“海綿城市”理論及在北方城市的應(yīng)用

喬 一 迪

(華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063000)

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“海綿城市”理論及在北方城市的應(yīng)用

喬 一 迪

(華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063000)

介紹了海綿城市的概念和背景，探討了海綿城市的構(gòu)建途徑與技術(shù)，并以河北省遷安市為例，闡述了北方城市進(jìn)行海綿城市建設(shè)的具體方案，有助于解決我國(guó)水資源短缺、水質(zhì)污染、洪澇災(zāi)害等問題。

海綿城市，低影響開發(fā)，雨水，綠地

1 海綿城市概念

海綿城市，是指城市或城鎮(zhèn)能像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境改變及面對(duì)自然災(zāi)害等方面擁有很好的“適應(yīng)性”，比如，降雨過(guò)程中能夠吸收水分、儲(chǔ)存水分、滲透水分、凈化水分，如有需要還可以把前期儲(chǔ)存好的水充分利用。海綿城市及城鎮(zhèn)建設(shè)要遵守自然優(yōu)先、生態(tài)優(yōu)先的原則，把人工工程與自然環(huán)境相融合，在保證城市或城鎮(zhèn)排水防澇安全的要求下，最大程度地實(shí)現(xiàn)降雨在城市或城鎮(zhèn)區(qū)域的積存、滲透及凈化，使生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)、雨水資源得到充分利用。

2 海綿城市理念在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的地位與作用

2.1 建海綿城市的原因

由于對(duì)自然界中的雨水認(rèn)識(shí)不足，過(guò)去城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的雨水要完全排掉，而且雨水需要快排，這樣的雨水排放方式減小了雨水對(duì)城市建筑安全影響，如果城市中所有的建筑物和道路的雨水都按此種方法排放，對(duì)整個(gè)城市的基礎(chǔ)設(shè)施的影響就顯現(xiàn)了，所以目前就出現(xiàn)了城市面積越大，就越容易出現(xiàn)暴雨后積水成海。一個(gè)城市的發(fā)展建設(shè)，同時(shí)也是對(duì)城市原有自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞，改變了地表的性質(zhì)，城市原來(lái)的巖土層，城市在降雨后，雨水會(huì)滲透，向地下排入土層中，涵養(yǎng)水，而城市經(jīng)建設(shè)變成了水泥硬化路面、混凝土硬化廣場(chǎng)及大量的鋼筋混凝土地下結(jié)構(gòu)物等，雨水無(wú)法下滲，只能通過(guò)地表徑流和城市排水系統(tǒng)排放，這往往導(dǎo)致城市內(nèi)澇等諸多城市問題。所以針對(duì)城市發(fā)展建設(shè)的方式，要盡可能減少對(duì)城市地表狀態(tài)的改變。在今后的城市發(fā)展建設(shè)中要充分應(yīng)用雨水滲排方式，如雨水滲井、滲管、綠地、雨水存儲(chǔ)花園等蓄水、排水，以“存、慢排水”和“源頭減控”為主要因素進(jìn)行城市設(shè)計(jì)。

2.2 海綿城市建設(shè)的構(gòu)建途徑

1)以現(xiàn)狀的環(huán)境生態(tài)體系作為建設(shè)用地開發(fā)設(shè)計(jì)的整體思路：第一要考慮場(chǎng)地和周邊的環(huán)境，確定開發(fā)建設(shè)目標(biāo)和控制性指標(biāo)規(guī)劃；第二在水環(huán)境和周邊區(qū)域內(nèi)尋找水循環(huán)控制的有條件性；第三確立重點(diǎn)保護(hù)生態(tài)區(qū)域的現(xiàn)狀環(huán)境。2)重點(diǎn)控制雨水徑流：設(shè)計(jì)下墊面的特性和改善地面的鋪設(shè)來(lái)最大程度的將雨水下滲，降低下墊面的飽和吸水性；將小區(qū)建筑的整體雨水吸收排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)到建筑，將整個(gè)小區(qū)的雨水吸收和儲(chǔ)存起來(lái)，使水體和綠化環(huán)境融為一體。3)從源頭進(jìn)行雨水控制管理：采用滲透方式和分流方式引導(dǎo)雨水緩慢排放；同時(shí)在雨水灌渠設(shè)計(jì)中采用公式結(jié)合模型分析，合理確定雨水徑流的路線和雨水徑流量。4)創(chuàng)造多功能的景觀：在小區(qū)和綠地公園中可以采用雨水調(diào)蓄設(shè)施來(lái)減少土地雨水徑流量，可以保護(hù)建設(shè)的土地，雨水的雜質(zhì)可以得到凈化，起到雨水托過(guò)作用，減少雨水徑流量的各種數(shù)量，促進(jìn)水循環(huán)，有效保護(hù)水土資源，涵養(yǎng)水資源，將景觀和工程相結(jié)合，改善城市環(huán)境。5)教育與維護(hù)：在城市建設(shè)中，不僅需要利用工程手段減少雨水徑流量，同時(shí)應(yīng)該在城市居民當(dāng)中，樹立雨水收集利用的思想，從多種角度開發(fā)建設(shè)城市資源。

3 河北省遷安市海綿城市建設(shè)

遷安市位于河北省東北部，距唐山市75 km，距北京市225 km，市域總面積1 208 km2。屬半濕潤(rùn)、季風(fēng)型大陸性氣候。遷安市年平均地表水資源可利用量?jī)H為0.52億m3，地下水資源已經(jīng)處于超采狀態(tài)。2011年遷安市實(shí)際人均占有水資源為401 m3，大大低于全國(guó)平均2 200 m3的人均占有量，屬于缺水型城市。

3.1 建成區(qū)海綿化改造方案

1)重點(diǎn)改造區(qū)域現(xiàn)狀:a.根據(jù)現(xiàn)狀用地劃分改造類型：從疊加重點(diǎn)改造區(qū)域和現(xiàn)狀用地情況可以看出，海綿化改造主要包括居住小區(qū)改造、公園綠地改造和城市道路改造三種類型。b.現(xiàn)狀建筑密集帶來(lái)海綿化改造難度大：該城市中心城區(qū)建成區(qū)建筑非常密集，帶來(lái)海綿化改造的難度較大。

2)現(xiàn)狀居住小區(qū)改造方案:a.建筑屋頂改造：建議對(duì)現(xiàn)狀建筑屋頂進(jìn)行海綿化改造的最佳途徑是種植屋頂綠化，通過(guò)軟化屋面實(shí)現(xiàn)凈化和收集雨水的目的。其次，在條件缺乏的情況下，可通過(guò)對(duì)屋面材料的改造降低對(duì)雨水的污染，建議選擇瓦質(zhì)材料。b.小區(qū)綠地改造：建議對(duì)現(xiàn)狀小區(qū)的集中綠地逐步實(shí)施下沉式改造，下沉深度不小于100 mm。結(jié)合集中綠地布局滲透塘和濕塘等低影響開發(fā)設(shè)施，提升對(duì)雨水的滲透、積存和凈化能力。c.小區(qū)道路改造：建議將小區(qū)車行道路利用透水混凝土等材料進(jìn)行透水化改造，提高道路的透水性，降低徑流污染。d.硬質(zhì)場(chǎng)地改造：建議對(duì)居住小區(qū)內(nèi)的硬質(zhì)場(chǎng)地，如小廣場(chǎng)和停車場(chǎng)等，進(jìn)行透水化改造，將不透水鋪裝改為透水鋪裝。

3)現(xiàn)狀公園綠地改造方案:a.下沉式改造：建議對(duì)現(xiàn)狀公園綠地進(jìn)行局部下沉式改造，下沉深度不小于120 mm。b.硬質(zhì)場(chǎng)地改造：建議對(duì)公園綠地內(nèi)的現(xiàn)狀硬質(zhì)場(chǎng)地進(jìn)行透水化改造，將步行道、廣場(chǎng)和停車場(chǎng)原有的不透水鋪裝改為透水鋪裝。c.建設(shè)雨水調(diào)蓄池：建議以黃臺(tái)山公園為依托，建設(shè)雨水調(diào)蓄池，提升城市對(duì)雨水的調(diào)蓄和資源化利用能力。

4)現(xiàn)狀城市道路改造方案：a.道路路面改造：建議對(duì)車行道和非機(jī)動(dòng)車道進(jìn)行透水化改造，改為透水混凝土等材料，提高道路的透水性，降低徑流污染。建議將步行道改為透水鋪裝。b.道路綠化帶改造：建議將車行道兩側(cè)綠化帶改為生物滯留帶，并進(jìn)行下沉式改造，下沉深度不小于100 mm。

3.2 海綿城市理念城市建設(shè)改造具體方案

1)三里河環(huán)境治理工程。三里河環(huán)境治理工程應(yīng)用“海綿城市理念”的措施為：建設(shè)生態(tài)駁岸。a.項(xiàng)目概況:三里河是遷安市的母親河，20世紀(jì)70年代以后，大量工業(yè)廢水和生活污水排入河道，三里河水質(zhì)遭到嚴(yán)重污染。2007年，遷安市決定徹底改變?nèi)锖蛹皟砂睹婷?，全面?shí)施三里河環(huán)境治理工程，恢復(fù)生態(tài)的綠色基底，構(gòu)建一條獨(dú)具特色的廊道。b.生態(tài)駁岸設(shè)計(jì):三里河環(huán)境治理工程通過(guò)建設(shè)生態(tài)駁岸，恢復(fù)生態(tài)綠色基底，作為整個(gè)生態(tài)道建設(shè)的重要基礎(chǔ)。從平面上看，三里河兩岸布局了疏林草地、林地、濱水濕地、植物島和花圃等軟質(zhì)元素；從剖面上看，濱水河岸設(shè)計(jì)中運(yùn)用了下沉式斷面，用于種植水生植物。駁岸的生態(tài)化設(shè)計(jì)提升了三里河對(duì)雨水的滲透和積存作用。c.建成效果：三里河環(huán)境治理工程完成后，重現(xiàn)了“蘆葦叢生、綠樹成蔭、雀鳥棲息”的優(yōu)美環(huán)境，生態(tài)駁岸發(fā)揮了明顯的雨水滲透和積存作用。

2)黃臺(tái)山公園建設(shè)。黃臺(tái)山公園建設(shè)工程應(yīng)用“海綿城市理念”的措施為：打造人工湖與利用植草溝。a.項(xiàng)目概況:為恢復(fù)黃臺(tái)勝景，弘揚(yáng)遷安歷史文化，提升城市品位，打造市民休閑樂園，遷安市于2004 年4月開工建設(shè)黃臺(tái)山公園，2007年5月竣工開放，公園總占地34.21 hm2。b.人工湖建設(shè)：黃臺(tái)山公園建設(shè)中利用地形打造人工湖以收集雨水，使得公園內(nèi)的雨水盡可能地不外排，充分發(fā)揮了公園綠地對(duì)于雨水的積存作用。c.植草溝利用:黃臺(tái)山公園利用植草溝進(jìn)行雨水初步凈化和收集排放，與傳統(tǒng)排水溝相比進(jìn)行了三方面的改進(jìn)。首先在排水溝兩側(cè)進(jìn)行綠化種植，以初步凈化收集的雨水；其次進(jìn)行加蓋處理，并在其上繼續(xù)鋪設(shè)卵石，以進(jìn)一步發(fā)揮凈化雨水的作用；再次在溝底鋪設(shè)卵石以增加對(duì)雨水的滲透作用。

3)人民廣場(chǎng)建設(shè)。人民廣場(chǎng)建設(shè)工程應(yīng)用“海綿城市理念”的措施為：建設(shè)下沉式廣場(chǎng)和綠地。a.項(xiàng)目概況:人民廣場(chǎng)位于燕山中路以東，鋼城大街以北，占地約9 hm2，2003年4月開工建設(shè)，2004年5 月1 日竣工并對(duì)外開放。整個(gè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)了中心匯聚廣場(chǎng)、東北角兒童樂園、西北角百花園、東南角暢想園、西南角靜思園、東側(cè)觀光柱廊和步行街6個(gè)區(qū)域。b.建設(shè)下沉式廣場(chǎng)和綠地:人民廣場(chǎng)在建設(shè)過(guò)程中通過(guò)廣場(chǎng)和綠地的下沉，營(yíng)造豐富的空間格局和城市景觀，同時(shí)在雨水積存利用方面也發(fā)揮了明顯的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)城市建設(shè)中，雨水將被認(rèn)為是可利用的資源，合理運(yùn)用海綿城市的理論，采用低影響開發(fā)的城市建設(shè)模式，改變?cè)杏晁占问?，改直排為滲排，改點(diǎn)收集為面收集，改硬化鋪裝地面為滲水鋪裝，改高綠化帶為下洼綠地，改硬化河道為濕地河塘等措施，讓城市的市政路網(wǎng)、生活小區(qū)、景觀綠地和濕地水系都承載著海綿城市的理念，讓雨水資源利用融入城市、城鎮(zhèn)建設(shè)的每一個(gè)角落，有效減輕城市內(nèi)澇、削減城市地表徑流污染總量、含蓄雨水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境，讓水資源和綠色資源與城市和諧發(fā)展，享受環(huán)境帶來(lái)的效益。

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The theory of “sponge city” and applying in north city

Qiao Yidi

(CollegeofCivilandArchitecturalEngineering,NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063000,China)

Concept and background of “sponge city” are introduced in this paper, at the same time, construction approaches and technology are researched. This paper expounds the program of “sponge city” construction in north city basing on Qian’an city, Hebei province, so as to solve some problems in defects in water resources, water pollution, and flood disasters.

sponge city， low impact development, rain, green space

1009-6825(2016)32-0043-03

2016-09-06

喬一迪(1995- )，女，在讀本科生

TU984

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