海綿城市建設及發展研究

石振武 宋瑩琪

(東北林業大學土木工程學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

城鎮化的快速發展使我國城市建設密度過高，城市中，高樓鱗次櫛比，道路四通八達，鋼筋混凝土充斥了大部分現代化城市建設，覆蓋了原有的土壤表面，讓城市無法“呼吸”，這就是近年來一些大中型城市遭到暴雨侵襲之后，“城內看海”現象頻頻出現的主要原因。暴雨過后，城市的硬化路面導致降雨地表徑流量大量增加，雨水裹挾著地面污染物，未經任何處理直接排入地下管網，然后排入湖泊河流，不僅浪費了寶貴的水資源，也造成了嚴重的水體污染。這不僅僅是單一的排水系統不合理的問題，歸根結底是城市在開發建設中忽視了生態，讓其失去了原有的“彈性”。

1 概念

所謂海綿城市，顧名思義，是把城市比喻成一塊巨大的海綿，降雨時能夠就地或者就近的將其吸收，儲蓄，滲透，在這個過程中伴隨著雨水凈化功能，可以有效補充地下水；當城市需要用水時，可將儲蓄的雨水釋放出來，合理利用，恢復水資源在城市中自然遷移的特點。

2 問題及背景

迄今為止，我國城鎮化率已經超過了50%，這標志著我國從一個農業大國邁入到一個城市化的工業大國。然而，傳統的城市建設模式使得原有土壤表面被大面積覆蓋，城市綠地稀缺，據統計，僅有20%～30%的雨水能夠正常下滲地下。傳統工程式管道的排水方式使城市對天然雨水資源的再次利用率低于10%，這嚴重破壞了城市發展與大自然共存共榮的均衡形勢。“海綿城市”這一概念在2012年被首次提出，事實上，與之前中國推行的生態彈性城市異曲同工。都是要將物理科學中的“彈性”與“可塑性”的概念應用于城市生態建設之中。習總書記也在2013年中央城鎮化工作會議中強調，建設海綿城市的核心問題是要利用自然力量去排水，把有限的雨水留住并且加以再次利用，實現自然存積、滲透和凈化的目的。2014年11月《指南》發布；2015年4月2日，海綿城市建設試點名單公布。

3 建設方法措施

3.1 設計理念

海綿城市建設的理念是視雨洪為友，注重生態環境的建設。在我國，面對雨水和洪水所秉持的觀念就是快速排水泄洪，似乎排泄的越快就越安全，完全沒有將雨洪視為寶貴資源再利用的意識，白白浪費了天然的水資源。在這種形勢下，不能及時排走的雨水往往會造成城市內澇等問題，這與我國水資源短缺問題形成了鮮明矛盾。建設海綿城市首先要做的就是扭轉舊觀念，盡快摒棄傳統城市規劃設計理念，通過建設城市海綿體的方式實現雨水在城市與自然中的正常循環。

3.2 技術措施

1)滲透技術。

屋面徑流是建筑雨水徑流的直接來源。我國屋面的建設大多采用沒有滲水蓄水性的“灰色”材料，每逢降雨，屋面的雨水直接流向地表增加了地表雨水徑流量，同時也大大增加了城市給排水設施以及污水處理設施的負荷。因此可把建筑屋頂改為種有植被的綠色屋頂，降雨時，雨水既可以經過屋頂實現初級凈化，又可減少屋面的徑流總量。綠色屋頂著重強調生態學意義，對降落到屋面的雨水實施科學有效的管理。

傳統城市道路硬化面積占比高達75%。降雨時，封閉的道路表面阻礙雨水正常排入地下，在地面形成大量積水，產生城市內澇現象。為改變逢雨必澇的現狀，城市應改建成透水鋪裝道路，這種會“呼吸”的道路材料一般采用生態透水混凝土，能夠使雨水迅速滲到地表，平衡城市排水系統，并有效減小排水管網的負擔。同時可以起到補充地下水，調節水循環的作用。

2)儲蓄技術。

水，是生命之本。中國是人口大國，我國淡水資源總量雖多但人均水資源卻十分緊缺。因此，將雨水看作資源，通過收集、凈化和存儲等措施使天然的雨水得到多次利用，是緩解城市水資源短缺的有效途徑，還可以控制降雨徑流對城市引起的負面影響。城市建設打破了原有的地形地貌，無法正常排入地下的降雨匯集在地表，無法再次利用，大量水資源就被白白浪費掉了。雨水儲蓄技術正是為了有效解決上述問題把雨水資源儲存起來，從而實現再次利用。

蓄水池一般設置于城市地下，降雨時，雨水可通過道路兩旁的溢流式雨水口排入地下的蓄滲設施，并將雨水暫時蓄留其中，超過蓄水池儲存能力的雨水會慢慢排入排水管網。儲存在蓄水池中的雨水通過凈化設施的處理，可以實現二次利用，如用作生活用水(沖洗馬桶)、汽車沖洗等等。地下蓄水池的設計能有效減少年徑流總量，也符合與洪為友，變廢為寶的雨洪管理思想。雨水濕地是最天然的“蓄水池”，其作用與人工儲蓄系統類似，不僅可以儲存降雨，還擁有強大的生態凈化能力。

3)調節技術。

調節技術，主要是調節降雨的水量和水質。其主要的調節設施是調節塘。降雨過后，超過滲透能力的雨水排入設置于地下的雨水調蓄設施，經過凈化處理回用于綠化澆灌和道路沖洗，實現雨水資源化利用。調節塘可通過合理的設計，增加其滲透功能，收集的雨水慢慢入滲土壤，通過土壤和植物的過濾作用使之得到凈化，同時也補充了地下水資源。

4)傳輸凈化技術。

植草溝，從形態上來看類似于一個下凹式植有綠色植物的雨水傳輸溝渠。只在雨季用來傳輸、凈化雨水，平時有較少積水，甚至是沒有積水的。它具有建造費用低，長度寬度不一，運行管理簡單等特點，是天然的“凈雨溝渠”。降雨經植草溝的傳輸排入下凹式綠地或者景觀水體，水體中的污染物經植被的過濾得到凈化，達到了綠色傳輸，初級凈雨的目的。生態護坡和植被緩沖帶的作用是減緩地表雨水徑流的流速，使雨水徑流在漫流入河的過程中通過綠地滲透吸收和植物凈化作用減少入河污染。

4 發展及建議

城市水生態問題是一個綜合性問題，落后的城市雨洪建設管理模式和水生態危機已經對我國經濟的發展產生一定制約，同時也威脅了居民的生存。國內學者急切呼吁城市應盡快轉變原有傳統的“灰色”建設理念，真正把城市建設成為可以對雨水收放自如的“海綿體”城市。我國海綿城市建設的核心目標：使70%的降雨就地消納，并且加以利用。至2020年，全國20%的城市建設應達到目標要求；2030年，80%的城市應達到目標要求。

在海綿城市建設過程中，仍然存在許多問題直接影響推進效率和實施方案的科學性。對于試點城市的發展現狀從以下幾方面提出建議：在規劃方面，各部門之間應加強溝通與協作，城市的地形地貌各不相同，應因地制宜，科學的分析出城市的水文特征，并要合理的配置空間資源；我國是法治國家，在法規方面，制定完善的管理體系是十分必要的，使得在海綿城市的構建中有規可循，有法可依；在實施技術方面，各城市應根據城市區域特征靈活的選擇適合本城市建設的技術及技術組合系統。同時，要把政策支持與示范宣傳作為輔助，提高市民與企業建設海綿城市的意識。建設海綿城市還要避免“只重視地下(上)，不重視地上(下)”“只重視灰色(綠色)，不重視綠色(灰色)”的誤區。真正達到綠灰結合、因地制宜的理想模式。

在我國以生態文明發展為核心的長期城市建設中，傳統的單目標、高污染的雨水排放模式已經難以為繼。必然要向可以依靠自然力量去蓄水、凈水、排水的新型生態“海綿城市”去轉變。但是，這一轉變是個長期而艱巨的系統工程，一個新體系的建立并非一蹴而就的事情，欲速則不達，需要腳踏實地。

5 結語

海綿城市的提出，無疑是中國生態城市建設的重要里程碑。海綿城市的建設可以使城市與大自然達到和諧共存的平衡點，為我國城市雨洪管理體系指明了道路，但其理論體系和實施策略尚未完善，建設過程必定困難重重。相信在政府統籌指引與社會公眾的大力支持下，海綿城市建設之路定會一片坦途。