海綿城市理念在城市規(guī)劃中的應(yīng)用原則及其對(duì)策

龐潔　李特

近年來，城市化進(jìn)程得到了快速發(fā)展，由此引發(fā)的城市弊病也日益凸顯，逢雨必澇、城市看海成為最近幾年的熱詞，并受到國(guó)家層面的重點(diǎn)關(guān)注。傳統(tǒng)的雨洪管理理念以“快排”為主要思想，通過建設(shè)灰色排水基礎(chǔ)設(shè)施將徑流排出城市區(qū)域，因此，不少城市缺水現(xiàn)象嚴(yán)重;又由于管道的排水效率有限，造成了城市旱澇并存的現(xiàn)象?！昂＞d城市”的理念應(yīng)運(yùn)而生，其本質(zhì)是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)城市建設(shè)理念，用新型理念實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境與城市協(xié)調(diào)發(fā)展。

2013年12月，習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上提出“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”，“海綿城市”理念應(yīng)運(yùn)而生。[1]海綿城市，從字面上可以理解為像海綿一樣的城市。海綿具有良好的“吸水、持水、釋水”的水力特性，在城市中則具體表現(xiàn)為下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。通過自然途徑與人工措施的結(jié)合，在保障城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。[2][3]

2015年10月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，將70%的降雨就地消納和利用，到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求;到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。[4]

由于海綿城市理念相對(duì)較新，其理念與城市建設(shè)下水資源開發(fā)利用也十分契合，但并不是所有城市都適合海綿城市的開發(fā)理念。因此要根據(jù)各個(gè)城市的具體人文、地理、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展等實(shí)際情況和目標(biāo)需求，堅(jiān)持因地制宜、個(gè)性化設(shè)計(jì)的城市規(guī)劃原則，避免生搬硬套、完全復(fù)制其他城市的海綿城市理念。

海綿城市設(shè)計(jì)內(nèi)涵和意義

建設(shè)智慧化海綿城市，雨洪不再是災(zāi)害，而是重要的水資源。有效控制雨水徑流，修復(fù)城市水生態(tài)、改善水環(huán)境、涵養(yǎng)水資源，增強(qiáng)城市防澇能力，實(shí)現(xiàn)“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭”。

相比較傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)和內(nèi)澇設(shè)施設(shè)計(jì)，利用數(shù)值模擬技術(shù)建立適合的城市內(nèi)澇模型，結(jié)合氣候變化和城市化變化引起的降雨條件以及土地利用變化對(duì)城市現(xiàn)狀排水系統(tǒng)能力進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并預(yù)測(cè)地表可能產(chǎn)生暴雨災(zāi)害的區(qū)域，同時(shí)技術(shù)人員可依據(jù)分析結(jié)果針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域提出有效改善措施，對(duì)幫助海綿城市建設(shè)提供非常重要的意義。

基于海綿城市設(shè)計(jì)理念，針對(duì)城市內(nèi)澇問題綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施?！皾B”指雨水下滲減排，透水鋪裝;“滯”指雨水滯留，下沉式綠地、生物滯留設(shè)施等;“蓄”指雨水蓄存，蓄水池、雨水罐、濕塘、雨水濕地等;“凈”指雨水凈化，控制水環(huán)境質(zhì)量;“用”指雨水收集回收利用;排：超標(biāo)雨水溢流至排水系統(tǒng)。

海綿城市理念在現(xiàn)代化城市規(guī)劃中的原則

海綿城市理念是基于城市給水排水系統(tǒng)傳統(tǒng)建設(shè)下，提出的蓄水-凈水-再釋放利用的新型城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。海綿城市又被稱為低影響設(shè)計(jì)或低影響開發(fā)，在不大興土木重建地下排水管網(wǎng)、盡量減少投資，合理控制開發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)，達(dá)到改善城市水系統(tǒng)、水環(huán)境的目標(biāo)。海綿城市的本質(zhì)是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)城市建設(shè)理念，用新型理念實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境與城市協(xié)調(diào)發(fā)展。通過調(diào)研對(duì)比近年來海綿城市理念實(shí)際應(yīng)用典型案例發(fā)現(xiàn)，在城市規(guī)劃中海綿城市理念的應(yīng)用需要遵循以下原則。

（一）因地制宜

很多學(xué)者在海綿城市建設(shè)規(guī)劃中喜歡借鑒日本、北美和西歐的相關(guān)思想和經(jīng)驗(yàn)，但是這些國(guó)家本身的地下排水設(shè)施就修的相當(dāng)不錯(cuò)，且具體的氣候也與我國(guó)差異很大。同樣，我國(guó)的各個(gè)城市也有自己特點(diǎn)，海綿城市建設(shè)中也應(yīng)考慮每個(gè)城市的具體需求和城市特點(diǎn)，根據(jù)城市人文、地理、經(jīng)濟(jì)、水環(huán)境保護(hù)情況以及當(dāng)?shù)爻鞘袃?nèi)澇防治具體的要求，因地制宜地對(duì)城市進(jìn)行個(gè)性化規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理地開發(fā)建設(shè)海綿城市?；诤＞d城市理念，結(jié)合實(shí)際情況，合理選用雨水花園、植物溝、綠色屋頂、可滲透路面、下沉式綠地和多功能調(diào)蓄等低影響開發(fā)設(shè)施。在植被物種選擇上，應(yīng)選擇耐淹植物，避免因較長(zhǎng)時(shí)間泡水而影響其生長(zhǎng)，同時(shí)綠地設(shè)計(jì)時(shí)要注意物種搭配，選擇適合生長(zhǎng)在一起的植物群組，從而達(dá)到更加穩(wěn)定的綠色基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，利于水體凈化和蓄存功能。

（二）定量與定性規(guī)劃相結(jié)合

目前海綿城市設(shè)計(jì)大多體現(xiàn)在定性規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，如透水鋪裝、下沉式綠地、植草溝等低影響開發(fā)設(shè)計(jì)的選擇，綠地植被的選擇等。但有時(shí)這些定性探討不足以支撐海綿城市設(shè)計(jì)理念的踐行，需要定量的分析報(bào)告才能準(zhǔn)確執(zhí)行?，F(xiàn)階段借助MIKE系列軟件對(duì)河道及城市管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，水文的定量分析已經(jīng)比較成熟，其中包括：各地塊設(shè)計(jì)的最大降雨量及流向;在多種擬定“海綿城市”方案下的單位地塊的雨水阻滯能力，擇優(yōu)評(píng)價(jià)方案可行性;在數(shù)值模擬的指導(dǎo)下做具體的城市規(guī)劃個(gè)性化設(shè)計(jì)。海綿城市理念下的城市建設(shè)需要定量與定性規(guī)劃相結(jié)合。

（三）重視生態(tài)安全

在海綿城市建設(shè)中，一個(gè)重要的設(shè)計(jì)原則就是生態(tài)保護(hù)問題。因此低影響開發(fā)、自排水系統(tǒng)成為“海綿城市”理念在改造城市中的首選，目的是解決雨季排水困難引起的城市內(nèi)澇及旱季供水不足導(dǎo)致缺水等問題。在城市規(guī)劃建設(shè)中，要保證海綿城市建設(shè)中管網(wǎng)等基本工程設(shè)施與傳統(tǒng)市政設(shè)施相配套，確保相應(yīng)工程措施與城市市政基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行相銜接。同時(shí)，嚴(yán)格控制雨水與自來水分流、雨污分流，避免水污染，保證市政生活用水安全。同時(shí)盡可能地凈化雨水，緩解水資源短缺的水安全問題。

（四）遵循經(jīng)濟(jì)效益原則

在工程建設(shè)中，經(jīng)濟(jì)效益是項(xiàng)目可行性研究階段的重點(diǎn)問題，在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過各個(gè)方案成本、效益多指標(biāo)多角度的對(duì)比分析，選定經(jīng)濟(jì)效益較好的方案，經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系到項(xiàng)目的立項(xiàng)與否。那么同樣，海綿城市高昂的建設(shè)成本，引發(fā)了一個(gè)思考，若每年均攤在項(xiàng)目上的年費(fèi)用（即年折舊費(fèi)和年運(yùn)行費(fèi)之和）高于改造城市前每年的損失值，那么是否還繼續(xù)堅(jiān)持建設(shè)海綿城市，這也是未來值得思考的問題，相信隨著海綿城市建設(shè)理念在國(guó)內(nèi)眾多城市改造中的實(shí)際應(yīng)用，會(huì)得到一個(gè)較好的解答。

海綿城市理念在城市規(guī)劃中的應(yīng)用對(duì)策

海綿城市的本質(zhì)是解決城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)和諧。[5]海綿城市理念的應(yīng)用，結(jié)合基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)，針對(duì)城市內(nèi)澇問題綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，不斷優(yōu)化并完善城市水系統(tǒng)條件，為國(guó)家和人民創(chuàng)造更美好的生活環(huán)境。在這種城市建設(shè)理念下，遵循生態(tài)優(yōu)先，最大程度上尊重自然界本身的定律，將綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，提升城市對(duì)雨水的儲(chǔ)水能力、凈水能力以及滲透能力，將低影響開發(fā)設(shè)施融入到城市綠地系統(tǒng)、水系、城市道路等設(shè)計(jì)中，形成生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，是海綿城市理念的重要手段。不管在新的城市建設(shè)或者舊的城市改造中，海綿城市理念的應(yīng)用已經(jīng)滲透在城市規(guī)劃建設(shè)的多個(gè)方面。

（一）城市排水防澇水安全系統(tǒng)

我國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家，在全國(guó)有約400個(gè)城市供水量常年不足，隨著城市化逐步發(fā)展，城市規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，城市用水緊缺這一問題日益嚴(yán)重。降雨則是城市水資源最大的來源，海綿城市理念下城市水系統(tǒng)的重難點(diǎn)則是集中在雨水的蓄存、凈化、再利用，借助海綿城市設(shè)施將降雨滯留、貯存、下滲、凈化、再利用，可有效緩解水資源緊缺這一問題。同時(shí)我國(guó)城市排水系統(tǒng)也存在一些問題，有一些城市早期地下降排水系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高，部分排水管道老化，嚴(yán)重制約了其降排水能力的發(fā)揮，排水能力不足導(dǎo)致降排水堵塞，且無法承受暴雨帶來的壓力，威脅到城市的水安全。

通過海綿城市的定義就可以知道，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要水資源時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。一個(gè)具有良好的雨水收集利用能力的城市，應(yīng)該在降雨時(shí)就地吸收、蓄存、滲透、凈化雨水、補(bǔ)充水資源，調(diào)節(jié)地下水。減少雨水地表徑流、提高降雨就地下滲是當(dāng)前海綿城市在水系統(tǒng)方面建設(shè)的重點(diǎn)問題。一方面需要增加濕地、湖泊等水源保護(hù)系統(tǒng)，下沉式綠地、公園等;另一方面需增加工程設(shè)施的建設(shè)，將二者緊密結(jié)合起來使用。比如可通過明渠或管道將雨水引入到天然湖泊濕地，利用濕地的貯存和凈水功能，不僅能儲(chǔ)存水資源，還能有效過濾雨水的污染物和雜質(zhì)，提高水體的水質(zhì)。海綿城市理念有效地提高了水資源的利用率，達(dá)到了緩解水資源緊缺的目標(biāo)，也能保障城市地下降排水系統(tǒng)的安全，與城市現(xiàn)代化發(fā)展相協(xié)調(diào)。

（二）雨水徑流水質(zhì)管理生態(tài)系統(tǒng)

近年來影響人民生活的水安全問題除了“水資源短缺”以外，主要體現(xiàn)為水污染問題，即水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多城市水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的主要原因有：水動(dòng)力不足，流水不暢，污染物堆積，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重;雨水與污水同流，沒有分流設(shè)施，造成雨水無法利用;生活垃圾、農(nóng)田、禽畜養(yǎng)殖等城市點(diǎn)源、面源污染較多，很多地方不具備污水收集處理能力。針對(duì)國(guó)內(nèi)城市特點(diǎn)，如何削減城市面源污染，做好源頭減排，是我國(guó)海綿城市建設(shè)的重要需求。

基于以上水質(zhì)惡化的原因，從工程角度可采用“雨污分流”的降排水方案，保證雨水不會(huì)被污水污染，減輕凈化水質(zhì)的壓力;采用“控源截污”，從源頭截?cái)辔廴驹?，控制點(diǎn)源、面源污染排放問題;采用“綠色、灰色”相結(jié)合的方式，將綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，優(yōu)化城市空間，保護(hù)城區(qū)生態(tài)環(huán)境，豐富綠地的形式和內(nèi)容。

中國(guó)科學(xué)院的王浩院士曾說過：“污染物是放錯(cuò)了位置的營(yíng)養(yǎng)物?！卑薄⒌?、磷等直接排入水體可能引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，加劇水體污染，但如果隨地表徑流進(jìn)入綠地設(shè)施，就能成為綠地植被需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。常見的綠地措施主要包含：下沉綠地、雨水花園、生物滯留設(shè)施、植物緩沖帶、透水鋪裝、植草溝等，主要起收集、輸送雨水至下沉綠地和湖體中的作用，不同種類生物之間達(dá)到一種生物系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，具有一定的雨水凈化作用。在新型城市化的發(fā)展必然性要求下，建設(shè)對(duì)雨水“自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”，也正是對(duì)城市雨水的管理提出了新的要求。

（三）城市道路規(guī)劃中的應(yīng)用

我國(guó)很多城市市政道路缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，面臨較大暴雨天氣時(shí)，降排水能力不足，會(huì)產(chǎn)生城市內(nèi)澇問題。我國(guó)一般采用道路兩旁設(shè)綠化帶來應(yīng)對(duì)道路積水的問題，但是很多道路設(shè)計(jì)時(shí)并沒有規(guī)劃足夠?qū)挼木G化帶，因此很難解決城市道路積水的問題。海綿城市理念下城市道路規(guī)劃滿足交通的基本功能以外，應(yīng)結(jié)合城市排水防洪系統(tǒng)、自來水管網(wǎng)系統(tǒng)、城市綠地等專項(xiàng)規(guī)劃以及城市總體規(guī)劃，合理選擇路網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式，最終確定道路的功能和規(guī)劃。

相較于傳統(tǒng)的城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)，海綿城市理念下的市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)有著更高的要求。道路設(shè)計(jì)需要區(qū)域整體規(guī)劃，要把當(dāng)前城市發(fā)展和未來階段的城市發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來，進(jìn)行區(qū)域整體性設(shè)計(jì)，保證整個(gè)城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。道路規(guī)劃要融合綠色生態(tài)的概念，提高城市道路的排水及蓄水能力。

在城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可結(jié)合城市道路兩旁綠地對(duì)于蓄水、排水、滲水的具體要求，考慮排水設(shè)施及相關(guān)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，選擇功能性綠色植物進(jìn)行種植搭配。可以合理規(guī)劃一些下沉式綠地設(shè)計(jì)，有效預(yù)估綠地的蓄水量，以期能保障當(dāng)?shù)刈畲蠼涤炅織l件下水量的蓄存和下滲的需求。此外，在交通負(fù)荷較低的地方可考慮將道路設(shè)計(jì)為“可滲透路面”，可滲透路面可有效降低不透水面積，增加雨水下滲能力，同時(shí)對(duì)雨水徑流水體有一定的凈化作用。

結(jié)語(yǔ)

海綿城市概念內(nèi)涵在持續(xù)發(fā)展之中，創(chuàng)建中國(guó)獨(dú)樹一幟的海綿城市理念、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還有很長(zhǎng)的路要走。本文詳細(xì)闡述了海綿城市的內(nèi)涵和意義，根據(jù)我國(guó)城市特點(diǎn)，提出了因地制宜個(gè)性化規(guī)劃設(shè)計(jì)、定量與定性規(guī)劃相結(jié)合、重視生態(tài)安全及遵循經(jīng)濟(jì)效益等原則。論述了海綿城市理念在城市排水防澇水安全系統(tǒng)、雨水徑流水質(zhì)管理生態(tài)系統(tǒng)、城市道路規(guī)劃等方面的具體應(yīng)用，以期為城市改造海綿城市建設(shè)提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

龐 潔 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事水利工程教學(xué)工作