海綿城市，打造一個能吸水的城市

劉樹坤+吳丹潔

近些年來，我國一些城市暴雨水災頻發，有些甚至連年受災，逢雨必澇已成為某些大中城市的痼疾。近期，我國南方多地遭遇特大暴雨，部分城市又出現嚴重內澇，“城里看?！币讶怀蔀槌＞啊：恿鏖_閘泄洪，居民小區抽水、排水。暴雨之后，人們想到的，首先是千方百計把水排出去。然而，暴雨之后，由于一些地方的河湖水位比較高，以致剛把水從這里排出去，又從別處灌了回來，排無可排。

災害加劇

以北京、深圳兩座城市為例，一個是千年古城，一個是新興的現代化都市，兩座城市建設年代不同，卻面臨著同樣的內澇問題。

北京在2004年、2006年、2011年和2012年夏季均發生了洪澇災害，造成城市道路癱瘓、航班取消。2011年，北京市政府決定重新開展城市管網規劃；然而，第二年，北京再次發生洪水，有79人不幸喪命。

與北京相比，深圳的內澇災害更加頻繁，可以說是“逢大雨即成災”。深圳市民對洪災似乎已習以為常：公交車進水，市民就站在公交車上；醫院被水淹，醫生照樣做手術；雨中情侶悠閑散步；小學生坐在父親的肩膀上去上學……

城市暴雨災害不斷加劇，歸根結底有以下幾個原因：一是自然因素，主要是熱島效應。城市上空被熱氣籠罩，溫度比郊區高上好幾度，城區的上升熱對流與水平方向的濕冷空氣交匯，就會產生降雨；二是隨著全球氣候變暖，我國部分地區出現更多持續性暴雨；三是城市化的推進使得大量地表被硬化，雨水難以下滲，地表徑流增加，而城市排澇能力不足，其中70%～80%的降雨形成徑流，僅有20%～30%的雨水能夠入滲地下，加之城市建設只注重地上，不投資地下，使得內澇災害不斷加劇，積水成災；四是過量抽取地下水造成地面沉降、海水倒灌、城市排水困難，再加上大量湖泊被填滿，水流調節能力降低。

統計顯示，全國有360 多個城市遭遇內澇，其中200多座大中型城市中有三分之二“逢雨必澇，遇晴易旱”。60余座城市單次內澇時間超過12小時，積水深度大于0.5米；北京、濟南等城市的嚴重內澇甚至導致人員傷亡發生。在內澇最嚴重的2011年，全國城市損失達到了驚人的4000億元；從2010年以來，年均損失在千億元以上，全國有15個省份的損失過百億元。城市內澇基本覆蓋所有31個省份，全國城鄉年均受災人口在1億人左右。雨洪問題引人關注。

另外，這些城市遭遇災害之后的處置措施也只是簡單的補水和排水。對補水和排水的過度依賴，讓許多城市成為防澇、防旱方面的“單向度的城市”。這種單向度的處置方式在局部受災時一般能夠奏效，但如果周邊地區同樣旱澇嚴重，就很可能產生一系列問題。比如，澇水外排會不會“干了這邊，淹了那邊；排了上游，淹了下游”？有能力往外排水的城市得以保全，但排水能力弱的城市怎么辦？

看來，要解決城市“看?！钡膯栴}，不僅僅是管道擴容這么簡單。

那么，還有什么好的辦法可以解決這一切？國外有哪些好的做法可供借鑒呢？

打破困局

在2010年出版的《氣候城市》一書中，美國加利福尼亞大學教授卡恩探討了在未來氣候變暖過程中，城市如何健康發展的問題?？ǘ鹘淌谔岢觥俺鞘懈偁帯钡母拍?，即城市之間為了健康發展，將推行各種政策和措施，以改善環境與設施，讓城市更為宜居和更具吸引力。在氣候變暖的趨勢下，城市競爭的關鍵之一是能否提出本地區應對極端氣候災難的策略。

城市發生內澇，表面上看是由于城市地下排水系統落后于城市建設，究其根源卻是建設和建筑改變了地表徑流量，增加了地下管網的負擔。

目前，隨著城鎮化的快速發展和城市群的興起，我國正面臨著城市內澇、霧霾污染、水系污染、水資源短缺、地下水位下降、地下水枯竭、水生物棲息地喪失等一系列生態問題。

我國新建成的建筑相當于世界建筑總量的一半。隨著城市化進程的加快，城市的不透水面積急劇增加，不少城市正演變為鋼筋水泥筑成的“硬殼城市”，這破壞了自然生態本底，導致逢雨必澇、遇澇則癱、城里“看?！焙陀旰蠹春?、旱澇急轉、逢旱則干、熱島效應等多個問題。另一方面，雨水資源不僅得不到有效利用，還給民眾生活帶來不便甚至災難，導致城市水循環系統和生態系統進一步惡化，北方城市幾乎“有河皆枯”，南方城市幾乎“有水皆污”。

由于大量人口涌入，本已缺水的城市更是難以為繼。資源型缺水和水質型缺水交互作用，使城市原有的生態平衡被打破，形成了更為復雜的生態型缺水狀態，水成為城市社會經濟發展的主要制約因素，治水形勢嚴峻。

為了解決城市缺水問題，把有限的雨水留下來，改善城市生態環境，消除城市內澇隱患，杜絕市內“看海”現象，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市被提到國家戰略層面。2014 年 10 月，我國住房和城鄉建設部發布了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試用）》（簡稱《指南》）。2015年1月，我國啟動了16個試點城市的海綿城市建設。2015年9月29日，國務院常務會議部署加快海綿城市建設，首批海綿城市建設總投資額超過300億元。

那么，什么是海綿城市？

回歸自然

海綿本身有水分與力學兩個特征。水分特征指的是海綿吸水、保水、釋水等性質，力學特征指的是海綿本身的回彈、壓縮、恢復等性質。海綿城市概念是一種形象的表達，源自于行業內和學術界習慣借用海綿的物理特性來比喻城市的某種吸附功能，比喻城市吐納雨水的能力，其學術術語也被稱為“低影響開發雨水系統構建”（Low impact development of rainwater system construction，簡稱LID）。它最早被澳大利亞學者用來隱喻城市對周邊鄉村人口的吸附效應。

我國住建部在《指南》中對海綿城市給出了明確的定義，即城市能夠像海綿一樣，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。

海綿城市是從城市雨洪管理角度來描述的一種可持續的城市建設模式，其內涵是：現代城市應該具有像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水的功能，以及應對氣候變化、極端降雨的防災減災、維持生態功能的能力。

很大程度上，海綿城市與國際上流行的城市雨洪管理理念與方法非常契合，如低影響開發（LID）、綠色雨水基礎設施（GSI）及水敏感性城市設計（WSUD）等，都是將水資源可持續利用、良性水循環、內澇防治、水污染防治、生態友好等作為綜合目標，“使整個國土成為一個‘綠色海綿系統，使雨水就地蓄留、就地資源化，使它與城市中的公園系統、濕地系統，形成統一的水生態基礎設施自然保護系統”。

傳統的市政管理遵循“雨水排得越多、越快、越順暢”這一模式，實際上忽略了雨水的循環利用。海綿城市突破了以排為主、只排不蓄、只排不用的傳統城市雨水管理理念，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種生態化技術，構建低影響開發、具有自然循環的“綠色海綿”雨水系統，統籌解決城市內澇、雨水資源化利用等多個問題，使整個城市容易適應新的環境，遭遇水災害后能夠快速恢復，能夠讓城市彈性適應環境變化和自然災害，并且不危及其中長期發展。這樣不僅有利于修復城市水生態環境，還能為綜合生態環境帶來效益。

在海綿城市中，可以用綠地廣場、綠色房頂、人工溝渠抓住雨水，讓其下滲、滯留；用河邊的生態濾池過濾雨污水，凈化水體。收集、凈化后的雨水可以用于綠地澆灌、道路清洗、景觀水體補充等。變“工程治水”為“生態治水”，促進城市順暢“吐納呼吸”，讓城市變為能夠吸納雨水、過濾空氣、過濾污染物質的超級大海綿，使其具有降溫、防洪、抗旱等效益，從根本上解決城市阻絕水與生態的問題，將城市從快排、及時排、就近排的工程排水時代，跨入綜合排水、生態排水時代，使城市邁向真正的生態與低碳城市。

海綿城市建設的核心就是雨水的有效管理：將自然途徑與人工措施相結合，通過統籌處理降水、地表水、地下水和人工給排水，最大限度地實現雨水在城區的積存、滲透、凈化和利用，協調給水、排水等水循環利用環節，從而實現城市和水生態環境的完美結合。經驗表明，在正常的氣候條件下，典型海綿城市可以截留80%以上的雨水。

海綿城市的精髓是讓水蓄得住、擠得出。要實現這一目的，必須建設有一定厚度的海綿體。目前全國陸續建設的透水路面、人工蓄水池、滲水溝等設施僅僅是海綿體的一層皮，真正的海綿體包括地表系統、淺層地下系統和深層地下系統，不是一朝一夕可以建成的。

另外，城市內澇主要是大暴雨排水不暢造成的，僅僅在城市建設一定的海綿體還不夠，還要建設海綿流域，在更大尺度的流域層面層層截流、儲存暴雨，防止暴雨徑流迅速流入城市，減少城市排洪負擔。

歸根結底，海綿城市有別于傳統排水系統的最大區別，就在于“回歸自然的水文循環”這一理念。通俗來講，就是充分利用城市綠地空間、水系等，使其發揮“海綿”的積存、滲透、凈化、釋放作用，讓水在城市中的遷移活動更加“自然”。

具體來看，海綿城市強調優先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排放徑流雨水，以“慢排緩釋”和“源頭分散式”控制為主要規劃設計理念，先利用場地源頭設施對徑流進行促滲減排，部分徑流雨水可予以調蓄凈化和回收利用，最后實現安全有序排放。

對于建筑與小區，可以讓屋頂綠起來，在滯留雨水的同時起到節能減排、緩解熱島效應的功效；人行道、廣場可以采用透水鋪裝；有條件的小區綠地應“沉下去”，讓雨水進入下沉式綠地進行調蓄、下滲與凈化，而不是直接通過下水道排放；可將小區的景觀水體作為調蓄、凈化與利用雨水的綜合設施。

城市道路是徑流雨水及其污染物產生的主要場所之一，對城市道路徑流雨水的控制尤為重要。人行道可采用透水鋪裝，道路綠化帶可下沉，若綠化帶空間不足，還可將路面雨水引入周邊公共綠地進行消納。

城市綠地與廣場應建成具有雨水調蓄功能的多功能“雨洪公園”，城市水系應具備足夠的雨水調蓄與排放能力，濱水綠帶應具備凈化城市所匯入雨水的能力，水系岸線應設計為生態駁岸，提高水系的自凈能力。

另外，把城市內機關、學校的運動場以及社區、公園的綠地都降低0.5米，下雨時作為蓄水池，可以使城市暴雨內澇問題得到很大緩解。這種方法不需征地，補貼費用少，也是國外的成功經驗之一。

疏通血脈

其實，海綿城市的理念并不是一個全新的概念，我國古代就有海綿城市建設經典的蹤影。在古代中國城市的排水設計中，首要考慮的是如何適應當地氣候。像北京北海公園的團城，這一在12世紀就已出現的透水設施，在當代仍被認為具有一種LID設計的關鍵特質。

此外，城市水系在排水管理中也具有重要作用。古人把城市水系當作城市的血脈，戰國時代《管子·水地》中提出：“水者，地之血氣，如筋脈之流通者也?！鼻蹇滴跞哪辏?695），呂弘誥在《重開城內河道記》中說：“夫地之有水，猶身之有血脈。河流塞，則風水傷；血脈滯，則身病，必然之理也。”如果人的血脈不暢通了，肯定要出毛病，城市也是如此。

2500多年前伍子胥規劃蘇州城時，設計了8個水門和8個路門，形成路與河平行的雙棋盤格局和道路景觀。1998年的特大洪災，蘇州既要排出市內的漬水，還要泄太湖的來水，整個城市雖低于洪水水面，但古城內基本未遭災。

再如北京的前身——元大都，于1267年興建，經18年完成。規劃設計師為劉秉忠及其學生趙秉溫和郭守敬。元大都選址于永定河沖擊扇的脊背位置，又引昌平白浮泉水，匯西山泉水與甕山泊，連接高梁河，形成城市河湖水系。城市主要街道有排水明渠和暗渠，匯入金水河、壩河和通惠河排出。城區有大量湖泊，既可調蓄洪水，又利用濱水空間營造了大量皇家園林。

另一處古代海綿城市設計的范例是菏澤。菏澤最初擁有72處池塘，占城市面積的30%。這些池塘在抵御洪水、調控氣候和蓄水層補給方面起到了重要的作用。

僅從減少內澇的角度來講，我們現在的城市規劃比過去要退步，主要體現在與水爭地、填埋河湖上。20世紀50年代，北京有名字的湖泊有200多個，現在只有50多個。至于前面提到的菏澤，由于近年來城市化發展，截至2000年，菏澤市的水體已經減少了近一半，僅占城區面積的16.2%。水面面積的減少造成了菏澤嚴重的內澇和更高的洪水風險。

變災為財

在其他國家和地區，也有類似于海綿城市這樣的雨洪系統。

1999 年，美國可持續發展委員會提出綠色基礎設施理念，即空間上由網絡中心、連接廊道和小型場地組成的天然與人工化綠色空間網絡系統，通過模仿自然進程來蓄積、延滯、滲透、蒸騰并重新利用雨水徑流，削減城市灰色基礎設施的負荷。

據美國波特蘭大學“無限綠色屋頂小組”（Green roofs unlimited）對占地723英畝（約2.93平方千米）的波特蘭商業區進行分析，將219英畝（約0.89平方千米）的屋頂空間——即1/3商業區修建成綠色屋頂，就可截留60%的降雨，每年將保持約6700萬加侖（約25萬立方米）的雨水，可以減少溢流量的11%～15%。

澳大利亞研究學者提出了城市洪水、供水、排水、污水、雨水利用和中水回用系統治理的水資源綜合管理軟件系統工具包（IWM Toolkit），在悉尼波特尼地區應用后，通過模型計算和優化分析，市政供水需求減少55%，污水向河流排放減少80%，實現了節水、減排、防洪的綜合目標，促進了悉尼的水環境改善。

英國政府通過《住房建筑管理規定》等法律規定，積極鼓勵在居民家中、社區和商業建筑設立雨水收集利用系統，雨水直接從屋頂收集，并通過導水管簡單過濾或者更為復雜的自凈過濾系統后導入地下儲水罐儲存。2015年后，英國政府為更有針對性控制水資源利用效率，直接要求單一住房單元的居民每天設計用水量不超過125升才能獲得開工許可，要求開發商和居民積極地在家中建立雨水回收系統。同時，英國也在大力推動大型市政建筑和商業建筑的雨水利用，最為典型的就是倫敦奧林匹克公園，園內主體建筑和林地在建設過程中建立了完善的雨水收集系統。通過回收雨水和廢水再利用等方式，這一占地225公頃的公園灌溉用水完全來自于雨水和經過處理的中水。此外，公園還將回收的雨水和中水供給周邊居民，使周邊街區用水量較其他類似街區下降了40%。

法國里昂并不過分突出地下排水管的作用，其雨水收集充分借助了地面走勢的特點，讓雨水通過精密設計的水渠流入城市的低洼地域。里昂中央公園特意留出了一個容量為870立方米的儲水池，池內不僅安裝了現代化的雨水凈化系統，還種植了許多水生植被以輔助雨水凈化，經過凈化后的水被重新引入到城市綠化區中灌溉植被。法國童話小鎮科爾馬也擁有設計精妙的水循環系統。這種讓冰冷的混凝土河堤與水電站被設計精妙的植被與大片綠化帶代替，既有利于城市內水的自然循環，也有助于環保，實現了人與自然的和諧共處。

人口密集的日本東京早年間發展“顧地上，不顧地下”，因而飽受內澇之苦。20世紀90年代，日本建筑法修訂案規定，大型建筑必須建設地下雨水儲存池和再利用系統。東京地標建筑——“天空樹”的蓄水池能儲存7000噸雨水，可供其所在的東京墨田區23萬人使用一天，主要用作災害發生時的生活用水或消防用水。

20世紀90年代，東京大興土木，建設了巨型分洪工程——“首都圈外郭放水路”。該工程的主體項目是一條位于地下50米處，全長6.3千米、直徑10.6 米的隧道。隧道一頭連接東京城市下水道，另一頭連接入海河流江戶川，在發生暴雨時可以用大型抽水機把城市雨水抽入河流，使之排入大海。

除了基礎工程的建設，日本在教育上也頗下功夫，力爭提高全民的能動性。

2003年，日本出臺一個治理城市內澇的法規，把責任歸為全民所有。每一個單位、家庭都有義務將雨水留下來。不能因為自己的開發改變家庭的排放，導致外排的流量增加。

在日本，有不少城市的大樓和民居都實行樓頂綠化，大雨下來后被植物過濾并從根系滲漏到地下大大小小的蓄水池里，既可以補充地下水，也可以用于灌溉、洗車等。

這些城市被人們形象地稱為海綿城市，它們是城市建設中為防災減災和生態建設留出彈性空間的結果。

事實上，海綿城市不僅可以解決當前的城市內澇災害、雨水徑流污染、水資源短缺等突出問題，還可以帶來綜合生態效益。例如，通過城市植被、濕地、坑塘、溪流的保存和修復，可以明顯增加城市“藍”“綠”空間，減小城市熱島效應，改善人居環境。同時，海綿城市還為更多生物——特別是水生動植物提供棲息地，提高了生物多樣性水平，營造出美妙而多變的城市景觀。

【責任編輯】趙 菲