淺析構建海綿社區的意義

■ 孔繁杰 Kong Fanjie 湯巧香 Tang Qiaoxiang

淺析構建海綿社區的意義

■ 孔繁杰 Kong Fanjie 湯巧香 Tang Qiaoxiang

近年來城市水資源緊缺，城市內澇、水污染、霧霾天氣、熱島效應等問題頻發，針對以上問題，國家積極推進海綿城市的建設。海綿社區是海綿城市的一個細胞體，是整個神經系統的神經末梢。從生態的角度分析，把構建海綿社區的理念引入城市建設中，能為人們解決城市生態問題提供更大的幫助。文章主要介紹了海綿社區的基本內涵、實現海綿社區的途徑以及構建海綿社區的意義。

城市生態；海綿城市；海綿社區；內涵；途徑

【Abstract】These years witnessed frequent outbreaks of water shortage， water blogging， water pollutions， smog weathers， heat-island effect etc. in urban areas， for which our government provokingly promoted the construction of sponge cities. Sponge community was just one cell body of sponge city and also the nerve ending of the whole nervous system. From the viewpoint of ecology， this thesis brought the idea of constructing sponge community into urban development and provided more help on tackling ecologic problems of cities. And it mainly introduced the basic connotation of sponge community， approaches to realizing sponge community and the meanings of constructing sponge communities.

10年間，中國的城鎮化水平快速提高，城鎮化率從2004年的41.76%上升到現在的54.77%，與之相伴的是城市發展面臨的環境和資源問題日益凸顯，其中，城市水資源供需矛盾嚴重。隨著工業化進程的不斷推進，經濟飛速發展，空氣污染也逐漸加重，霧霾天氣隨之產生，霧霾給人們的身體健康和環境帶來了嚴重的危害。面對當前日益加劇的氣候變化以及快速發展的城市化進程，必然要運用新的建設理念來改善當前中國眾多城市缺水、水污染、霧霾等生態環境問題。

在原生態的狀態下，森林、道路、河湖就是天然的海綿體，能夠實現對徑流雨水自然的滲透、調蓄、凈化、利用和排放，但由于城市路面的不斷硬化和城市建設的無序發展，雨水落到地面只能從管道里集中快排，導致許多嚴重缺水的城市大量的雨水流失。水文條件和生態環境迅速被破壞的城市普遍面臨城市內澇、徑流污染、水資源短缺等突出問題，在這種背景下，海綿城市建設的需求就迅速被提上日程。

1　海綿、海綿城市與海綿社區的內涵

1.1海綿的概念

海綿是生活中比較常見的由聚氨酯制成的一種高分子材料，是多孔的彈性材料。海綿中存在許多細小空隙，對于海綿而言，水是浸潤液體，通過毛細作用可以將浸潤液體吸入到海綿之中，因此海綿具有吸水的作用。

1.2“海綿”的哲學

“海綿”的哲學是彈性，化對抗為和諧共生。如果我們崇尚“智者樂水”的哲學，那么，理水的最高智慧便是以柔克剛。“海綿”的哲學是分散，由千萬個細小的單元細胞構成一個完整的功能體，將外部力量分解吸納，消化為無［1］。

“海綿”的哲學強調將有化為無，將大化為小，將排他化為包容，將集中化為分散，將快化為慢，將剛硬化為柔和。“海綿”的哲學是將水流慢下來，讓它變得心平氣和，而不再狂野可怖；讓它有機會下滲，滋養生命萬物；讓它有時間凈化自身，更讓它有機會服務人類［1］。

1.3海綿城市的內涵

海綿城市，顧名思義就是指城市要像海綿一樣，在適應環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。

海綿城市的實質就是用現代雨洪管理來解決城市發展帶來的一系列雨洪及生態問題，實現像自然界那樣的平衡。海綿城市建設從工程上來說，即通過滲、滯、蓄、凈、用、排，包括新建、改造小區綠色屋頂、可滲透路面及自然地面；建設下凹式綠地和植草溝；保護、恢復和改造城市建成區內河湖水域、濕地；建設污水處理設施和管網，綜合整治河道，建設沿岸生態緩坡等，開展海灣清淤；建設污水再生利用設施；改造村莊雨污分流管網和低洼積水點的排水設施等措施，讓水自然積存、自然滲透、自然凈化。

1.4社區的含義

社區是指以住宅為主并配套有相應公用設施的居住生活型小區。也就是說，社區是一個包括人口、地域及各種社會關系的地域社會共同體，是社會的基本構成單位，是人們生活的基本區域。

1.5海綿社區的內涵

如果將城市看做一個有機體，那么社區就是這個龐大有機體的一個細胞。同樣，每一個海綿社區將是構建海綿城市生態過程中最基本的地理細胞。海綿社區也是海綿城市構建體系中不可或缺的景觀斑塊。

海綿社區的本質是將社區的生態材料與綠地系統有機地聯系起來，將社區從物質水泥為主導的社區轉化為生態可持續的社區。海綿社區的形成依賴于屋頂花園的設計、垂直綠化的應用、雨水花園的營造以及多樣化透水材料的運用，而這其中，生態的原則貫穿始終。海綿社區的構建需要生態學、植物學、環境水文學等多學科的通力合作。

2　構建海綿社區的理念

原有的社區在進行景觀綠化時往往只注重美觀性，而忽視其生態性。雨水本是資源，是大自然水循環的一部分，能夠起到調節、補充地區水資源和補給地下水資源的作用。但在社區建設中，由于觀念、技術等因素的限制，雨水常常得不到有效的利用，反而引起災害。

2.1自然優先

海綿社區的構建應遵循自然優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，最大限度地實現雨水在社區的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境的保護。

2.2改變粗放式的發展模式

海綿社區的構建是在彌補過去社區建設的“欠賬”，即改變粗放型的發展模式，通過對社區原有生態系統的保護、生態恢復和修復及低影響開發，逐步恢復社區自然的“海綿”功能。

2.3觀念和行為方式的轉變

建設海綿社區要實現從思想和行為方式上的重大轉變。一是思想觀念上的轉變：雨水不是負擔，是寶貴的資源；城市建設要從原有的破壞生態轉向恢復生態，這是海綿城市建設的根本。二是行為方式上要轉變：從原來的末端治理轉向源頭治理，雨水當地收集、當地滲透，少形成徑流；從原來的單一途徑轉向多途徑，利用好河湖蓄水、馬路滲水等多種方式。

2.4工程技術的運用

海綿社區的構建應采用源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術，實現城市良性水文循環，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力。

2.5生態方式的的應用

在海綿社區的設計中，改變傳統的集中綠地建設模式，將小規模的下凹式綠地滲透到社區內的各個空間，在不減少建筑面積的前提下增加綠地比例（圖1）。

圖1　傳統綠色系統與海綿社區綠色系統建設模式對比

3　構建海綿社區的途徑

3.1雨水花園的營造

3.1.1雨水花園的內涵

雨水花園是構建海綿社區的主力軍，是一個與自然地理條件相適應的雨水調蓄裝置，是自然形成的或是人工挖掘的淺凹綠地，被用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養地下水，借此實現雨水的資源化管理。同時，運用景觀化處理手段，使植物與生態材料成為花園主角，讓雨水設施重新煥發生機與活力，打造一個充滿藝術氣息的“雨水銀行”。除了具有實實在在的雨水調蓄功能外，更要賦予其較高的觀賞價值，使之成為解決城市雨洪問題、構建海綿城市的基本單元。

3.1.2不同場地內雨水花園設計

（1）對于社區內小面積內向型場地（如住宅花園）的雨水管理，一般采用集中處理的方式，在場地中心設置雨水花園。通過管道、溝渠等設施，將屋頂、道路等硬質場地中的雨水引入雨水花園（圖2）。

（2）對于社區內道路等線性空間，雨水花園的布置應該沿線展開。徑流的流向在不影響交通的前提下，通過道路固有的坡度、雨水收集池閘口等方式加以引導。徑流過程中，雨水花園能夠滯留雨水，延長徑流時間，實現有效的雨水下滲（圖3）。

3.2海綿屋頂

圖2　社區內向型場地雨水花園設計示意圖

建筑是社區最基礎的細胞，若每個建筑屋頂都能對雨水呈現海綿特性，那么社區離“海綿”也就不遠了。海綿屋頂就是把園林搬到屋頂上去，結合園林設計的理念讓雨水在屋頂花園充分利用。種有植物的屋頂可以蓄積和凈化雨水，減少地表徑流［2］。在炎熱的夏季通過植物的遮陰、蒸騰作用以及對太陽輻射的吸收和轉化［3］，可以減少屋面的熱通量，增強建筑頂部圍護結構保溫隔熱的性能，降低空調系統的能耗［4］，因此能綜合改善城市的水、熱環境［5-6］（即內澇和熱島效應）。同時，海綿屋頂還為各類昆蟲和微型節肢動物提供了棲息地，并為鳥類和蝙蝠提供了居所，增加了城市生態系統生物的多樣性。

圖3　社區內線性空間雨水花園設計示意圖

3.3垂直花園

垂直花園是實現海綿社區的重要形式之一。垂直花園又稱生態墻或是綠色墻，是一種建造在建筑墻壁上的生態綠化形式，它能最大限度地利用有限的空間，同時還能在最小的范圍內實現植物的多樣性。生態墻不僅為城市建筑裝飾設計帶來新元素，而且可以讓更多的綠色植物代替鋼筋混凝土和磚石圍墻，使城市充滿生機和活力。

垂直花園可分為室內生態墻與室外生態墻，這兩者對于海綿建筑的構建都具有很大的價值。室外生態墻使用植物覆蓋建筑物圍墻，可以為墻身制造隔熱層，減少污染，同時為建筑材料提供保護，免受諸如太陽的損耗。室外生態墻不僅具有減少建筑的能源消耗、吸收二氧化碳、放出氧氣等優點，而且通過植物與建筑的結合，還能減少反射到城市中的熱量，減緩城市的熱島效應。在室內布置垂直植物墻，不僅可以改善室內小氣候及凈化空氣，而且還能起到自然空調的作用。將垂直花園嵌入室內環境中，讓室內生態墻成為最鮮活的凈化器，也是解決霧霾污染有效的方式之一。

3.4滲透性鋪裝

地面硬化是引發城市生態環境問題、加劇熱島效應的一個重要因素，其直接減少了城市綠地面積，阻斷了雨水補給地下水的途徑，使地下水難以回升，進一步加劇了城市的干旱缺水和地面下沉的問題。硬化路面的鋪裝也導致了城市降雨地表徑流量增加，裹挾著地表污染物的初期雨水及沉積在下水管網中的污染物，未經任何處理在短時間內流入河流、湖泊，對這些水體造成了嚴重污染。而通過海綿城市的建設，推行建設可滲透下墊面，盡可能地增大雨水下滲比例。一方面在源頭減少徑流，緩解排水設施的壓力；另一方面凈化初期雨水，減少初雨對下游水體的污染。這將有利于提升城市的蓄水能力，有效緩解地下水不足、路面下沉以及城市水污染的問題。

滲透鋪裝包括透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝、透水瀝青混凝土鋪裝、嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石和碎石鋪裝等形式。在海綿社區的構建中，讓社區內的車行道、人行道和停車場等場地采用滲透性地面鋪裝，讓雨水回歸大地，讓社區的硬質鋪裝變為具有入滲、滯留、水質凈化與地下水涵養的生態場所。

3.5滲濾溝

滲濾溝在地面設卵石溝或卵石槽，導引地表徑流至卵石間的孔隙，利用卵石、碎石等空隙為雨水提供滯蓄空間的方法。海綿社區內一般道路采用透水鋪裝便于雨水滲透、收集和利用，而因景觀和功能要求，在社區內主要道路和社區廣場上未能使用透水鋪裝，可以通過滲濾溝收集雨水。因海綿社區的道路廣場的標高大于綠地標高，道路廣場上的雨水可以通過滲濾溝匯聚到周邊綠地內，再滲透到地下。

3.6植草溝

在“海綿社區”建設中，植草溝被作為種植植被的景觀性地表溝渠排水系統，也是泥沙和污染物的“過濾器”。植草溝減緩了雨水在社區內流經的速度，喜濕耐旱的植草也能攔截地表徑流的泥沙和污染物，加之溝底的礫石和砂層進行了特殊處理，可以讓更多雨水下滲和過濾。砂子間的縫隙小，可以在雨水下滲時對其精細過濾，使水質得到凈化；礫石間的縫隙大，可以讓雨水加速下滲并集蓄起來，待缺水時加以利用。另外，植草溝中的微生物可以形成一層生物膜，能降解雨水中的部分污染物（圖4）。

3.7雨水桶

屋頂雨水頗具利用價值，在海綿社區的構建中可采用“雨水桶”收集屋頂雨水。雨水桶收集的雨水可以用來灌溉社區內的植物，并且微酸的雨水十分有利于植物的生長。這樣不僅可以減少社區內家庭澆花和草坪等方面的用水支出，另一方面也可以在自然環境中涵養水源，以保證盡量少的雨水進入城市排水管道，從而減輕城市排水管道壓力。

圖4　植草溝結構示意圖

4　結語

社區是水體污染重要的源頭，通過海綿社區的建設使社區成為應對水污染的主戰場，是解決水資源短缺的希望之地。研究表明，海綿社區對治理熱島效應和霧霾天氣也具有一定的功效。海綿社區不僅要看到它防洪排澇的作用，也要看到它在減緩霧霾、凈化污染、調節熱島效應、生物培育等方面的綜合作用。

在社區中通過建造屋頂花園、垂直綠化及雨水花園等設施，不僅可以減少不可滲透地面的比例，增加綠化面積，而且對于水資源的充分利用、減少洪澇災害及節能減排均具有直接或間接效益，也可以說是對城市硬質表面的一種生態修復方式。有必要強調的是，在建設海綿社區時，不能孤立地看待社區生態功能，要看到社區（匯水區）與濕地、河湖的關系，也要看到大的流域關系，這樣人們在社區生態建設時才不至于迷茫，避免投資浪費，達到投資效益［7］。

［1］俞孔堅.“海綿”的哲學［J］.景觀設計學，2015（2）：4-9.

［2］徐道坤，呂偉婭，張軍.屋頂綠化在隔熱降溫·蓄水減排和凈化屋面徑流污染中的作用［J］.安徽農業科學，2012（3）：1604-1606.

［3］胡達明.種植屋面基于實測的傳熱特性研究［J］.新型建筑材料，2009（8）：48-50.

［4］項錚，儲依.幾種屋頂綠化形式的隔熱及節能效果研究［J］.土木建筑與環境工程，2011（1）：42-44.

［5］鄭星，楊真靜，劉葆華.紅外熱像法研究屋頂綠化對熱環境的影響［J］.光譜學與光譜分析，2013（6）：1491-1495.

［6］ 葉建軍.屋頂綠化對城市水環境的改善［J］.水土保持研究，2007（2）：186-188.

［7］ 劉波，宋明華.建設海綿城市從哪里入手［J］.環境經濟，2015（2）：28-29.

A Brief Analysis on the Meanings of Constructing Sponge Communities

urban ecology， sponge city， sponge community， connotation， approaches

孔繁杰，天津城建大學碩士研究生；湯巧香，天津城建大學建筑學院教授。

2016-01-29）