海綿城市初探

張 蓉

（北京市水利規(guī)劃設計研究院，北京100048）

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海綿城市初探

張 蓉

（北京市水利規(guī)劃設計研究院，北京100048）

摘要：本文闡述了海綿城市這一新理念的特點，構建的必要性和原則、內(nèi)容和技術措施，以及當前我國建設海綿城市的進展情況。

關鍵詞：海綿城市；必要性；內(nèi)容和原則；技術和措施

1　概述

海綿城市是比喻城市像海綿一樣，遇到有降雨時，能夠就地或就近吸收、存蓄、滲透、凈化雨水、補充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；在干旱缺水時有條件把蓄存的水釋放出來。它在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面，具有良好的彈性。它是城市建設的一種新思想，新理念。是將良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)引入景觀化城市，使人們獲得可持續(xù)發(fā)展的、美好的城市生活環(huán)境。它是尊重自然水循環(huán)，尊重生態(tài)過程的一種新的設計方法。由于它尊重自然、與自然和諧相處，盡量縮小和避免開發(fā)和破壞之間的矛盾，所以稱之為“低影響開發(fā)”。由于它本身具有自然積存、自然滲透、自然凈化的功能，所以它是我國城市建設發(fā)展的主要方向和一項重大任務。

2　構建海綿城市的必要性

黨的十八大報告提出：“面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴峻形勢，必須樹立起尊重自然、順應自然、保護自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設放在突出的地位……”。海綿城市的建設，是生態(tài)文明建設的一項重要內(nèi)容。

水的循環(huán)包括：水的自然環(huán)境和水的社會循環(huán)。水的社會循環(huán)，對水的自然循環(huán)，有很大的負面影響。海綿城市要做的，就是把健康的、良好的水的社會循環(huán)納入到水的自然循環(huán)中去。

基于以下狀況提出建設海綿城市的要求。

（1）城市化改變了下墊面的組成和性質(zhì)；

（2）城市生產(chǎn)、生活釋放了大量的熱能、氣溫升高；

（3）城市排出大量的氣體和顆粒物，改變了大氣的組成；

（4）城市廢污水的排放，造成了水質(zhì)污染；

（5）城市大量的用水耗水，導致水資源枯竭；

這些情況使得建設海綿城市尤為迫切和必要。

3　海綿城市的主要內(nèi)容和構建原則

3.1 海綿城市的內(nèi)容

海綿城市的內(nèi)容：簡單地說，就是雨水的留存和處理。前者是把雨水留下來，后者是把水加以處理使之干凈。

海綿城市能充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市的內(nèi)澇，削減城市徑流的污染負荷，外來的自然污染物得以自凈，并可維持水量與水質(zhì)的平衡，節(jié)約水資源，保護和改善城市的生態(tài)環(huán)境。

顯然，海綿的吸水和納水，并加以凈化，是它的主要標志和功能，雖有利于城市內(nèi)澇的緩解，但城市遇較大的內(nèi)澇時，需快排、急排。而常態(tài)的海綿城市則是緩排。

3.2 構建海綿城市的基礎

構建海綿城市有三個重要的基礎，即要有三個系統(tǒng)：統(tǒng)籌低影響開發(fā)的雨水系統(tǒng)；城市雨水管渠的排水系統(tǒng)；超標準雨水徑流的排放系統(tǒng)。

第一個系統(tǒng)是對雨水進行滲透、儲存、調(diào)節(jié)、傳輸、截污、凈化；第二個系統(tǒng)是傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)；第三個系統(tǒng)是對于一旦發(fā)生的超過設計標準的城市澇水的排放系統(tǒng)。三個系統(tǒng)是相互補充、相互依存的。三個系統(tǒng)的建立，其對象和目標既有自然水體，也有調(diào)節(jié)水體；其措施既有行泄通道，也有調(diào)蓄水池等。

3.3 構建海綿城市的原則

構建海綿城市的原則是：生態(tài)優(yōu)先，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境的保護。統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用的各環(huán)節(jié)，并考慮其復雜性和長期性。

歸納起來，海綿城市要具備的功能可以精簡為六個字：滲、滯、蓄、凈、用、排。

4　構建海綿城市的技術措施

構建海綿城市的技術措施按其功能可以大致分為以下幾類。

4.1 滲水工程措施

早于“海綿城市”概念提出之前，“雨水利用”已在我國廣泛被提倡和應用，許多雨洪利用的技術措施，也是海綿城市可以采用的。例如在滲水方面，利用綠地或通過滲井、滲溝、透水路面增加入滲回補。

海綿城市通常采用以下幾類下滲工程措施。

（1）透水鋪裝

透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝，嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。

（2）下沉式綠地

下沉式綠地指低于周邊地面或道路200mm以內(nèi)的綠地，一般應設置溢流口（雨水口），其頂部標高應高于綠地50mm以上。

（3）滲透塘

是一種用于雨水下滲補充地下水的洼地，有凈化和消峰作用。

滲透塘前應設置沉砂池、前置塘等預處理設施，去除大顆粒的污染物并減緩流速；有降雪的城市，應采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑侵害植物。

（4）滲透管/渠

滲透管/渠是指具有滲透功能的雨水管/渠，可采用穿孔塑料管、無砂砼管/渠和礫（碎）石材料組合而成。滲管/渠應設置植草溝、沉淀（砂）池等預處理設施。

4.2 滯蓄水工程措施

在“雨洪利用”中，雨水的集蓄和利用、坑塘蓄水、河湖攔蓄、地下水回灌，都是滯蓄水的工程措施，“海綿城市”常用的工程措施有以下類型。

（1）濕塘

濕塘是指具有雨水調(diào)節(jié)和凈化功能的景觀水體，雨水同時作為其補充水源，一般由進水口、前置塘、主塘、溢流出水口、護坡及駁岸、維護通道等構成。

（2）雨水濕地

雨水濕地與濕塘構造相似，是具有凈化作用的調(diào)蓄雨水的一種濕地，分表流和潛流兩種，常采用防滲以維持雨水的水量。

（3）其它方式

其它方式主要有：路牙開槽、水泡景觀、景觀水池、雨水花園等。

4.3 凈水工程措施

（1）生物滯留設施

生物滯留設施是指地勢較低的地區(qū)通過植物、土壤、微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的措施。

對于污染嚴重的匯水區(qū)應選用植草溝、植被緩沖帶或沉淀池等對徑流雨水進行預處理，去除大顆粒的污染物并減緩流速；應采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑或石油類等高濃度污染物侵害植物；屋面徑流雨水可由雨落管接入生物滯留設施，道路徑流雨水可通過路緣石豁口進入，路緣石豁口尺寸和數(shù)量應根據(jù)道路縱坡等經(jīng)計算確定。

（2）植草溝

植草溝是指種有植被的地表溝渠。有收集、輸送、排放徑流的作用，并有一定的凈化作用?？煞譃閭鬏斝?、滲透型（干式）、有水型（濕式）等。淺溝斷面形式宜采用倒拋物線形、三角形或梯形。

（3）植被緩沖帶

植被緩沖帶為坡度較緩的植被區(qū)，經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，并去除徑流中的部分污染物，植被緩沖帶坡度一般為2%～6%，寬度不宜小于2m。

4.4 用水、排水工程措施

在滲、滯、蓄、凈水措施完成之后，海綿中已蓄滿了可用之水，如何用這些水，傳統(tǒng)的技術措施如抽水、提水、引水、輸水等均可與上述措施配套設置，從而達到用水的目的。海綿城市的排水方式與原有的傳統(tǒng)方式有所不同。原有城市的雨水、洪澇水總是盡快排掉，海綿城市則非如此，設計標準以內(nèi)的雨水，要層層滲、蓄、滯、留，然后用過的水或多余的水再慢慢排掉，超標準的洪澇水，則啟動應急方案快速地排放，故應有兩套排放系統(tǒng)的設置。

5　我國海綿城市建設狀況

2015年3月，財政部、住建部、水利部聯(lián)合審批批準了16個城市做為試點：遷安（冀）、白城（吉）、鎮(zhèn)江（蘇）、嘉興（浙）、池州（徽）、廈門（閩）、萍鄉(xiāng)（贛）、濟南（魯）、鶴壁（豫）、武漢（鄂）、常德（湘）、奎寧（桂）、重慶、遂寧（川）、貴安新區(qū)（黔）、西咸新區(qū)（陜）。

試點海綿城市條件：試點面積要大于15km2，多年平均降雨量要大于400mm。

在上述16個試點城市中，有不少是已經(jīng)做出了一定成績或效果，如常德、鎮(zhèn)江、西咸新區(qū)、武漢等。沒有列入試點城市中的，也有的做得不錯，例如北京、南寧、深圳等。

北京的雨水利用啟動較早，十多年前就編制了雨洪利用規(guī)劃及各個專項技術研究及小區(qū)應用研究。2013年發(fā)布了《雨水控制與利用設計規(guī)范》。不僅在理論上分析及模擬試驗上做了大量的工作，在實踐上也取得了可喜的成果。截至2014年底，建成各類雨水利用工程2150處，公共綠地2.2萬hm2。僅2014年就吸收雨水1.83億t，約占北京市年均可利用水資源量的一成左右。北京為加強海綿城市建設要求所有新建改造綠地均需提升集雨節(jié)水功能，同時結合較低洼的綠地，將建設70余處雨洪調(diào)蓄型綠地。并擬建地下調(diào)蓄池34座，總容積達21萬m3。

深圳市從2009年起就推動光明新區(qū)低沖擊開發(fā)示范區(qū)的創(chuàng)建工作，并于2011年9月獲得住房城鄉(xiāng)建設部頒發(fā)的“全國低沖擊開發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)”的稱號，于2013年12月發(fā)布了“規(guī)劃設計導則”。

武漢市不僅取得了中央資助的15億元，自己也投入了近百億元，兩個海綿城市示范區(qū)已經(jīng)啟動，規(guī)劃設計導則也已制定。

全國第一部“海綿城市建設標準圖集”已在廣西南寧市出臺，包括了滲水井、下沉式綠地、雨水利用、生物滯留措施、植草溝等10余種大樣圖或詳圖。為海綿城市規(guī)劃設計提供了第一手資料。

為指導海綿城市建設，住建部在2014年10月頒發(fā)了“海綿城市建設指南”。2015年7月，住建部又出臺了海綿城市建設效果的“考核辦法”，擬定了六個方面的考核指標：水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全、制度建設及執(zhí)行情況。并分“城市自查”、“省級評價”及“部級抽查”三個階段進行考核，這無疑將更進一步推動和搞好海綿城市的建設。

6　結語

目前16個試點城市啟動不到一年，對于這一新思想、新理念、新方法，尚處在摸索、探討、研究、實踐階段。筆者對海綿城市有兩點不同意見。

（1）70%雨水就地消納和利用問題。我國的降水在一年當中分布是十分不均勻的，對北方地區(qū)來說，70%～80%的降水集中在汛期（6～9月），而汛期也往往是城市發(fā)生暴雨形成內(nèi)澇之時。這時主要矛盾是把澇水排走而不是蓄滯雨水，國辦下達的海綿城市指標要把70%的雨水消納利用，是否現(xiàn)實。

（2）海綿城市只能針對一個城市的范圍來規(guī)劃設計形成一個“小海綿”或“中海綿”，是形象地比喻存蓄進水和需要時的“擠出”用水?！按蠛＞d”的說法是把范圍擴大到流域、水系、乃至海洋，其作用甚至可以消納排除洪澇水，那不成了“海綿流域”了嗎？此概念不妥。“海綿城市”解決不了城市的內(nèi)澇，因其要緩排慢排，城市的防洪排澇系統(tǒng)，要求遇大水時急排快排。它不是“海綿城市”的概念和內(nèi)容，但要和“海綿城市”一起建設。

參考文獻

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作者簡介：張 蓉（1968年—），女，高級工程師。

收稿日期：2016-01-15

DOI：10.3969 /j.issn.1672-2469.2016.03.040

中圖分類號：TU984

文獻標識碼：A

文章編號：1672-2469（2016）03-0113-03