海綿城市理念在廣西新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用

文_全 紅（南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，高級(jí)工程師、雙師型教師）

廣西地處亞熱帶多雨地區(qū)，雨季較長且降雨頻繁，因此在新農(nóng)村建設(shè)中，需重視對(duì)農(nóng)村水系統(tǒng)的治理。尤其是排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅要考慮生產(chǎn)生活污水的排放，更要考慮當(dāng)暴雨洪災(zāi)來襲時(shí)，因污水管網(wǎng)陳舊，路網(wǎng)、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善導(dǎo)致內(nèi)澇時(shí)常發(fā)生的問題，及時(shí)做好內(nèi)澇發(fā)生的應(yīng)急處置?！稄V西壯族自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)2021年度廣西鄉(xiāng)村風(fēng)貌提升工作實(shí)施方案的通知》（桂政辦發(fā)〔2021〕39號(hào)）提出，要加強(qiáng)鄉(xiāng)村風(fēng)貌工程建設(shè)，推進(jìn)傳統(tǒng)村落防火等防災(zāi)減災(zāi)設(shè)施和道路、排水等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

海綿城市被稱作“水彈性城市”，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，讓城市像海綿一樣，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將儲(chǔ)存的水釋放出來并加以利用。將海綿城市理念引入社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中，加強(qiáng)對(duì)雨水資源的利用與管理，優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升鄉(xiāng)村排水能力，可改善農(nóng)村人居環(huán)境，開創(chuàng)新農(nóng)村雨洪管理的新路徑。

一、海綿城市理念與內(nèi)涵

海綿城市理念源自習(xí)近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議》中提出的“海綿城市”愿景，該理念運(yùn)用生態(tài)思維，在保證城鎮(zhèn)安全排水防澇的基礎(chǔ)上，通過生態(tài)措施和人工措施將部分雨水滲透、存蓄、凈化并加以利用。

作為建設(shè)領(lǐng)域中的熱門建筑理念，海綿城市設(shè)計(jì)對(duì)于城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)來說是一項(xiàng)重要的機(jī)遇與革命，利用海綿的吸附原理，遵從自然規(guī)律和環(huán)境因素，把水作為一個(gè)整體，通過生態(tài)環(huán)境保護(hù)與人工措施對(duì)水資源的合理利用，采取低影響開發(fā)措施，對(duì)雨水進(jìn)行滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等，可有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染，系統(tǒng)解決水資源和水災(zāi)害的問題。城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)即傳統(tǒng)排水系統(tǒng)，應(yīng)與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)共同組織徑流雨水的收集、轉(zhuǎn)輸與排放。超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)通過綜合選擇自然水體、多功能蓄水體、行泄通道、調(diào)蓄池等自然途徑或人工設(shè)施構(gòu)建。以上三個(gè)系統(tǒng)并不是孤立的，三者相互補(bǔ)充、相互依存，是海綿城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)元素。

二、海綿城市理念對(duì)廣西新農(nóng)村建設(shè)的重要性

只有科學(xué)運(yùn)用海綿城市理念和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，因地制宜解決農(nóng)村水生態(tài)和水環(huán)境的問題，提高水資源利用率，才能緩解農(nóng)村居民供水壓力，減少政府不必要的財(cái)政支出，最大限度減少內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生，建設(shè)生態(tài)家園，提高人民幸福指數(shù)。

（一）有效調(diào)節(jié)水資源“供需”平衡

水資源合理利用，一方面可以滿足我們的日常生活需求，另一方面可以作為新農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展的重要生態(tài)保障；若隨意浪費(fèi)水資源，疏于監(jiān)管而肆意排放工業(yè)廢水、未經(jīng)處理的生活污水及受農(nóng)藥污染的農(nóng)田污水等，會(huì)對(duì)居民的日常生活造成嚴(yán)重影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染與破壞，影響新農(nóng)村的生態(tài)建設(shè)。合理利用水資源，遵循海綿城市的生態(tài)優(yōu)先原則，利用生態(tài)措施和人工措施改善排水系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、人文地理、地形要素等?duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行一定的補(bǔ)充，可以為新農(nóng)村建設(shè)中的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一定的參考。

（二）減少供水壓力

近年來，我國部分地區(qū)出現(xiàn)水資源匱乏、水污染嚴(yán)重、雨洪成災(zāi)的現(xiàn)象，越來越多的地區(qū)開始重視水資源的儲(chǔ)存與利用。政府部門鼓勵(lì)新農(nóng)村建設(shè)引進(jìn)海綿城市的理念，一方面水資源可以作為后續(xù)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要資源，另一方面可以利用生活污水的生態(tài)處理技術(shù)，采用低影響開發(fā)海綿措施的組合應(yīng)用，在控制徑流污染的同時(shí)緩解我國的用水壓力，提高水資源的利用率。

（三）增強(qiáng)抗內(nèi)澇能力

廣西地處云貴高原東南邊緣，兩廣丘陵西部，在太陽輻射、大氣環(huán)流和地理環(huán)境的共同作用下，形成熱量豐富、雨熱同季、降水豐沛、干濕分明、日照適中、冬少夏多、災(zāi)害頻繁、旱澇突出的氣候特征，因此廣西是全國降水量最豐富的省區(qū)之一。海綿城市理念在此氣候特征的背景下，在進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)時(shí)就必須考慮雨水量大、冬季氣候干旱等特點(diǎn)，包括雨季旺盛時(shí)的排水量。在新農(nóng)村建設(shè)中應(yīng)用海綿城市理念，可以在干旱季節(jié)時(shí)緩解一定的用水壓力，預(yù)防雨季成澇的現(xiàn)象，確保居民在日常生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)利用水資源發(fā)展當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)。

三、提高海綿城市理念在廣西新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用策略

如何通過生態(tài)措施與人工措施把海綿城市的理念應(yīng)用到新農(nóng)村的建設(shè)中，是我國眾多建筑學(xué)專家致力攻克的難題。海綿城市理念重點(diǎn)是以“海綿”為載體，讓城市具有相同效應(yīng)的“蓄水器”和“集水器”，充分利用自然資源，運(yùn)用雨水收集系統(tǒng)配合生態(tài)措施增加雨水利用功能，增大下滲排放量，通過自身優(yōu)化補(bǔ)給方式解決水資源補(bǔ)給問題。

（一）利用天然“海綿體”提高雨水資源利用率

池塘、湖泊、河流、農(nóng)田、綠林植被等可作為新農(nóng)村建設(shè)海綿城市理念中的天然海綿體，它們對(duì)雨水具有吸納、儲(chǔ)蓄的作用。在池塘、湖泊、河流、農(nóng)田等附近建設(shè)一定的堤壩保護(hù)措施，利用綠林植被形成的天然防護(hù)層，可以減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生。同時(shí)通過一定的措施在天然海綿體附近安裝與池塘、湖泊、河流、農(nóng)田等相連的管道，雨季旺盛時(shí)對(duì)過多的水資源進(jìn)行吸納、凈化并儲(chǔ)存，利用凈化功能將潔凈的水輸送至用戶家中；旱季時(shí)將水資源輸送至干旱的地區(qū)，以緩解用水壓力。利用海綿體原理管控雨水，一方面利用暗管將水資源與天然海綿體結(jié)合形成灌溉系統(tǒng)，另一方面利用海綿體協(xié)助水利工程設(shè)施建設(shè)，提高雨水的回收利用（圖1）。

圖1 提高雨水資源利用率路徑圖

（二）將海綿城市理念應(yīng)用于新農(nóng)村道路建設(shè)

建設(shè)新農(nóng)村時(shí)由于道路的排水設(shè)計(jì)不夠完善，采用的材料滲水性及穩(wěn)固性不足，導(dǎo)致道路在雨季旺盛時(shí)排水量小于積水量，路面積水（圖2），長期被雨水浸泡后容易出現(xiàn)坍塌，給居民的日常生活帶來一定的影響。

圖2 被雨水浸泡過的道路

一是利用海綿體松軟與透氣的原理，在建設(shè)時(shí)采用較為透氣的建筑材料，通過設(shè)置一定的坡度，讓雨水直接滲入地下，提高排水效率。同時(shí)，在道路建設(shè)時(shí)將道路分為兩層，每層分別采用不同的材料，在道路路面底層鋪設(shè)不透水材料，表面鋪設(shè)透氣性強(qiáng)的瀝青、混凝土等材料（圖3），可以促使地面水順著地形加快排入道路兩旁的溝渠流進(jìn)地下水系統(tǒng)。

圖3 海綿道路

二是選用道路綠地，在道路兩旁設(shè)置植草溝、種植池、濕塘等設(shè)施，種植各類植被處理地表徑流。如種植喬木時(shí)，去除喬木下層的建筑垃圾和土壤滯水層，使雨水能被土壤、植物及微生物過濾，利用植被根部吸水的原理，在減少地表徑流的同時(shí)凈化地面雨水，可以加快路面雨水排放的速度，避免道路在雨水長期浸泡后出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。對(duì)于農(nóng)村機(jī)動(dòng)車道等受污染較嚴(yán)重的區(qū)域，初期雨水懸浮物及有機(jī)物污染嚴(yán)重，可以設(shè)置初期雨水棄流裝置；對(duì)于已經(jīng)建設(shè)的道路，可以降低道路周邊綠地標(biāo)高，設(shè)置路緣口開口改造及種植池等措施將道路徑流雨水引流到綠地范圍（圖4），同時(shí)通過水位溢流設(shè)施，將地面雨水接到市政管網(wǎng)或者周圍水系，設(shè)置人工雨水濕地、調(diào)蓄塘等把硬質(zhì)道路改造成街道綠色種植區(qū)域（圖5）。

圖4 道路綠地

圖5 道路旁設(shè)濕塘

（三）將海綿城市理念應(yīng)用于新農(nóng)村排水系統(tǒng)建設(shè)

1.重視區(qū)域水資源平衡與區(qū)域供水需求

新農(nóng)村給排水系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，建設(shè)的過程需要充分考慮區(qū)域水資源的平衡性和區(qū)域供水問題。當(dāng)前部分鄉(xiāng)村在排水建設(shè)過程中，未充分考慮水資源在時(shí)間和空間上分布不均衡的問題，這就導(dǎo)致了城市管網(wǎng)建設(shè)過程中，其實(shí)際承載量與需求量不相匹配，造成資源的巨大浪費(fèi)。例如生活用水、工業(yè)用水、綠化灌溉等都有不同的用水需求，在開展排水規(guī)劃建設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同區(qū)域的發(fā)展情況進(jìn)行選擇，充分考慮新農(nóng)村建設(shè)變化及可能出現(xiàn)的供水排水需求變化。新農(nóng)村建設(shè)發(fā)展迅速，排水需求量將會(huì)增大，因此在管網(wǎng)的建設(shè)過程中應(yīng)預(yù)留空間，保證洪水能及時(shí)排出。

2.雨水資源分級(jí)利用

在新農(nóng)村建設(shè)中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要，當(dāng)前一些新農(nóng)村對(duì)水的存儲(chǔ)、凈化、排放等水系統(tǒng)的部分設(shè)施功能設(shè)置不全，往往以儲(chǔ)存水資源為主，功能較單一，導(dǎo)致水資源利用率不高。因此，新農(nóng)村建設(shè)應(yīng)加大給排水系統(tǒng)的分類設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)一定的暗管及水庫用以儲(chǔ)存水資源，同時(shí)安裝凈化設(shè)施（圖6），將大部分的水資源進(jìn)行凈化后通過系統(tǒng)管道排放至其他干旱地區(qū)，對(duì)水資源進(jìn)行二次利用。利用海綿儲(chǔ)水量大并可控制排水速度的原理，加大水系統(tǒng)中的水庫建設(shè)，以更多的容量容納水資源，在減少水資源污染的同時(shí)提高水資源的環(huán)保與利用；對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行分類建設(shè)，完善水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在適應(yīng)旺盛雨季與大量積水時(shí)更具海綿“彈性”。

圖6 雨水存儲(chǔ)凈化利用

3.海綿新技術(shù)應(yīng)用——無動(dòng)力屋面雨水延時(shí)分流系統(tǒng)

廣西傳統(tǒng)村落未形成完善的排水系統(tǒng)，房屋建筑因長期遭到雨水沖刷導(dǎo)致地基移動(dòng)造成房屋傾斜，又因長期積水導(dǎo)致房屋材料損壞。為減輕地面徑流，減輕排水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，可設(shè)計(jì)一套海綿設(shè)施專利產(chǎn)品（圖7），選擇性收集凈化的屋面雨水作為中水使用，減輕生活給水設(shè)施的負(fù)荷。同時(shí)構(gòu)建和健全傳統(tǒng)村落的消防系統(tǒng)，避免發(fā)生火災(zāi)時(shí)出現(xiàn)消防用水不夠的問題。

圖7 無動(dòng)力屋面雨水延時(shí)分流系統(tǒng)

根據(jù)屋面雨水比較容易清潔的特點(diǎn)，利用屋面雨水高位勢(shì)能自動(dòng)棄流初期雨水，經(jīng)過短時(shí)間的延時(shí)分流，將后期雨水進(jìn)行回收再進(jìn)入中水水箱，過程自動(dòng)排空（圖8）。無須建設(shè)棄流井、無須用電、無須人工操作，具有節(jié)省占地空間、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)用戶需求最大限度回收雨水量，可用于室內(nèi)沖廁及地面沖洗等，相關(guān)設(shè)施因地制宜，靈活布置，雨水回收過程與中水回用過程均不需設(shè)置提升水泵等用電設(shè)備及電控設(shè)備；將屋面雨水用于綠化、灌溉、沖洗、消防用水等中水供水，可節(jié)省生活用水，降低城市道路雨水徑流的負(fù)擔(dān)，減輕雨水處理負(fù)擔(dān)，在低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理中起著非常重要的作用，能緩解城市防洪、排水壓力，避免路面積水和內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生，在新農(nóng)村建設(shè)中具有推廣的積極意義。

圖8 雨水延時(shí)分流回收裝置

（四）將海綿城市理念應(yīng)用于新農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)

完整的生態(tài)系統(tǒng)是新農(nóng)村建設(shè)與居民日常生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保證。將整體的生態(tài)系統(tǒng)看作一大塊海綿體，生態(tài)植物看作海綿體的吸水部分，在處于較容易形成積水的地區(qū)種植吸水性較強(qiáng)的植物與綠被，對(duì)當(dāng)前遭受生態(tài)破壞環(huán)境的植被等進(jìn)行一定的修復(fù)與維護(hù)，可形成水環(huán)境適應(yīng)性水鄉(xiāng)景觀。實(shí)現(xiàn)新農(nóng)村生態(tài)海綿系統(tǒng)，一是優(yōu)先選擇適應(yīng)場(chǎng)地環(huán)境的鄉(xiāng)土植物，維護(hù)成本低，可構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)群落，避免選擇入侵物種或有破壞性根系的植物，因?yàn)槿肭种参锶菀捉o已經(jīng)建立起來的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊，給管理維護(hù)帶來壓力。二是需要對(duì)堆積大量沙河淤泥等排水不同的地區(qū)進(jìn)行疏通和整治，采取陂塘、梯田、植草溝、植被緩沖帶、人工濕地、生態(tài)駁岸及下沉式綠地等海綿措施。

四、結(jié)論

本文提出廣西新農(nóng)村建設(shè)中應(yīng)用海綿城市理念策略，在道路設(shè)計(jì)、給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生態(tài)環(huán)境治理時(shí)，多角度全方位立體應(yīng)用，探索新農(nóng)村建設(shè)的創(chuàng)新模式，對(duì)廣西新農(nóng)村建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。海綿城市理念引入新農(nóng)村建設(shè)后，在有效防治城市內(nèi)澇、提高水資源利用等方面取得了一定的積極作用與成果，改善了整體水系統(tǒng)的供需矛盾，減少了排水壓力，對(duì)探索具有廣西本土特色的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建、加強(qiáng)廣西鄉(xiāng)村風(fēng)貌治理提供了一些思路，進(jìn)而可為全力打造高品質(zhì)生活的新農(nóng)村創(chuàng)造條件。