海綿城市建設(shè)思路與技術(shù)路線初探

孫迎春

摘 要：在生態(tài)文明理念指導(dǎo)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的背景下，海綿城市成為當(dāng)下解決城市雨洪管理難題的新模式。海綿城市旨在以一種生態(tài)友好的方式收集、清潔和使用降雨，減少危險(xiǎn)和污染的徑流。相關(guān)的技術(shù)包括可滲透道路、屋頂花園、雨水收集、雨水花園、綠地、池塘和湖泊等藍(lán)色空間。海綿城市的實(shí)施不僅可以減緩城市洪澇災(zāi)害，還可以實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共存，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，引導(dǎo)城市可持續(xù)發(fā)展，為政府解決城市雨洪綜合管理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：海綿城市；建設(shè)思路；技術(shù)路線

中圖分類號(hào)：TU985 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）18-0005-02

近年來，我國多地暴雨頻發(fā)，城市內(nèi)澇嚴(yán)重，引發(fā)了對(duì)城市水生態(tài)的關(guān)注和對(duì)傳統(tǒng)城鎮(zhèn)化建設(shè)的反思。在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)與生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展的背景下，海綿城市成為解決城市雨洪管理難題的新模式。隨著海綿城市的提出和試點(diǎn)城市建設(shè)的推進(jìn)，海綿城市作為一種生態(tài)文明理念正在積極融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與新型城鎮(zhèn)化建設(shè)之中，同時(shí)也為海綿城市地全面推進(jìn)提供契機(jī)。中國的“海綿城市倡議”旨在通過滲透性表面和綠色基礎(chǔ)設(shè)施來改善城市“水問題”。因此，對(duì)海綿城市建設(shè)的思路與技術(shù)路線進(jìn)行探討尤為重要。

1 海綿城市建設(shè)的意義

（1）優(yōu)化城市配套設(shè)施。海綿城市的建設(shè)以“海綿體”為基礎(chǔ)?！昂＞d體”不僅包含池塘、湖以及河等水系統(tǒng)，還包含可滲透路面、綠地以及花園這樣的配套設(shè)施。雨水經(jīng)過“海綿體”逐漸下滲、凈化、滯蓄并回用，最終剩余部分的雨水逐漸徑流從泵站、管網(wǎng)等通道外排出去，從而對(duì)城市整體的排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市內(nèi)澇壓力的降低。

（2）維持生態(tài)空間的合理比例。在對(duì)“海綿城市”進(jìn)行建設(shè)的過程中，重點(diǎn)在于“海綿體”的質(zhì)量、規(guī)模不斷提高。在以往的城市建設(shè)中，人們往往將用地的一馬平川作為目標(biāo)，填湖平壑是較為常用的方法，依據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，各個(gè)區(qū)域在建設(shè)海綿城市時(shí)應(yīng)最大限度地對(duì)原有濕地、溝渠、坑塘以及河湖進(jìn)行保護(hù)，從而將“海綿體”受到開發(fā)活動(dòng)的影響程度降到最低。此外，對(duì)于受到破壞程度較高的“海綿體”，應(yīng)該采取一定的生態(tài)、物理、化學(xué)以及生物手段對(duì)其進(jìn)行逐步恢復(fù)，并維持生態(tài)空間的合理比例。例如，“綠色”屋頂在對(duì)雨水進(jìn)行滯留時(shí)，還能發(fā)揮其緩解熱島效應(yīng)、節(jié)約能源、減少廢氣、廢物的排放等功能。

（3）推動(dòng)城市建設(shè)發(fā)展。在新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，海綿城市建設(shè)可以更好的推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)與生態(tài)建設(shè)的發(fā)展。通過對(duì)傳統(tǒng)“快排”模式的城市雨洪管理進(jìn)行改革，借助“滲、蓄、凈、滯、用、排”等綜合技術(shù)，并根據(jù)工程措施和非工程措施來實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的系統(tǒng)化管理，全面推進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)。例如，陜西省西咸新區(qū)是海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和生態(tài)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，而且每年灃西新城地表徑流收集量達(dá)到了4500萬m3，可以將收集到的雨水通過相關(guān)技術(shù)處理后，應(yīng)用到綠化景觀灌溉中，每年可以節(jié)約年費(fèi)達(dá)到1.5億元，有效推動(dòng)了西咸新區(qū)城市建設(shè)的發(fā)展。

2 海綿城市建設(shè)過程中存在的問題

（1）資金投入力度不夠。資金是海綿城市建設(shè)的一個(gè)重要約束因素。迄今為止，所有海綿城市項(xiàng)目已花費(fèi)超過120億美元。每平方公里的海綿城市建設(shè)投資預(yù)計(jì)在1億元和1.5億元之間。首批16座試點(diǎn)城市計(jì)劃將在三年內(nèi)投入865億元，建設(shè)面積達(dá)450平方公里。對(duì)于海綿城市建設(shè)，中央政府資助大約15-20%的成本，其余部分則由地方政府和私營(yíng)部門承擔(dān)。但這部分資金受到限制性金融改革、債券評(píng)級(jí)下調(diào)和緊張債券市場(chǎng)刺激的新興市政債務(wù)危機(jī)的影響，資金來源途徑狹窄。另外，海綿城市的投資也面臨較大的困難，國內(nèi)私人投資者的興趣不大。政府應(yīng)改善鼓勵(lì)投資的條件，包括稅收激勵(lì)，更好的項(xiàng)目透明度和寬松的信貸市場(chǎng)。

（2）收益回報(bào)不穩(wěn)定。缺乏較為穩(wěn)定的收益回報(bào)也是海綿城市建設(shè)中遇到的重要難題?！蛾P(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》明確指出，積極貫徹政府引導(dǎo)的方針政策，激發(fā)社會(huì)的參與積極性，對(duì)市場(chǎng)高效配置資源以及政府高效調(diào)控引導(dǎo)的作用進(jìn)行充分發(fā)揮，提高政策的支持力度，對(duì)海綿城市的建設(shè)營(yíng)造出有利的發(fā)展環(huán)境。積極對(duì)政府與社會(huì)資本合作以及特許經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行推廣，從而廣泛地吸收社會(huì)資本，提升其參與海綿城市建設(shè)的積極性。

（3）PPP模式無法有效融入海綿城市建設(shè)。當(dāng)前，PPP模式在城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面發(fā)揮重要作用。比如廢氣、廢水的處理等項(xiàng)目，每年政府以對(duì)服務(wù)進(jìn)行購買的方式將公共投入部分回饋給廣大的投資商的，在這一方面，各方面政策及實(shí)踐已經(jīng)相當(dāng)成熟。然而，PPP模式在逐漸運(yùn)用到海綿城市建設(shè)的過程中，也出現(xiàn)了一系列問題。特別是缺乏一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其公共服務(wù)進(jìn)行計(jì)算。海綿城市的建設(shè)可以看作是一項(xiàng)生態(tài)綠地系統(tǒng)的建設(shè)。該建設(shè)過程中服務(wù)費(fèi)的計(jì)算是非常困難的，因此，實(shí)現(xiàn)PPP模式在海綿城市建設(shè)中的充分運(yùn)用依然還有很長(zhǎng)的路要走。

3 推動(dòng)海綿城市建設(shè)的思路及技術(shù)路線

（1）優(yōu)化海綿城市的建設(shè)思路。當(dāng)前，海綿城市的建設(shè)思路主要由生態(tài)工業(yè)園、城市農(nóng)業(yè)以及城市填充三方面組成，以下對(duì)這三大方面進(jìn)行一一解釋：1）生態(tài)工業(yè)園。生態(tài)工業(yè)園的目的是連接多個(gè)公司和組織，共同努力減少對(duì)環(huán)境的影響，在推動(dòng)海綿城市建設(shè)的同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)社區(qū)通過合作管理環(huán)境和資源問題來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)的組成部分包括自然系統(tǒng)，更有效地利用能源、更有效的物質(zhì)和水流量工業(yè)園區(qū)應(yīng)建成適合自然環(huán)境的環(huán)境，以減少對(duì)環(huán)境的影響。例如，菲尼克斯設(shè)計(jì)公司在密歇根州建造了一座工業(yè)園，幾乎完全采用回收材料制造。該建筑的景觀設(shè)計(jì)包括原生樹木，草和花卉，園林綠化設(shè)計(jì)也成為該設(shè)施的氣候庇護(hù)所。在選擇用于建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)的材料時(shí)，必須考慮進(jìn)入建筑物的每種介質(zhì)的生命周期分析，以評(píng)估其對(duì)環(huán)境的實(shí)際影響。在物質(zhì)流動(dòng)方面，生態(tài)工業(yè)園區(qū)的公司可能擁有共同的廢物處理設(shè)施，用于將副產(chǎn)品從一個(gè)工廠運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工廠。為了在工業(yè)園區(qū)創(chuàng)造更高效的水流量，來自一個(gè)工廠的加工過的水可以被另一個(gè)工廠再利用，并且公園基礎(chǔ)設(shè)施可以包括收集和再利用雨水徑流的方式。2）城市農(nóng)業(yè)。城市農(nóng)業(yè)是種植和分配食物的過程，也是城市海綿建設(shè)的重要組成部分。城市農(nóng)業(yè)不同于農(nóng)村農(nóng)業(yè)，因?yàn)椤八谌氤鞘薪?jīng)濟(jì)和生態(tài)系統(tǒng)：都市農(nóng)業(yè)與城市生態(tài)系統(tǒng)相互作用，這種聯(lián)系包括使用典型的城市資源（如有機(jī)廢棄物作為堆肥和城市污水灌溉）與城市消費(fèi)者直接聯(lián)系，對(duì)城市生態(tài)的直接影響?！俺鞘修r(nóng)業(yè)背后有許多動(dòng)機(jī)，但在創(chuàng)建城市海綿的背景下，這種食物種植方法可以節(jié)省食物運(yùn)輸?shù)哪茉春统杀尽?）城市填充。城市填充是一種對(duì)未充分運(yùn)用的樓宇、土地進(jìn)行發(fā)展的方式。城市填充發(fā)展具備的共同點(diǎn)在于并不對(duì)綠地、主要農(nóng)業(yè)用地以及綠地進(jìn)行占用，而是對(duì)已存在的社會(huì)公共服務(wù)區(qū)域進(jìn)行開發(fā)，將大量資源合理地保留在人類的生活地點(diǎn)。所以，填充發(fā)展通常被認(rèn)為可以滿足城市的持續(xù)增長(zhǎng)及重設(shè)的需要，從而促進(jìn)城市海綿的不斷改善以及現(xiàn)代社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。

（2）屋頂花園。屋頂花園是建筑屋頂上的花園。除裝飾效益外，屋頂種植可以提供食物、溫度控制、水文效益、棲息地或走廊，具有生態(tài)效益。在建筑物的屋頂上種植食物的做法也被稱為屋頂農(nóng)業(yè)。屋頂養(yǎng)殖通常使用綠色屋頂、無土栽培、氣肥養(yǎng)殖、空氣鑲嵌系統(tǒng)或容器花園完成。

屋頂花園最常見于城市環(huán)境。植物有能力減少建筑物的整體吸熱量，從而降低能耗。城市熱量積聚的主要原因是日曬，城市道路和建筑物對(duì)太陽輻射的吸收，以及將這種熱量存儲(chǔ)在建筑材料中以及再輻射。研究表明屋頂花園可以有效減少城市熱島，這有助于減少城市煙霧及與熱應(yīng)激相關(guān)的一系列問題，并進(jìn)一步降低能源消耗。

除此之外，屋頂花園也有助于減少雨水流失。隨著城市的發(fā)展，可滲透基質(zhì)被建筑物和鋪設(shè)道路等不透水建筑所取代，引發(fā)城市暴雨洪水及污水肆溢事件。一個(gè)關(guān)鍵的解決方案是通過控制屋頂上的流量排放延遲或通過雨水保留盆地保留徑流來減少峰值流量，以備植物后續(xù)使用。

（3）可滲透鋪路。可滲透鋪路是一種鋪設(shè)車輛和人行道的方法，可以滲透流體。該方法在現(xiàn)代城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。用于可滲透鋪路基底的介質(zhì)可以是多孔的，以允許流體流過它或間隔開的無孔介質(zhì)，以便流體可以在裂縫之間流動(dòng)。除了減少地表徑流外，可滲透鋪路還可以捕獲懸浮固體，從而過濾雨水中的污染物，減少對(duì)地下水的污染。

多孔鋪路材料與無孔材料對(duì)環(huán)境的影響在性質(zhì)上具有較大不同。無論是透水混凝土、多孔瀝青、鋪路石還是混凝土或塑料鋪路石，這些透水材料都允許雨水滲透和滲透表面區(qū)域，目標(biāo)是控制源頭的雨水，減少徑流并通過過濾底層中的污染物來提高水質(zhì)。

（4）建設(shè)微排水系統(tǒng)。在海綿城市建設(shè)過程中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是減少地表徑流，有效提升地下滲能力。海綿城市在遵循低影響開發(fā)理念的同時(shí)，還需要鼓勵(lì)建設(shè)微排水系統(tǒng)，通過植被的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的有效管理。在土地利用類型及多尺度項(xiàng)目中，可以通過改變下墊面的方式有效增加徑流，使雨洪問題得到有效解決。通常情況下，下墊面類型不同，徑流系數(shù)會(huì)存在一定的差異，產(chǎn)生的徑流質(zhì)量也不相同。在進(jìn)行微排水系統(tǒng)建設(shè)過程中，根據(jù)雨洪來源不同，采用不同的處理方法，例如建筑屋面排水，一般會(huì)選擇過濾、滲透的措施，能夠?qū)⑵溆糜诠喔?、沖廁等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的二次利用。

（5）雨水收集系統(tǒng)。雨水收集系統(tǒng)是海綿城市建設(shè)重要的組成部分，涉及自動(dòng)系統(tǒng)和普通收集兩部分。其中自動(dòng)系統(tǒng)主要是在地面地漏和明溝暗溝處、屋頂檐溝排水處、綠地低凹處設(shè)置集水口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的有效收集，并在過濾后存儲(chǔ)于水箱之中，然后應(yīng)用于綠地灌溉和建筑內(nèi)的生活用水。當(dāng)降水量比較大時(shí)，可以借助收集裝置對(duì)水資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，從而有效降低城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。普通收集一般是借助簡(jiǎn)單的技術(shù)手段對(duì)雨水進(jìn)行收集，例如在建筑旁設(shè)置滲透井、蓄水池，這種方法造價(jià)比較低，但其應(yīng)用范圍有限。又因雨水收集系統(tǒng)的投入成本和后期維護(hù)費(fèi)用比較高，因此要根據(jù)海面城市建設(shè)的實(shí)際需要進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，以達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)效益。在雨水收集系統(tǒng)建設(shè)中，可借助相關(guān)政策將該系統(tǒng)推行到每家每戶，并將雨水回收口安裝到每位居民住宅的屋頂，借助水管把雨水引入室內(nèi)蓄水池，然后通過沉淀過濾后對(duì)這部分水資源進(jìn)行利用，如輸送到屋頂處，為屋頂花園植被提供所需要的水分。同時(shí)，沉淀后的雨水還能夠被輸送到廚房和衛(wèi)生間，用于種花種草、洗滌衣物、清潔室內(nèi)、沖洗廁所等，從而有效提高雨水資源的利用效率。

4 結(jié)語

綜上所述，海綿城市的建設(shè)符合可持續(xù)發(fā)展理念，有助于減少城市建設(shè)過程中的能源消耗和環(huán)境破壞。隨著海綿城市試點(diǎn)工作的推進(jìn)，我國的海綿城市建設(shè)已取得了一定成效，加上創(chuàng)新理念和新工藝的應(yīng)用，未來海綿城市的發(fā)展空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。

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