基于城市內(nèi)澇海綿城市建設(shè)研究

蔣浩

摘要：在城市過度開發(fā)的背景下，不透水地面面積增大，破壞了自然水文循環(huán)，城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)與日漸增大的排水壓力不相匹配，造成城市內(nèi)親現(xiàn)象日益嚴(yán)重。針對(duì)現(xiàn)階段普遍采用的雨洪管理措施進(jìn)行分析，總結(jié)其利弊，借鑒古代雨洪管理辦法，分析國(guó)內(nèi)外較為成熟的雨洪管理理念，試圖探索防治城市內(nèi)涼的方法，建設(shè)保證城市水安全的海綿城市。

關(guān)鍵詞：海綿城市、雨洪管理、水系規(guī)劃

面對(duì)大范圍城市區(qū)域出現(xiàn)的各種生態(tài)問題，我們陸續(xù)提出了生志城市、山水城市、低碳城市、智慧城市、彈性城市等概念，其目的都是為了緩解日益惡化的城市環(huán)境，創(chuàng)造舒適宜人的生存空間。海綿城市的提出也是在城市面臨著嚴(yán)重的內(nèi)獵災(zāi)害的情況下，考慮到城市面臨著雨季內(nèi)潰，旱季缺水的尷尬局面制定的相應(yīng)的解決辦法，旨在讓城市恢復(fù)自我調(diào)節(jié)。我們認(rèn)識(shí)到，在城市擴(kuò)張前海綿體本身是存在的，由于城市一些粗放的建設(shè)理念，使城市失去了海綿體。海綿城市的提出就是重新調(diào)整建設(shè)規(guī)劃理念，盡可能讓城市建設(shè)后，不要過多的使城市原有的水的生態(tài)本體發(fā)生變化，盡可能去恢復(fù)。

一、基礎(chǔ)理論與國(guó)內(nèi)外雨洪管理實(shí)踐

1.相關(guān)概念

水文循環(huán)，地球上各種形態(tài)的水，在太陽(yáng)福射、地也引力、大氣運(yùn)動(dòng)等的驅(qū)動(dòng)下，在大氣和海路之間不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變、循環(huán)往復(fù)的運(yùn)動(dòng)過程被成為水文循環(huán)，又稱水循環(huán)通常按照水文循環(huán)的規(guī)模及途徑，將其分為大循環(huán)與小循環(huán)

雨洪管理雨洪管理就是將降至城市地面的雨水進(jìn)行控制的處理活動(dòng)。雨洪管理作為一種概念在國(guó)內(nèi)外經(jīng)歷著相似的發(fā)展歷程。美國(guó)加利福尼亞州在2003年編寫的《雨洪管理規(guī)劃與設(shè)計(jì)手冊(cè)》里解釋雨洪管理的目的是緩解城市化使得降水時(shí)徑流增加、滲透減少等現(xiàn)象的產(chǎn)生，減少人類活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的影響。缺乏合適的雨洪管理，會(huì)造成基流減少，水質(zhì)惡化，導(dǎo)致水生生物的多樣性，并增加洪潰災(zāi)害的發(fā)生，造成人類生命和財(cái)產(chǎn)損失?，F(xiàn)代意義上的雨洪管理不僅涉及到水資源的協(xié)調(diào)與利用，還與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市生態(tài)環(huán)境的維護(hù)、城市規(guī)劃、景觀規(guī)劃有著密切的聯(lián)系。海綿城市的概念就是雨洪管理的中國(guó)式表述。

2.傳統(tǒng)雨洪管理方式

傳統(tǒng)的雨洪管理方式是城市地下排水管網(wǎng)為主的雨洪管理方式，主要的組成要素包括城市地下管道、深隧等城市雨洪管理的灰色基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)調(diào)"快排"。這樣的。19世紀(jì)開始，倫敦開始建設(shè)世界上最早的現(xiàn)代城市排水系統(tǒng)，特別是1915年蒸汽水聚發(fā)明后，解決了工業(yè)化的排水問題，由于水利設(shè)施有能力將低地的雨水通過粟站抽取排放到海拔更低的區(qū)域，所城市快速向近郊發(fā)展，甚至向原本不適宜建設(shè)開發(fā)的低注地、沼澤地區(qū)擴(kuò)張。"集中處理"和"快速排放"為主流思想的雨洪管理思路在全世界推廣開來。理論上，雨水徑流量小于城市雨水管網(wǎng)的排放能力時(shí)，城市不會(huì)發(fā)生內(nèi)潰現(xiàn)象。但是，我國(guó)目前雨水管網(wǎng)的排水能力較低，己經(jīng)無法滿足城市雨洪排放要求。而且，發(fā)達(dá)國(guó)家的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明：自然的水文循環(huán)被人工的水轉(zhuǎn)移工程、人工蓄水工程和城市管道系統(tǒng)給縮短了，但是工程措施并沒有構(gòu)建一個(gè)隨著迅速擴(kuò)張的城市共同發(fā)展的完善系統(tǒng)，超標(biāo)雨水排放系統(tǒng)沒有被建立起來。只將城市雨洪問題寄希望于快速收集與排放的傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，不能解決高度發(fā)展的城市的雨洪問題，并有可能引發(fā)一系列次生災(zāi)害城市發(fā)展硬化路面并建造強(qiáng)大的排水管網(wǎng)，這種城市建設(shè)思維最早源于西方，但是上世紀(jì)中葉開始，西方國(guó)家開始進(jìn)行反思。德國(guó)從上世紀(jì)60年代就開始在道路鋪裝上使用透水材料，并致力于不透水路面的改造，雨水零排放的思想也影響了不少國(guó)家的雨洪管理理念；美國(guó)很多城市對(duì)新開發(fā)區(qū)徑流量用立法的方式加限制，控制徑流量實(shí)際上就是控制硬質(zhì)下墊面的面積；日本從1 980年代開始推行雨水膽留滲透計(jì)劃，隨著雨水滲透措施的推廣和應(yīng)用，相關(guān)領(lǐng)域的法律和技術(shù)管理體系也逐漸完善。

3.以排為主的傳統(tǒng)雨水基輒設(shè)施規(guī)劃理念

由于技術(shù)的進(jìn)步，使得人們改變自然的能力變強(qiáng)，排水管網(wǎng)的出現(xiàn)，使得雨水的排放比前更高效。城市加速發(fā)展，人口快速聚集，對(duì)±地的需求增加，相應(yīng)的配設(shè)施也大規(guī)模建設(shè)起來，對(duì)于城市排水問題，不在單純依靠自然的排水設(shè)施，管網(wǎng)的介入使得城市自然河道大量被置換，城市水面率懸降（如圖3-3所示）。絕大多數(shù)城市依靠排水管網(wǎng)迅速地將暴雨徑流轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離城區(qū)的地帶使"快排"成為雨洪管理的主流思想。城市排水管道通常將阻力低的徑流通道連接在一起例如道路為主要連接方式，將周圍的排水設(shè)施連接起來，再直接與受納的河湖水系聯(lián)系，使得城市失去了降低徑流量、增加滲透、緩解峰值的能力。

二、傳統(tǒng)排水系統(tǒng)巧雨洪管理問題中的局限性

雨水管道顛覆了水文循環(huán)的過程。為了解決城市日益增加的徑流排放量，單位面積空間中的傳統(tǒng)排水管的增加，導(dǎo)致了暴雨負(fù)荷的增加及水質(zhì)惡化。研究顯示，雨水在管道中的流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地表流速，導(dǎo)致污染物很難被沉淀下來，加速了對(duì)受納水體的侵蝕和污染。徑流被大量地快速排放，使得本應(yīng)該被自然下墊面滲透吸收的雨水直接進(jìn)入受納水體，導(dǎo)致原本就在縮減的城市河流水體的瞬時(shí)流量激增，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值流量，非常容易形成內(nèi)親災(zāi)害。據(jù)研究顯示，局部?jī)?nèi)淺現(xiàn)象是靠上游來水速度決定的，上游徑流不經(jīng)攔截，在下墊面糖率小的通道中快速匯集到低注地區(qū)時(shí)，管網(wǎng)的提標(biāo)對(duì)內(nèi)潰的緩解作用十分有限。在過度依賴排水管網(wǎng)的情況下，當(dāng)城市下墊面的狀況迅速改變，造成徑流量的急劇變化，一旦排水管網(wǎng)不能匹配變化的徑流量及峰值量，就會(huì)造成排水系統(tǒng)的失靈。我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中只規(guī)定了雨水收集系統(tǒng)的低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏城市整個(gè)排水系統(tǒng)（包括管道和地表排水通道）防御高重現(xiàn)期強(qiáng)降雨能力的規(guī)定。從管理角度看，近幾十年城市建設(shè)高速發(fā)展，應(yīng)有的配套排水設(shè)施滯后，給原本超負(fù)荷工作的下游排水系統(tǒng)造成更大壓力，有些建設(shè)項(xiàng)目缺乏水力評(píng)價(jià)，破壞了地表排水通道，這些不合理的建設(shè)都會(huì)使內(nèi)規(guī)頻率更高，危害更重。

三、目前雨洪管理系統(tǒng)存在的問題

我們當(dāng)前的雨洪管理思想是"快排"為主要的保證水安全的方略，快排的思想是寄希望于通過管道系統(tǒng)快速將雨水轉(zhuǎn)移到下游地區(qū)，殊不知這樣的措施雖然在發(fā)展的前期起到一定的作用，但是它是一種轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的措施，并不能從根本上解決實(shí)際的問題。當(dāng)只強(qiáng)調(diào)排，不注重滯，與城市發(fā)展不匹配的管網(wǎng)排放標(biāo)準(zhǔn)及河網(wǎng)低地等蓄水空間的減少，忽視自然的水文循環(huán)，就會(huì)造成在現(xiàn)代工程手段的介入下，城市陷入雨季棄水，旱季求水的惡性循環(huán)中城市中孤立存在的綠地往往無法發(fā)揮其生態(tài)作用，在解決城市雨洪問題上也具有局限性，因?yàn)橛旰閱栴}與生態(tài)過程是同樣需要網(wǎng)絡(luò)體系支撐的一個(gè)系統(tǒng)問題，現(xiàn)在城市中的公園綠地、防護(hù)綠地、居住區(qū)附屬綠地等往往獨(dú)立存在，在水循環(huán)中沒有或者很少有聯(lián)系，這種缺乏協(xié)同的狀況不利于利用城市綠地解決雨洪問題的效果。城市中的綠地往往承擔(dān)著多種職責(zé)，美化環(huán)境，為居民提供游憩休閑及防災(zāi)避險(xiǎn)等作用，現(xiàn)在的城市綠地所承擔(dān)的作用己經(jīng)不能有效滿足居民的需求，在業(yè)己局限的綠地中，再?gòu)闹虚_辟出大量的綠地兼顧雨洪消納排放的功能，恐怕會(huì)使城市綠地原有的功能布局更加局促。解決城市雨洪問題，往往是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，這就要求解決措施和設(shè)施具有較強(qiáng)的連續(xù)性，因此，當(dāng)前城市中孤立的城市綠地對(duì)雨洪問題的解決能力不足，要建設(shè)有效率的海綿城市，就需要將零散的城市綠地聯(lián)系起來，形成一個(gè)整體，有一個(gè)城市雨洪的綠色通道框架才能在有限的功能綠地條件下高效發(fā)揮其消納、滯蓄雨水的能力。

1.管理陳舊——部口間缺乏合作

城市在建設(shè)過程中，各建設(shè)部口各司其職，互不溝通，由缺乏整體的城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)，是造成雨洪問題越來越突出的一個(gè)關(guān)鍵性原因。我國(guó)對(duì)水資源的分部口管理導(dǎo)致規(guī)劃建設(shè)缺乏溝通與協(xié)作。這種分部口管理的體制不利于水資源的有效利用。對(duì)城市雨洪控制有責(zé)任的部口牽被很多，諸如市政、園林、建筑等部口，但是各部口間缺少聯(lián)系溝通，使得在雨水調(diào)蓄的銜接關(guān)系上缺乏溝通，不構(gòu)成整體。雨洪管理包含的子系統(tǒng)包括：城市排水與洪規(guī)控制系統(tǒng)、城市雨水利用系統(tǒng)、城市徑流污染控制系統(tǒng)、環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、建筑景觀園林系統(tǒng)、城市道路系統(tǒng)等其它相關(guān)系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)之間也缺乏聯(lián)系。目前我國(guó)多數(shù)城市的防洪由水利部口負(fù)責(zé)，排潰由市政部口負(fù)責(zé)，城市水空間規(guī)劃與建設(shè)由城建部口負(fù)責(zé)，環(huán)境與生態(tài)由環(huán)保部口負(fù)責(zé)，景觀由園林部口負(fù)責(zé)，城市道路由市政部口負(fù)責(zé)。各部口之間形成了一種"各自為政"的狀態(tài)，相互之間的關(guān)系更多的是沖突而不是互補(bǔ)。如在雨洪管理上可形成個(gè)源頭控制、過程調(diào)蓄、末端收納的線性系統(tǒng)，能有效保證水質(zhì)、控制峰值，達(dá)到緩解城市內(nèi)潰，實(shí)現(xiàn)海綿城市的目的，但是這些子系統(tǒng)分別屬于不同的部口，溝通缺乏導(dǎo)致系統(tǒng)性缺失。

2.技術(shù)制約——缺乏系統(tǒng)規(guī)劃

城市在發(fā)展過程中，不合理的城市開發(fā)模式與城市增長(zhǎng)狀志導(dǎo)致城市硬化面積激增、區(qū)域內(nèi)的雨水徑流系數(shù)變大，單一功能的±地利用模式都是城市在規(guī)劃管理方面的弊端。包括各專業(yè)之間的缺乏溝通與協(xié)作，使得現(xiàn)有的灰色基礎(chǔ)設(shè)施僅僅依靠工程技術(shù)的支持，沒有將綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施合理結(jié)合，加上固有的"快排"觀念的阻礙，一系列的原因疊加得城市的良性水文循環(huán)在缺乏溝通的各部口間加速了破壞的進(jìn)程。針對(duì)城市內(nèi)規(guī)的防治，不少城市在探索的過程中進(jìn)行了大量的調(diào)蓄設(shè)施的規(guī)劃與實(shí)踐，但是這些調(diào)蓄設(shè)施往往獨(dú)立設(shè)計(jì)，針對(duì)某一單一目的建造設(shè)計(jì)，缺乏多目標(biāo)控審，局限于緩解局部雨洪過量的情況，多采用末端控制，缺乏綜合利用效果且投資巨大，收益甚微。當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到單靠管網(wǎng)不能解決城市雨洪問題的同時(shí)，開始探索更廣泛的解決辦法，包括一些恢復(fù)城市自然系統(tǒng)的低成本工程措施，如：開敞廢水渠道，開敞下水道、蓄洪池及混凝±河道成為城市結(jié)構(gòu)中明顯的元素。這是解決內(nèi)漂的一種方式，但是若是只單純地讓地下設(shè)施"重見天日"卻讓沒有進(jìn)一步措施，那么就只會(huì)讓那些地面上地水基礎(chǔ)設(shè)施成為城市中令人討厭地受污染且存在種種危險(xiǎn)地地方。城市的規(guī)劃、建設(shè)、園林、環(huán)保、水務(wù)、水利、市政等部口所管理的要素都實(shí)質(zhì)性的參與和影響到了自然水循環(huán)系統(tǒng)。因此，建設(shè)海綿城市不是就水論水，它是一個(gè)需要城市規(guī)劃、市政基礎(chǔ)建設(shè)、園林綠化與生態(tài)建設(shè)等各方面共同合作的過程。建設(shè)海綿城市，就應(yīng)該要個(gè)系統(tǒng)間相互合作，整合資源，在可持續(xù)的方案下發(fā)展城市雨洪管理綜合規(guī)劃，保證城市的彈性機(jī)制。

3.功能錯(cuò)位一水系破壞嚴(yán)重

城市在建設(shè)過程中，不僅不合理的規(guī)劃模式增長(zhǎng)著城市的范圍，同時(shí)還錯(cuò)誤的改造城市水系，將河流、湖泊、溝渠填埋造地，修路蓋房。不少城市河道、明渠變成暗溝甚至被建設(shè)用地?cái)D占后填埋消失，原來相互溝通的水系變得支離破碎，不少城市自然水系被截流，成為污水溝。為了擴(kuò)張建設(shè)用地，開發(fā)商大量向政府要地，由于河漫灘的王地是國(guó)有資產(chǎn)，被大量賣給開發(fā)商將這些具有生態(tài)價(jià)值的止地變成了居住區(qū)、商業(yè)區(qū)，使得城市的海綿體大量喪失。河道空間被擠占，為了保證城市水安全，這些河渠變成了單純的防洪工程，被銜單的截彎取直，工程硬化，干擾了河道原來的綜合功能。原本防洪為目的的排洪河道也因?yàn)槌鞘姓w的生態(tài)環(huán)境的變化（如綜合姪流系數(shù)增加、徑流量加大、峰值的改變、污染物增加等因素）使得洪水水位也越來越高，下游河道被侵蝕嚴(yán)重等系列的問題。最近30年，我國(guó)城市建設(shè)用地大幅增加，城市徑流量加大、排水條件發(fā)生變化，城市水系的排水功能被地下排水管道所替代，但是，隨著發(fā)展的膨脹，傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)及過低的排水管道標(biāo)準(zhǔn)所存在的各種弊端暴露出來：無法滿足排水需求、提升改造成本巨大、雨污混合污染問題嚴(yán)重，致使城市內(nèi)親、水污染等問題日益加劇。

3.規(guī)劃不足——忽視綠色基礎(chǔ)設(shè)施

我們城市的雨洪管理模式是基于集中處理且大部分位于地下的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)將雨水和污水傳送到遠(yuǎn)離城市發(fā)展密集區(qū)域之外。這種方法不能徹底解決雨洪問題，甚至?xí)?dǎo)致一系列的后續(xù)災(zāi)害?？蒞發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)城市建設(shè)模式在應(yīng)對(duì)內(nèi)淺災(zāi)害和水安全問題上所表現(xiàn)出的能力存在明顯不足，這主要?dú)w咎于傳統(tǒng)的城市雨洪管理理念是快排"為主的灰色排水基礎(chǔ)設(shè)施為主，加之城市的防洪和排水工程規(guī)劃落后，城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施不完善，^>及居民的雨水資源再利用意思薄所造成的，由于建設(shè)有助于海綿城市所規(guī)劃的止地空間需要在城市整體規(guī)劃中得W體現(xiàn)，就要求調(diào)整一些±地用地性質(zhì)。但是在整體規(guī)劃過程中，往往將城市雨洪管理的責(zé)任交付給市政排水系統(tǒng)，因此對(duì)城市綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的忽視使得此類建設(shè)用地得不到落實(shí)和重視。不僅在規(guī)劃中的綠色基礎(chǔ)設(shè)施得不到重視，城市中原本的自然調(diào)蓄用地也在城市的開發(fā)過程中被破壞，失去了原有的調(diào)蓄能力。城市中的現(xiàn)有綠地具有巨大的調(diào)蓄雨洪的能力，但是幾乎所有的城市綠地都為了保證植物的健康生長(zhǎng)，將綠地高程設(shè)計(jì)高于周圍硬質(zhì)鋪裝高程，使綠地?zé)o法發(fā)揮調(diào)蓄的功能，不少公園綠地有不少造景水體，但由于缺乏雨水利用的思想，沒有把這些潛在的雨水調(diào)蓄設(shè)施利用起來，在遭遇強(qiáng)降水時(shí)發(fā)揮吸納雨洪、減少?gòu)搅鞯淖饔谩?/p>

4.雨洪管理系統(tǒng)的改進(jìn)方法

面對(duì)我國(guó)日益嚴(yán)重的內(nèi)潰災(zāi)害，我們需要思考一下在城市發(fā)展進(jìn)程中對(duì)雨洪的管理措施的問題，總結(jié)利弊，發(fā)展有效的方式規(guī)劃城市水系統(tǒng)。城市排水系統(tǒng)有兩個(gè)方面：一個(gè)是地的管網(wǎng)，另一個(gè)是河湖水系。在沒有現(xiàn)代地下排水設(shè)施tU前，人們依靠的是自然的排水系統(tǒng)，它包括溝渠、坑塘、濕地，雨水匯集到小溝渠中，小溝渠再匯成河溪，在匯集的過程中通過軟質(zhì)的下墊面的入滲，回灌地下水，最后匯入河湖，存儲(chǔ)在城市的水域中，參與自然的循環(huán)，下滲、蒸發(fā)，是一個(gè)完整的循環(huán)系統(tǒng)?，F(xiàn)代城市高度利用的±地，將地表溝渠改成了地下管網(wǎng)，將城市產(chǎn)生的徑流全部匯入管網(wǎng)進(jìn)行快排，徑流快速匯集，夾雜著污染物直接入湖河水系，再通過河湖水系排到城外。這種方式帶來的弊端已經(jīng)在每次的雨季造成了巨大的損失。

因此，我們?cè)趯?duì)雨洪管理的探索中提出了海綿城市槪念，企圖通過合理的海綿城市建設(shè)恢復(fù)城市的水文循環(huán)海綿城市就是希望構(gòu)建一個(gè)良性的系統(tǒng)，促進(jìn)我們國(guó)家的城市雨洪管理系統(tǒng)能在城市建設(shè)灰色基礎(chǔ)設(shè)施之前，就介入綠色基礎(chǔ)設(shè)施，保證城市水安全、降低水污染、増加滲透、補(bǔ)充城市地下水資源。綠代灰的方式既能減少城市地下管網(wǎng)建設(shè)升級(jí)的費(fèi)用，結(jié)合城市開放空間的多功能作用，符合可持續(xù)發(fā)展的愿景。將城市中的自然水系作為綠色雨水通道的框架，將水系與綠地、管道互相整合，把雨洪管理的理念推廣到城市各個(gè)層面，從源頭保證雨洪安全，減少內(nèi)裙發(fā)生。

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收件地址 湖南省湘西土家族苗族自治州 鳳凰縣委黨校 吳少群 13787925221

作者簡(jiǎn)介：吳少群（1984—），女，湖南鳳凰人，本科，講師，研究方向：社會(huì)學(xué)。