城市排水系統(tǒng)與海綿城市建設(shè)實(shí)踐

□文/倪嘉雯 胡亞杰 江思倩 丁大鈞 楊 靜

（南京審計(jì)大學(xué) 江蘇·南京）

［提要］ 受城市化影響，濕地、森林等天然“海綿體”面積有所下降，加之各地排水系統(tǒng)老化，多地出現(xiàn)水環(huán)境不平衡現(xiàn)象，內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境惡化。針對(duì)城市內(nèi)澇，因地制宜地推進(jìn)海綿城市建設(shè)，構(gòu)建科學(xué)化、全局化的建設(shè)思路，有利于緩解城市內(nèi)澇，改善城市生態(tài)環(huán)境。結(jié)合信息時(shí)代的背景，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，對(duì)城市進(jìn)行智能管理，可提高海綿城市運(yùn)行效率。但是在海綿工程整體應(yīng)用以及技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)方面，仍然存在較大進(jìn)步空間，未來應(yīng)著重研究海綿城市整體協(xié)調(diào)性和特色化，從而改善城市排水現(xiàn)狀，提高海綿城市建設(shè)效益。

一、研究背景

據(jù)調(diào)查，當(dāng)前城市排水系統(tǒng)大多存在設(shè)施老化、損壞的現(xiàn)象，且部分城市仍采用雨污合流的方式，管道鋪設(shè)存在不合理之處，易造成城市內(nèi)澇、污水沉積，使得地表生活垃圾泛濫、環(huán)境污染。

城市排水系統(tǒng)問題的產(chǎn)生往往是多方面、多維度的。郝天文等（2019）的研究表示，當(dāng)前雨水量預(yù)算方法使用不當(dāng)，導(dǎo)致城市排水系統(tǒng)內(nèi)管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和其排水能力存在矛盾，難以契合城市蓄水、排水現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率效果產(chǎn)生了不利影響。

海綿城市建設(shè)在于高效利用海綿設(shè)施，科學(xué)化實(shí)現(xiàn)“滲、滯、蓄、凈、用、排”的有機(jī)統(tǒng)一，雨天滲水、滯水、排水，平時(shí)蓄水、凈水，旱時(shí)用水，改善城市水循環(huán)。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控等現(xiàn)代化技術(shù)融入海綿城市建設(shè)過程中，較為精準(zhǔn)地統(tǒng)籌海綿城市工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行的過程，科學(xué)緩解城市“逢雨必澇，雨后即旱”的狀況?？梢酝ㄟ^微信公眾平臺(tái)將試點(diǎn)成功地區(qū)海綿城市經(jīng)驗(yàn)共享，有利于探索適合各地區(qū)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的海綿城市建設(shè)道路。

二、城市排水問題產(chǎn)生的主要原因分析

（一）城市化迅速推進(jìn)對(duì)天然“海綿體”產(chǎn)生影響。隨著建筑面積擴(kuò)大，大量森林、濕地等自然資源被占用，天然“海綿體”面積顯著下降。城市逐漸削弱了對(duì)水源的截留和下滲作用，涵養(yǎng)水源、保持水土的“彈性”不足。一旦暴雨來襲，城市極易產(chǎn)生排水障礙、污水滯留現(xiàn)象。以南京為例，2018年南京城市化建設(shè)加速推動(dòng)，城鎮(zhèn)化率已超過82%。新城區(qū)建成后，區(qū)域排水蓄水彈性大大減弱，內(nèi)澇頻發(fā)。由于城市開發(fā)，城區(qū)原有的湖泊、林地等改建為馬路或其他建筑物，地面透水性降低，使得雨水下滲狀況惡化，排水阻力加強(qiáng)，城市易產(chǎn)生地面積水。

城市化不僅減少了自然濕地面積，還削弱了現(xiàn)存濕地的蓄洪和排水能力。水資源浪費(fèi)和污染現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，工業(yè)污水、有害垃圾流入湖水，使得生態(tài)系統(tǒng)退化，嚴(yán)重威脅到水資源的可持續(xù)利用，一定程度上削弱了湖泊生態(tài)的凈水效果。此外，受城市化影響，濕地調(diào)節(jié)水平衡功能降低，改善水環(huán)境能力降低。在排洪蓄水方面，濕地有著舉足輕重的作用，而在城市發(fā)展延伸過程中，天然濕地面積的縮小和其調(diào)節(jié)水平衡功能的減弱進(jìn)一步加重了地區(qū)洪澇現(xiàn)象。

（二）不合理的道路建設(shè)制約著城市排水能力。道路建設(shè)的合理與否往往決定城市的自然環(huán)境、發(fā)展驅(qū)動(dòng)力，很大程度上影響城市可持續(xù)發(fā)展。為滿足現(xiàn)代化智慧城市建設(shè)需求，建設(shè)之初應(yīng)充分考慮城市的地理水文條件、功能空間布局和景觀效果，強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境，利用地域、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮區(qū)域協(xié)調(diào)性，滿足人與自然和諧發(fā)展。合理選擇城市建設(shè)路徑，有利于科學(xué)合理地建設(shè)生態(tài)文明、綠色協(xié)調(diào)、全面發(fā)展智慧城市。

良好的生態(tài)環(huán)境對(duì)地區(qū)持續(xù)性發(fā)展至關(guān)重要，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和生態(tài)環(huán)境的條件難以協(xié)調(diào)，往往成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大因素。目前，我國(guó)海綿城市建設(shè)的規(guī)劃方面，僅停留在概念層面，沒有完成從頂部到底層，從宏觀到微觀的拓展。不合理的工程計(jì)劃和道路建設(shè)，極大程度上成為阻礙城市發(fā)展的重要因素。城市建設(shè)容易忽略城市功能區(qū)和地勢(shì)條件的協(xié)調(diào)，市區(qū)逐漸向地勢(shì)低洼處發(fā)展輻射，使排水計(jì)劃十分被動(dòng)。

基于上述發(fā)現(xiàn)，城市建設(shè)過程中，應(yīng)考慮到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，注意到地區(qū)內(nèi)澇的可能性，強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。例如，建鄴區(qū)是南京主城八區(qū)之一，其處于長(zhǎng)江流域內(nèi)，河流縱橫交錯(cuò)，易引發(fā)城市內(nèi)澇，在建設(shè)之初應(yīng)著重采用滲水性強(qiáng)的吸水磚等地面設(shè)施，增加綠植面積，保護(hù)生態(tài)天然“海綿體”，維持生態(tài)紅線。城市建設(shè)應(yīng)當(dāng)充分重視到地區(qū)生態(tài)的協(xié)調(diào)性，單一地拓展城鎮(zhèn)面積將對(duì)地區(qū)生態(tài)造成難以挽回的損失，不合理的城市建設(shè)將會(huì)抑制城市的多元協(xié)調(diào)發(fā)展。

三、海綿城市建設(shè)實(shí)踐探索

（一）海綿城市建設(shè)的投融資實(shí)踐。將PPP模式引入海綿城市工程中，有利于解決重大融資困難問題，為海綿城市提供了堅(jiān)實(shí)、長(zhǎng)效的資本基礎(chǔ)。PPP模式可以為海綿城市提供資金源動(dòng)力，使得海綿城市建設(shè)方案更加精準(zhǔn)化專業(yè)化，也有助于提高社會(huì)資源的利用效率。此外，政府與民間資本合作，也能一定程度上增強(qiáng)公眾認(rèn)可度，起到對(duì)海綿城市項(xiàng)目的宣傳效果。

目前來看，海綿城市的投融資實(shí)踐尚未發(fā)展成熟，實(shí)際建設(shè)過程中還有許多問題有待解決。海綿城市PPP項(xiàng)目仍存在一些風(fēng)險(xiǎn)，并且海綿建設(shè)工程貸款擔(dān)保、績(jī)效、責(zé)權(quán)分配等方面，也面臨一些挑戰(zhàn)。要使PPP模式得到成功運(yùn)用，需要政府和企業(yè)共同發(fā)力，解決市場(chǎng)局限性，平衡經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)建設(shè)效益，著重把握項(xiàng)目目標(biāo)的全局性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益雙豐收。另外，由于海綿城市PPP模式涉及資金較大、施工時(shí)間長(zhǎng)、工程項(xiàng)目比較復(fù)雜，需要加強(qiáng)項(xiàng)目的審計(jì)監(jiān)督工作。對(duì)審計(jì)人員進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高審計(jì)人員專業(yè)素養(yǎng)，從而提高項(xiàng)目合法性、效益型。

（二）海綿城市建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)踐。網(wǎng)絡(luò)共享化穩(wěn)步發(fā)展?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”可貫穿海綿城市建設(shè)的全過程，可著重建設(shè)以徑流數(shù)據(jù)為中心的水利信息資源共享體系，提升水文檢測(cè)效果，加強(qiáng)海綿工程建設(shè)準(zhǔn)確性。項(xiàng)目建設(shè)時(shí)期，可以將智能監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)融入海綿城市建設(shè)，通過海綿城市智慧管控系統(tǒng)，提高海綿城市的建設(shè)效率，成為特色化海綿城市的技術(shù)支撐，為科學(xué)化海綿工程提供有效支持。項(xiàng)目建成后，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，將示范地區(qū)海綿城市建設(shè)的全過程以及發(fā)展變化在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上共享，著重分析徑流等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建各地區(qū)海綿建設(shè)框架和數(shù)據(jù)分享體系，形成地區(qū)模式可推廣示范模板。此外，通過實(shí)施數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份與更新系統(tǒng)、保障信息安全系統(tǒng)等技術(shù)，以及在微信平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)分享，有助于為全國(guó)海綿城市信息系統(tǒng)提供安全的、可借鑒的數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用平臺(tái)。

（三）萍鄉(xiāng)與南京的建設(shè)案例。首批海綿城市已頗有成效，以萍鄉(xiāng)市為例，萍鄉(xiāng)市排水系統(tǒng)較為老舊，常出現(xiàn)排水滯留，近年來由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和過度開采，環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，優(yōu)化生態(tài)刻不容緩。萍鄉(xiāng)市的海綿城市建設(shè)效益在全國(guó)綜合績(jī)效評(píng)價(jià)中位列第一，就其試點(diǎn)成效來看，萬龍灣、鵝湖公園等內(nèi)澇較為嚴(yán)重的地區(qū)地面積水情況得到明顯改善，生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù)。萍鄉(xiāng)市為全國(guó)范圍內(nèi)海綿城市的建設(shè)提供了重要經(jīng)驗(yàn)，主要表現(xiàn)在：第一，做到保護(hù)環(huán)境和治理內(nèi)澇“兩統(tǒng)籌”。萍鄉(xiāng)市運(yùn)用道路建筑科學(xué)對(duì)城市景觀以及生態(tài)文明綠色建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌管理，充分意識(shí)到綠色“海綿體”在緩解城市內(nèi)澇中所發(fā)揮的不可替代性作用，達(dá)到綜合建筑效益最大化，從而在根本上解決城市內(nèi)澇。第二，設(shè)計(jì)個(gè)性化海綿城市建設(shè)路徑。萍鄉(xiāng)市面對(duì)城市地理位置和氣候水文條件，設(shè)計(jì)特色化城市建設(shè)方案，其提出“上截中蓄下排”的理念，實(shí)現(xiàn)暴雨泄洪和緊急排洪“雙保險(xiǎn)”，初步緩解“城市看?！爆F(xiàn)象。此外，萍鄉(xiāng)市還對(duì)生態(tài)環(huán)境惡化的地區(qū)實(shí)行區(qū)域化專門管理，并且從多維度探究形成城市內(nèi)澇的綜合因素，從而更有針對(duì)性地解決城市內(nèi)澇問題。

除萍鄉(xiāng)市外，江蘇省南京市江心洲海綿城市建設(shè)也效果顯著。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，江心洲致力于構(gòu)建多樣化海綿設(shè)施，從源頭出發(fā)，通過改進(jìn)滲水“海綿體”，從而增強(qiáng)滲水、排水和蓄水效果，改善水文循環(huán)的過程。第一，采用階梯式蓄水“海綿體”和下滲式地面設(shè)計(jì)。通過斜面植被，污水自上而下經(jīng)過沉淀、過濾，得到植物凈化。通過綠植和土壤雙重吸收雨水，提高下滲效果，可以有效減少地表積水，阻斷水量的流失，增強(qiáng)蓄水排水能力。第二，墻體、屋頂花園采用墻身“海綿體”設(shè)計(jì)。綠植面積的明顯擴(kuò)大，展現(xiàn)了生態(tài)“海綿體”的多樣化，有利于實(shí)現(xiàn)水資源的多層次蓄存、循環(huán)利用，改善景觀效果，著力于打造會(huì)呼吸的智慧城市。

萍鄉(xiāng)市和江心洲海綿城市建設(shè)取得初步成功，對(duì)改善生態(tài)文明環(huán)境做出可示范性的貢獻(xiàn)，充分表明“海綿體”這一關(guān)鍵因素在改善水循環(huán)方面發(fā)揮著重要作用?？傮w而言，目前我國(guó)對(duì)海綿城市工程的研究還未發(fā)展成熟，實(shí)踐過程中也遇到一些難題，包括海綿建設(shè)材料不完善、宣傳力度不廣、人民認(rèn)可度不高等，各省市在參考研究其他區(qū)域海綿建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的過程中，更要結(jié)合區(qū)域狀況和條件，構(gòu)建特色化海綿城市。

不可否認(rèn)我國(guó)海綿工程也取得了一定成效。政府報(bào)告指出，南京市在2018年整治了150條黑臭河流，水質(zhì)情況總體上得到改善。綜合來看，海綿城市建設(shè)應(yīng)是長(zhǎng)期工過程，短期工程往往難以立竿見影。海綿城市建設(shè)會(huì)緩解城市內(nèi)澇、治理河湖水污染、恢復(fù)部分綠植天然“海綿體”面積，改善生態(tài)環(huán)境，緩解城市“人水矛盾”，使人與自然更加和諧，推動(dòng)生態(tài)文明綠色建設(shè)。除此之外，海綿城市需要許多建設(shè)新理念、新材料、新工藝，許多海綿產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，海綿城市的推進(jìn)在一定程度上促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的茁壯成長(zhǎng)。

四、海綿城市建設(shè)實(shí)踐中的問題

（一）呈現(xiàn)片區(qū)化、局部化。據(jù)調(diào)查，海綿城市建設(shè)尚未完善，不少問題有待解決，中國(guó)仍處于探尋階段。許多試點(diǎn)城市采取小范圍內(nèi)對(duì)現(xiàn)有城市系統(tǒng)進(jìn)行改造，不斷提高海綿覆蓋面積的規(guī)劃方案。而在小區(qū)的實(shí)際施工過程中，不可避免地對(duì)居民日?；顒?dòng)造成不利影響。目前，海綿城市建設(shè)仍處于試點(diǎn)地區(qū)內(nèi)“海綿化”改造的局部“海綿化”階段，其排水蓄水等功能具有局限性。并且海綿城市項(xiàng)目由于開發(fā)較晚，與其他治水項(xiàng)目存在協(xié)調(diào)性不高的問題，難以發(fā)揮與雨污分流等政策的協(xié)同作用。因此在海綿城市改造過程中，可以采用全局化建設(shè)方案，統(tǒng)籌海綿城市建設(shè)全局，突破各區(qū)域間分離治理、效率不高的局面。

（二）缺乏特色化、系統(tǒng)化。我國(guó)南北方地理水文條件存在顯著差異，不同地區(qū)間蓄水排洪的條件和生態(tài)環(huán)境狀況有所不同，因此針對(duì)不同地區(qū)，因地制宜地建設(shè)海綿城市顯得十分必要。海綿城市建設(shè)項(xiàng)目能夠改善單一地通過排水系統(tǒng)處理積水的情況，其從“滲水、凈水、儲(chǔ)水、排水”等多層次構(gòu)造天然蓄水池、凈水池，多維度地緩解地面積水和城市內(nèi)澇問題，從而改善城市水循環(huán)。缺水地區(qū)需要將海綿城市規(guī)劃與雨水利用工程相結(jié)合，從而提高雨水利用率，著重把握海綿城市蓄水、凈水的功能，緩解城市“人水矛盾”。

生態(tài)大環(huán)境下，南方擁有的生態(tài)“海綿體”較多，北方則較為缺乏天然“海綿體”。因此，南方需要注重如何實(shí)現(xiàn)快速排水，從而緩解城市內(nèi)澇，北方地區(qū)更需要注重“海綿體”的選取，實(shí)現(xiàn)有效下滲，充分利用蓄水功能。此外，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，污水處理系統(tǒng)比較先進(jìn)，引入了雨污分流等工程。而對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，污水處理滯后，在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中，構(gòu)建“海綿村落”具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過“海綿村落”的建設(shè)，可以有效利用雨水資源，去除其“廢棄污水”的刻板印象，有利于緩解城市“人水矛盾”。

研究表明，我國(guó)已有少部分地區(qū)開始重視因地制宜地推進(jìn)特色化海綿城市工程項(xiàng)目，例如青島市、濟(jì)南市的建設(shè)重點(diǎn)在于老城區(qū)的改造，西寧市則是將“治山、潤(rùn)城”融入海綿城市理念中。

（三）缺少滲水“海綿體”，建設(shè)材料單一。為了城市發(fā)展需要，部分林地、湖泊遭到破壞，為城市建筑讓路，天然“海綿體”的數(shù)量減少，而現(xiàn)存的濕地等天然“海綿體”也由于生態(tài)環(huán)境破壞，使得滲水吸水效果大不如前。再加上目前我國(guó)的城市道路建設(shè)材料，多為鋼筋、混凝土等不滲水材料，并且存在材料研發(fā)能力不足的現(xiàn)狀，難以研制出能夠長(zhǎng)期使用的大面積建設(shè)用料。短期內(nèi)，生態(tài)“海綿體”退化與新材料開發(fā)困難雙重壓力，使得海綿城市建設(shè)遇到很大阻力。進(jìn)而，加大新型建設(shè)材料研究力度與保護(hù)天然“海綿體”相結(jié)合，能有效推動(dòng)海綿城市建設(shè)。

五、結(jié)論

綜合來看，海綿城市是惠及民生、收效長(zhǎng)遠(yuǎn)的工程。其通過升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施、改善積水點(diǎn)和提高“海綿體”覆蓋面積，從滲水、凈水、儲(chǔ)水、排水多角度綜合減少地表水量，從而有效緩解城市內(nèi)澇。目前，海綿城市建設(shè)處于新發(fā)展階段，隨著政策的推行，包括“河長(zhǎng)制”、“雨污分流”的推進(jìn)，生態(tài)水環(huán)境得到明顯改善，海綿城市建設(shè)不斷地根據(jù)地區(qū)其他相關(guān)政策相協(xié)調(diào)、相輔相成地規(guī)劃城建方案。面對(duì)當(dāng)前海綿城市建設(shè)出現(xiàn)的分局化、單一化問題，更需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)，充分考慮城市發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展遠(yuǎn)景，優(yōu)化“互聯(lián)網(wǎng)+”海綿城市建設(shè)方案與技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化模型，科學(xué)合理準(zhǔn)確地構(gòu)建全局化建設(shè)路徑，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益最大化。