陳鋼兵

摘要：指出了隨著山地城市近些年的大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，森林破壞，生態(tài)的脆弱，山洪瀑發(fā)的頻度和強度有逐年增強的趨勢，同時城市生態(tài)環(huán)境及城市的防洪安全都面臨嚴竣的考驗。融合國內(nèi)外最新的生態(tài)還原、低碳城市、自然調(diào)節(jié)等改善城市環(huán)境理念，提出了新型綠色手段，營建綠地、水體，構(gòu)建海綿型城市，探索了山地城市構(gòu)建海綿城市的技術(shù)和措施。

關(guān)鍵詞：海綿城市；混交林；雨水花園；濕地防洪 LID（低影響開發(fā)）景觀設(shè)計

中圖分類號： TU986

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06007803

1 引言

近年來，我國南北重要的幾個城市，如北京、上海、廣州、南寧、廈門等多個城市，頻繁出現(xiàn)雨澇災害；重慶、武漢、福州等城市炎熱干旱，很多城市出現(xiàn)熱島效益等問題，氣候的變幻無常經(jīng)常對城鎮(zhèn)居民的生活造成了嚴重的影響，對城市的安全也造成重大的考驗。以閩北南平市為例，近些年來多次深受洪災其害。1998年和2010年的兩次大洪災給閩北的經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)安全造成了巨大的損失。尤其是2010年6.18洪災洪峰水位遠超1998年，武警和解放軍官兵迅速轉(zhuǎn)移了近60萬災民，這一場景還歷歷在目。

此前，國務院剛批復了福建省南平市武夷新區(qū)的總體規(guī)劃，閩北掀起了一次大規(guī)模的規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)的高潮。建設(shè)“世界遺產(chǎn)地、綠色生態(tài)城”是武夷新區(qū)的發(fā)展定位。如何作好高起點，高標準，低影響的開發(fā)，武夷新區(qū)面臨開發(fā)和生態(tài)保護的雙重壓力，尤其是水土安全。本文總結(jié)和分析國內(nèi)外一些先進排水防洪規(guī)劃理念和設(shè)計技術(shù)，從生態(tài)、景觀、防洪等方面，用“海綿城市”理念探索和研究我國山地城市排深防澇“海綿型城市”的新技術(shù)和新舉措。

2 “海綿城市”的概念

海綿城市的概念來源于20世紀90年代，對城市的排水防澇采用低影響開發(fā)。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中的解釋：“海綿城市”是指城市像海綿一樣，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”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)，也是城市建設(shè)的重大任務。讓人造城市，轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛭{雨水、過濾空氣、污染物質(zhì)的超級大海綿，達到降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益，根本上解決城市阻絕水與生態(tài)的問題，邁向真正的生態(tài)與低碳城市。

海綿城市建設(shè)應遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，自然與人工手段相結(jié)合，確保城市排水防澇安全，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)境保護。在海綿城市建設(shè)過程中，應統(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)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復雜性和長期性。

德國、美國、澳大利亞和日本等西方發(fā)達國家經(jīng)過多年的探索和實踐已取得了較為豐富的實踐經(jīng)驗。近年來，我國的雨水資源化利用與管理逐漸起步，深圳、福建等地也開始規(guī)劃推動海綿城市建設(shè)工作。

3 相關(guān)政策支持

根據(jù)習近平總書記關(guān)于“加強海綿城市建設(shè)”的講話精神和近期中央經(jīng)濟工作會要求，財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部決定開展中央財政支持海綿城市建設(shè)試點工作。

福建以省域?qū)ｍ椥袆雍图夹g(shù)指南引導海綿城市建設(shè)，為減緩因城市不透水地表增加引發(fā)的城市內(nèi)澇等系列生態(tài)問題，福建省政府開展了提高城市透水率專項行動。福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳近日組織編制了試行的技術(shù)指南，主要圍繞推廣和提高透水材料在城市規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)中的應用。

3.1 明確海綿城市建設(shè)的具體途徑

指南明確了提高城市透水率的途徑包括加強城市綠化、推廣透水性鋪裝和強化雨水生態(tài)管理。加強城市綠化的主要方式包括通過因地制宜多建設(shè)城市濕地公園、郊野公園、小綠地、小公園等構(gòu)建完整的城市綠色透水網(wǎng)絡(luò)；通過采用雨水花園、植草溝等下凹式綠地建設(shè)形式，提倡屋頂綠化，提高綠地的雨水滯留和滲透能力；提倡建設(shè)城市片林，綠地內(nèi)宜多種植喬木、灌木等涵養(yǎng)水分能力強的植被。推廣透水性鋪裝材料是將目前采用的不透水硬化法改為透水硬化法，使建筑室外地面、道路、廣場和停車場等成為可透水地表，以便雨水入滲回補地下水。強化雨水生態(tài)管理主要是利用植物、礫石、沙土等自然要素，通過建造生物滯留池、滲井、滲透溝、砂濾池和采用透水路面、過濾帶、植草溝、屋頂綠化等措施，對不透水地表產(chǎn)生的降雨徑流進行蓄留、過濾、傳輸、滲透等，實現(xiàn)對地表徑流污染物的處理和地下水的補給，緩解因不透水地表面積增加引發(fā)的一系列城市和生態(tài)問題。

3.2 明確規(guī)劃設(shè)計目標和任務

指南提出，規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化要以建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”為目標，將透水型城市發(fā)展理念融入規(guī)劃全過程，將低影響開發(fā)、精明增長、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)補償?shù)壤碚搩?nèi)化到城市規(guī)劃的各個層面，在城市化快速發(fā)展的同時，有效地控制城市不透水地表面積，提高城市透水率。

3.3 明確工程設(shè)施推廣的著力點

在工程設(shè)施推廣方面，指南要求，通過各類提高城市透水率工程措施的應用，達到減少暴雨徑流量、延緩地表徑流洪峰生成時間、減少面源污染以及涵養(yǎng)地下水的目的；通過綠地透水優(yōu)化措施、城市硬化區(qū)域透水優(yōu)化措施以及入滲、存儲設(shè)施等，以入滲、過濾、蒸發(fā)和蓄流等方式，使地塊開發(fā)后透水率盡量接近或優(yōu)于之前的狀態(tài)。此外，還要充分考慮城市空間布局，綜合利用綠地、水體等自然條件，優(yōu)化園林景觀設(shè)計，增加園林景觀的雨水生態(tài)管理功能。

4 國內(nèi)外相關(guān)理念實踐情況

國外有諸多實踐實例。如：美國注重徑流控制在源頭，強調(diào)收集雨水、儲存并凈化之，采用可提高天然滲透能力的措施，與綠地、水體植被等自然景觀生態(tài)設(shè)計相融合。德國通過逐步建立和完善相關(guān)雨水利用的政策和技術(shù)研究而逐漸成熟。法規(guī)明令禁止除特定情況外降水直接排入公共管網(wǎng)，確保城市開發(fā)“排放量零增長”。逐步通過城市水量和透水量的核定、改造不透水路面、綠色屋頂、雨水花園、雨水調(diào)蓄池和濕地調(diào)蓄等方法，以及對飲用水保護區(qū)、城市排水費率、雨水調(diào)蓄與利用建造標準等進行立法工作，減少雨水對城市的不良影響。澳大利亞則采用改進的水敏性城市設(shè)計（WSUD），強調(diào)城市規(guī)劃設(shè)計，合理利用暴雨徑流及天然河道這一天然資源，通過整體分析的水量的調(diào)蓄、滲透、蒸發(fā)等措施來減少對自然水循環(huán)的負面影響和保護水生生態(tài)系統(tǒng)的健康，而不是考慮以最快的速度將雨水排出。日本的雨水利用則主要采用例如降低場地（操場、綠地、公園、花壇、樓間空地）的地面高程；硬化場地鋪設(shè)透水路面或碎石路面，建設(shè)滲水井，加速雨水滲流；修建大型地下水庫，利用高層建筑的地下室作為水庫調(diào)蓄雨洪；在特大城市建設(shè)地下河將低洼地區(qū)雨水導入地下河；在城市上游側(cè)修建分洪水路、旁通水道分流疏導雨水。其中，最具特色的技術(shù)手段是建設(shè)雨水調(diào)節(jié)池，同時發(fā)展了設(shè)計標準高、規(guī)模大、效益投資高多功能調(diào)蓄設(shè)施。在非雨季或沒有大暴雨時，多功能調(diào)蓄設(shè)施還可以全部或部分地發(fā)揮城市景觀、公園、綠地、停車場、運動場、市民休閑集會和娛樂場所等多種功能。作到城市各功能的有機結(jié)合，值得借鑒。

我國對“海綿城市”的研究和實踐剛剛起步，主要是作宏觀尺度的雨洪管理規(guī)劃和小尺度應用，以工程設(shè)施的探討為主，缺乏整體的雨洪管理、水質(zhì)保護和景觀綜合效應的研究與應用，對雨水的概念大多僅限于儲存、利用、導排等方面，尚未形成完整“海綿型城市”體系。但部分城市和學者也開展了相關(guān)嘗試，如深圳早在2004年就引入低沖擊開發(fā)理念，積極探索在城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和南方獨特氣候條件下的規(guī)劃建設(shè)新模式。十年來，通過創(chuàng)建低沖擊開發(fā)示范區(qū)、出臺相關(guān)標準規(guī)范和政策法規(guī)，以及加強低沖擊開發(fā)基礎(chǔ)研究和國際交流，低沖擊開發(fā)模式在深圳市已初見成效。還有北京首鋼工業(yè)改造區(qū)進行的雨水利用綜合規(guī)劃、哈爾濱群力雨洪公園、廈門五緣灣濕地公園，廈門五緣灣環(huán)灣景觀帶綜合整治工程、福建南平武夷新區(qū)水之門、廊、廳景觀水系工程、崇陽溪濱江兩岸景觀等，都是海綿城市新理論、新技術(shù)、人工和自然措施相結(jié)合的綜合嘗試。

5 武夷新區(qū)“海綿城市”主要理念和技術(shù)措施

5.1 森林生態(tài)修復

森林生態(tài)的修復是一個綜合性的手段，涉及到政策面、經(jīng)濟層面、就業(yè)面、生態(tài)層面等諸多方面。需要相關(guān)政策對林權(quán)的保護和劃分，閩北多為經(jīng)濟林和次生林。原生態(tài)的林也有逐年減少的趨勢，在相關(guān)政策支持下，退耕還林等多條經(jīng)濟杠桿正有效地鼓勵當?shù)亓洲r(nóng)還林于山，同時出臺了相關(guān)的補貼政策。

森林生態(tài)研究報告顯示，單一林相對水土的保持不利。自然生態(tài)的混交林，尤其是根系龐大的闊葉林和灌木林對林地的海綿作用明顯。森林生態(tài)的修復就是從林相改造和自然生態(tài)修復為主的，恢復植物多樣性和生物多樣性還山于自然。閩北山地城市不缺水，也因為如此，山林的單一性，山林的無規(guī)劃的任意開墾，每每雨季來臨，山洪瀑發(fā)，河流猛漲，從而影響了城市的安全，由此山地城市的海綿體不僅只是規(guī)劃建城區(qū)的事，應該是整個匯流域?qū)用娴氖拢稚鷳B(tài)層面的修復尤其重要。

5.2 城市生態(tài)的修復

隨著城市的開發(fā)，城市的不斷擴大，建城區(qū)的面積也隨著不斷增加，道路、建筑、廣場、硬地也隨著不斷硬化著大地，對城市生態(tài)的修復首先得從規(guī)劃層面入手。留足大地的呼吸孔，從工程設(shè)計的角度多采用新理念、新技術(shù)，新措施。

5.2.1 原有生態(tài)系統(tǒng)的保護

保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態(tài)敏感區(qū)，留有足夠涵養(yǎng)水源，是最有效應對較大強度降雨的自然生態(tài)措施；最大限度地保護林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發(fā)前的自然水文特征，這是海綿城市建設(shè)的基本要求。

5.2.2 自然生態(tài)恢復和修復

對城市開發(fā)建設(shè)中已經(jīng)受到破壞的水體和其他自然環(huán)境，最大限度地運用生態(tài)的手段進行恢復和修復，并維持一定比例的生態(tài)空間，促進城市生態(tài)多樣性提升，治理水污染推行低影響開發(fā)合理控制開發(fā)強度，減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞，保留足夠生態(tài)用地，增加水域面積，促進雨水積存凈化通過減少徑流量，減少暴雨對城市影響。

5.2.3 低影響開發(fā)雨水構(gòu)建

城市的開發(fā)建設(shè)應秉持對生態(tài)環(huán)境影響最低理念，合理控制開發(fā)強度，留足生態(tài)用地，提高城市透水面積比例，最大限度地減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞，同時可適當開挖河湖溝渠、增加低洼地、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）和雨水構(gòu)建的核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間等，做到對水體人工破壞的最小化。

5.3 海綿城市建設(shè)的具體的措施探索

（1）改建、擴建或新建城市水系，增加雨水儲蓄容量。改擴建和新建城市水系的過程中，可采取如加深蓄水池深度、開挖新的河道、增加自然水體面積，降低水溫來增加蓄水量并合理控制蒸發(fā)量，充分發(fā)揮自然水體的調(diào)節(jié)作用等系列手段，增加一定的雨水儲蓄能力。目標：蓄水量增加率≥20%，蒸發(fā)量變化≤10%。

（2）改造城市道路、廣場等硬化場地，增設(shè)必要的調(diào)蓄水池。通過建設(shè)雨水調(diào)蓄系統(tǒng)、地下水的調(diào)蓄池或者下沉式雨水調(diào)蓄廣場等設(shè)施，最大程度地把雨水保留下來。力爭保證道路廣場的透水地面比例≥70%，下凹式綠地比例≥25%，綜合徑流系數(shù)≤0.5。

（3）透過透水路面收集和下滲雨水。在居住區(qū)、工商業(yè)區(qū)LID設(shè)計中，改變傳統(tǒng)的集中綠地建設(shè)模式，將小規(guī)模的下凹式綠地滲透到每個街區(qū)中，在不減少建筑面積的前提下增加綠地比例，可實現(xiàn)透水性地面≥75%，綠地率≥30%（其中下凹式綠地≥70%），徑流系數(shù)≤0.45。

（4）居住區(qū)、工商業(yè)區(qū)LID設(shè)計。雨水構(gòu)建與景觀綠地和城市綠地空間的設(shè)計和建設(shè)有機綜合緊密結(jié)合，有效利用居住區(qū)和工商業(yè)區(qū)引入生態(tài)和景觀元素的設(shè)計，通過綠地空間有效控制雨水的合理分配，通過實現(xiàn)人均綠地面積≥20m2、綠地率≥40%、綠化覆蓋率≥50%、透水性地面≥75%（其中下凹式綠地≥70%）的目標，有效控制徑流系數(shù)在0.15左右。同時，收集的雨水可以循環(huán)利用作為應急水源地。

（5）園林綠化LID設(shè)計。目標：人均≥20m2，綠地率≥40%，綠化覆蓋率≥50%，透水性地面≥75%（其中下凹式綠地≥70%），徑流系數(shù)≤0.15。

（6）建筑雨水利用與中水回用。建筑LID設(shè)計與改造目標：綠色屋頂普及；透水停車場普及；雨水收集普及中水回用率≥30%。

（7）彈性城市和建筑園林垂直綠化植栽措施。

（8）結(jié)合水景觀再造。傳承歷史文化、由下而上再設(shè)計。如雨水花園、人工濕地公園、濱水公園、水景公園等。

（9）減少面源污染，改善城市水環(huán)境。

（10）其它綜合措施。

除上述的常用措施外，還有許多措施可用于低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，如雨水過濾池、滲透溝渠、滲井、生態(tài)堤岸、生態(tài)浮床等。除工程性措施外，非工程性生態(tài)措施等綜合措施。

6 結(jié)論與建議

“海綿城市”建設(shè)的重點是構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，強調(diào)通過控源、分流等設(shè)施，維持和保護場地或城市開發(fā)前后的自然水文條件，發(fā)揮水量的自然調(diào)節(jié)功能，通過增加城市透水面積，維持有效的滯洪水面，疏通自然河道、湖泊、水系，有效控制水量分配和平衡，保證城市地面的自然呼吸，從而有效減少洪峰流量、降低地表徑流系數(shù)、控制面源污染等城市問題。海綿型城市理念是在長期城市開發(fā)建設(shè)過程中不斷的理論和實踐結(jié)合、探索和總結(jié)的產(chǎn)物。以上是對海綿城市的一些理論和實踐的基本探索，為建設(shè)海綿城市提供些許技術(shù)參考，同時為武夷新區(qū)的建設(shè)作個理論研究。新區(qū)的建設(shè)既是城市發(fā)展的需要，也是生態(tài)建設(shè)的需要，以海綿型城市理念和技術(shù)來建設(shè)，既滿足“世界遺產(chǎn)地、綠色生態(tài)城”的城市定位，又是實現(xiàn)新型生態(tài)型城市，努力實現(xiàn)“中國夢”的需要。

建設(shè)海綿型城市是實現(xiàn)城市、人與自然生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要組成措施，既要注重以源頭減量、生態(tài)還原、自然調(diào)蓄等方法，又得從政策及資金保障、技術(shù)研究和探索方面下手，在短期內(nèi)以建設(shè)示范案例作為經(jīng)驗的技術(shù)積累；中期階段，加快制定相關(guān)法律和規(guī)范，要求新建筑、綠地等設(shè)施要具有雨水調(diào)蓄功能，加強透水工程材料研究和應用，推動政府、企業(yè)、院校、科研機構(gòu)的深化研究。開放行業(yè)競爭，提高建設(shè)和運營水平；遠期階段，促成全民參與監(jiān)督，增強全民環(huán)保和生態(tài)意識，全面建設(shè)并完善海綿型城市。

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