“海綿城市”概念下城市排水系統(tǒng)發(fā)展探討

海南雅克城市規(guī)劃設計有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000

摘要：針對當前層出不窮的城市內(nèi)澇、炎熱、地下水枯竭、水環(huán)境污染、霧霾污染等問題，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，提出以新型路面、綠地和水系為主體，構(gòu)建海綿型城市，轉(zhuǎn)變依賴大規(guī)模水利工程設施和管網(wǎng)建設的傳統(tǒng)思路，探索城市以“生態(tài)呼吸”實現(xiàn)自我修復的途徑。

關鍵詞：海綿城市；排水；內(nèi)澇

1 緣起

針對空前嚴峻的內(nèi)澇形勢以及對傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)建設思路的反思，中央出臺了相關文件，業(yè)內(nèi)在進行多個規(guī)范標準的新編和修編，住建部發(fā)布了《海綿城市建設技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（以下簡稱《指南》），與此同時，各城市也正在按要求積極開展《排水防澇綜合規(guī)劃》的編制工作，這一系列的舉措將排水防澇以及海綿城市建設提升到相當?shù)母叨取Ｔ诖吮尘跋拢恍┬吕砟睢⑿录夹g(shù)及新要求對我國城市雨洪管理體系及專業(yè)人員的知識構(gòu)架帶來巨大沖擊，在具體實施過程中，也遇到許多復雜的問題和瓶頸。因此，本文針對海綿城市理念進行了解，為更好地推動和落實排水防澇規(guī)劃建設掃除障礙。

2 城市排水現(xiàn)狀和存在問題

每個城市的排水系統(tǒng)都是伴隨著城市的建設和發(fā)展逐漸形成的。我國過去由于經(jīng)濟基礎的薄弱和對排水系統(tǒng)的不夠重視，排水系統(tǒng)的建設標準和質(zhì)量都不高，造成很多管道容易損壞、淤積和排水能力不足的問題。隨著城市規(guī)模及城市聚集人口數(shù)量不斷擴大，直接改變原有排水系統(tǒng)的外圍環(huán)境發(fā)生變化，導致生活污水、城市雨水及工業(yè)廢水等大量集中化排放，城市暴雨內(nèi)澇問題給多個城市帶來重創(chuàng)。

我國內(nèi)澇形成的原因主要有一下幾點：①地面雨水滲透能力差。城市化使我們的周圍變成了鋼筋水泥、瀝青混凝土、花崗巖、大理石的展示場。有數(shù)據(jù)顯示，北京查過80%的路面被混凝土、瀝青等不透水材料覆蓋，到時地面的自然滲水能力雨來越差，這些材料阻隔了土壤涵養(yǎng)水封的自然生態(tài)能力。②城市排水系統(tǒng)脆弱，城市管網(wǎng)建設落后，建設標準低，重地面建設，輕地下建設。城市內(nèi)部和外圍河道河流水系於堵、斷堵，所納水面筋和容量不足，留宿不快，流通不暢。③設施完好但是運行效率低。

3 海綿型城市的概念形成與主旨

海綿城市一詞首次出現(xiàn)于2012 年4月中國北京大學在深圳召開的《2012 低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》，但它并非全新的概念，而是包含了自20 世紀80 年代以來的雨洪調(diào)蓄、雨水資源收集利用與地下水涵養(yǎng)、低碳城市和低影響開發(fā)（LowImpact Development）等多方面內(nèi)容，總體上從應對城市雨洪問題出發(fā)，逐步演變?yōu)榻鉀Q城市水與生態(tài)問題的綜合性方法。

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，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。海綿城市建設應遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)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)境保護。建設“海綿城市”并不是推倒重來，取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的一種“減負”和補充，最大程度地發(fā)揮城市本身的作用。

4 國內(nèi)外相關理念實踐情況

實踐方面，國外有諸多實例。美國注重收集雨水、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)設計相融合，將徑流控制在源頭。德國通過逐步建立和完善雨洪調(diào)蓄技術(shù)、行業(yè)標準與管理條例使雨水利用技術(shù)逐漸成熟。各州法規(guī)禁止除特定情況外降水直接排入公共管網(wǎng)，要求城市開發(fā)“排放量零增長”。例如薩克森州首府德累斯頓，通過城市表面透水性及存水量核定、不透水路面改造、綠色屋頂及門前花園、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方面的立法工作，全方位減少雨水對城市的不良影響。澳大利亞為應對氣候長期干旱，提出對傳統(tǒng)開發(fā)手段的改進的水敏性城市設計（WSUD），強調(diào)以城市規(guī)劃設計的角度出發(fā)，通過整體分析的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，強調(diào)合理利用暴雨徑流及天然河道這一天然資源，而不是在暴雨來臨時只考慮如何以最快的速度將雨水排出。

相較而言，我國對海綿型城市的研究和實踐還剛剛起步，多限于城市對雨洪調(diào)蓄的小尺度應用，以工程設施的探討為主，宏觀尺度雨洪管理規(guī)劃，缺乏雨洪管理、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，尚未成體系的綜合考慮海綿型城市對水乃至生態(tài)環(huán)境的作用。但仍有部分城市和學者開展了相關嘗試，如北京首鋼工業(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、常德市委托漢諾威水協(xié)開展的江北區(qū)內(nèi)環(huán)水系綜合治理工程等。

5 海綿城市建設中幾大關鍵介紹

5.1 初期雨水棄流

初期棄流旨在通過一定方法或裝置將存在初期沖刷效應的降雨過程中的初期徑流予以棄除，減少徑流污染、提高雨水資源的利用效率。常見的初期棄流方法包括容積法棄流、小管棄流（水流切換法）等，棄流形式包括自控棄流、滲透棄流、棄流池、雨落管棄流等。是否采用初期棄流，采用何種棄流控制措施及如何合理確定初期棄流量應該根據(jù)項目現(xiàn)場條件、匯水面特性、管渠系統(tǒng)大小、污染狀況、控制目的及設計的工藝系統(tǒng)等綜合分析而定。

5.2 生物滯留

生物滯留指設置較淺的洼地并種植當?shù)氐哪秃导岸虝r耐淹植物，通過植物、土壤及微生物作用滯蓄、凈化自身及屋面、路面等硬化下墊面的徑流雨水，通常分為簡易型生物滯留設施和換土型生物滯留設施；生物滯留設施按應用位置不同分為雨水花園、生物滯留帶、高位花壇、生態(tài)樹池和下沉式綠地。生物滯留設施一般主要由蓄水層、覆蓋層、種植土壤層、砂濾層、排水層、溢流口等部分組成。

5.3 透水鋪裝

近年來還出現(xiàn)了高承載高透水高透氣鋪裝。該路面強度即可達到高運量道路標準，又可實現(xiàn)強降雨時，表面徑流趨近于零，透水、儲水的效果，同時滿足鋪面下樹根與生態(tài)系統(tǒng)能夠呼吸，以及允許炎熱天氣時地下水蒸發(fā)而出，并滿足平價、耐用和易維護等條件。

5.4 綠色屋頂

通常根據(jù)栽培基質(zhì)深度和景觀復雜程度將綠色屋頂分為：粗放型、精細型和半精細型三種類型。綠色屋頂宜選擇新建建筑，需統(tǒng)籌考慮屋頂荷載、防水等要求。舊建筑多由于未考慮足夠的荷載而無法采用，但經(jīng)核定符合適用條件時，也可采取簡單綠化的做法。綠色屋頂?shù)幕緲?gòu)造層由下至上依次是防水層、保護層、排水層、過濾層、種植土層和植物層。

5.5 其他措施

除上述列舉的常用措施外，還有許多措施可用于低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，如滲透溝渠、滲井、雨水過濾池、生態(tài)浮床、生態(tài)堤岸等。除工程性措施外，非工程性措施也是實現(xiàn)低影響開發(fā)目標的重要組成。

6 結(jié)論與建議

海綿型城市理念是在長期城市建設和發(fā)展的過程中，通過不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題得來的經(jīng)驗與理論結(jié)合的產(chǎn)物。建設海綿型城市是實現(xiàn)城市與自然生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要組成措施，能以源頭減量、生態(tài)還原、自然調(diào)蓄等方法，改變以往頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳的片面且盲目的做法，從根本上解決日趨嚴重的多種城市病。為推進我國海綿型城市建設，克服目前所面臨的公共認知、政策及資金保障、技術(shù)支撐不足等困難，建議在短期內(nèi)，提出倡議、形成共識。推動教育和研究、建設示范案例；中期階段，加快建立和修改相關法律、條例及標準，要求新建筑、綠地等設施要具有雨水調(diào)蓄功能，加強高承載高透水高透氣型道路建設，并引入多源資本，推行政府購買服務的方法，開放行業(yè)競爭，提高建設和運營水平；遠期階段，促成全民參與監(jiān)督，全面建設并完善海綿型城市。

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