提出發(fā)展至今不過數(shù)十年，其在管理模式上仍然存在亟待解決的問題，針對(duì)海綿城市的合理化建設(shè)當(dāng)下人們?nèi)匀惶幱谝粋€(gè)摸索前進(jìn)的姿態(tài)。對(duì)海綿城市合理的規(guī)劃能夠使海綿城市建設(shè)過程中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)達(dá)到最大化，要充分考慮到城市建設(shè)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，充分考慮當(dāng)?shù)爻鞘械纳鷳B(tài)承載力，將建立綠色生態(tài)環(huán)境與城市交通建設(shè)、人文發(fā)展相結(jié)合，放長(zhǎng)眼光，在造福當(dāng)下的同時(shí)為城市未來發(fā)展預(yù)留充沛的成長(zhǎng)空間。但目前還沒有一整套成熟的管控模型系統(tǒng)來適配不同地區(qū)不同條件下海綿城市的建設(shè)，這就需要眾多研究者和建設(shè)者及各級(jí)政府協(xié)調(diào)合作，盡快搭建海綿城市的管理框架，早日完善海綿城市的管控系統(tǒng)。

3 ?結(jié)語

海綿城市的建設(shè)立足于當(dāng)下，造福于未來，其功用效益是有目共睹的，致力于海綿城市建設(shè)及其普遍推廣是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。就現(xiàn)階段存在模型誤差問題其最好的解決措施為加快試點(diǎn)城市的建設(shè)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)用到實(shí)際工程中，為海綿城市全面化提供有力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。加快氣候條件對(duì)透水材料耐久性影響的問題研究，開展對(duì)透水材料多方面、綜合考慮的工況條件研究，為實(shí)際工程透水材料的耐久性提供必要的數(shù)據(jù)支持。不斷探索合理的海綿城市管控系統(tǒng)，開展多城市不同模式的試點(diǎn)，最終建立完善的海綿城市管理模式。海綿城市的建設(shè)勢(shì)必會(huì)加速我國(guó)現(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展，為人們未來的生活添光添彩。

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