海綿城市初探

張 蓉

（北京市水利規劃設計研究院，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、調節水循環；在干旱缺水時有條件把蓄存的水釋放出來。它在適應環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。是將良好的生態循環系統引入景觀化城市，使人們獲得可持續發展的、美好的城市生活環境。它是尊重自然水循環，尊重生態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和破壞之間的矛盾，所以稱之為“低影響開發”。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、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，必須樹立起尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出的地位……”。海綿城市的建設，是生態文明建設的一項重要內容。

水的循環包括：水的自然環境和水的社會循環。水的社會循環，對水的自然循環，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納入到水的自然循環中去。

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；

（2）城市生產、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　海綿城市的主要內容和構建原則

3.1 海綿城市的內容

海綿城市的內容：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的平衡，節約水資源，保護和改善城市的生態環境。

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，雖有利于城市內澇的緩解，但城市遇較大的內澇時，需快排、急排。而常態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：統籌低影響開發的雨水系統；城市雨水管渠的排水系統；超標準雨水徑流的排放系統。

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

3.3 構建海綿城市的原則

構建海綿城市的原則是：生態優先，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，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境的保護。統籌自然降水、地表水和地下水的系統性、協調給水、排水等水循環利用的各環節，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節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通過植物、土壤、微生物系統蓄滲、凈化徑流雨水的措施。

對于污染嚴重的匯水區應選用植草溝、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量應根據道路縱坡等經計算確定。

（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。可分為傳輸型、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，經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、水利部聯合審批批準了16個城市做為試點：遷安（冀）、白城（吉）、鎮江（蘇）、嘉興（浙）、池州（徽）、廈門（閩）、萍鄉（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（黔）、西咸新區（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，有不少是已經做出了一定成績或效果，如常德、鎮江、西咸新區、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劃及各個專項技術研究及小區應用研究。2013年發布了《雨水控制與利用設計規范》。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水功能，同時結合較低洼的綠地，將建設70余處雨洪調蓄型綠地。并擬建地下調蓄池34座，總容積達21萬m3。

深圳市從2009年起就推動光明新區低沖擊開發示范區的創建工作，并于2011年9月獲得住房城鄉建設部頒發的“全國低沖擊開發雨水綜合利用示范區”的稱號，于2013年12月發布了“規劃設計導則”。

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已經啟動，規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、水環境、水資源、水安全、制度建設及執行情況。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生暴雨形成內澇之時。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，是否現實。

（2）海綿城市只能針對一個城市的范圍來規劃設計形成一個“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。“大海綿”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”解決不了城市的內澇，因其要緩排慢排，城市的防洪排澇系統，要求遇大水時急排快排。它不是“海綿城市”的概念和內容，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