海綿城市的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

唐秀秀

摘要： 近年來，我國城市內(nèi)澇、缺水以及污染問題日益嚴(yán)重，海綿城市就是在這樣的背景下出現(xiàn)的。現(xiàn)階段，我國正大力倡導(dǎo)海綿城市建設(shè)。作為一種新型的建設(shè)模式，海綿城市從提出至今已經(jīng)有五年時間，它在中國的發(fā)展現(xiàn)狀如何？對于試點城市解決城市內(nèi)澇問題有沒有實際的效果？是否能夠在全國進(jìn)行相應(yīng)的推廣？文章將對這些問題進(jìn)行相應(yīng)的研究，并以常德市海綿城市建設(shè)成果來進(jìn)行說明。

Abstract： In recent years， the problems of urban flooding， water shortage and pollution in China have become increasingly serious. Sponge cities emerged under this background. At this stage， China is vigorously advocating the construction of sponge city. As a new type of construction model， sponge city has been proposed for five years. How is it currently developing in China？ Are there any practical results for the pilot cities to solve the problem of urban flooding？ Can it be promoted in whole China？ The article will conduct corresponding research on these issues and illustrate the achievements of the construction of the sponge city in Changde City.

關(guān)鍵詞： 海綿城市；研究現(xiàn)狀；常德市；雨水處理

Key words： sponge city；research status；Changde city；rainwater treatment

中圖分類號：F299.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）13-0026-03

0 引言

2012年4月，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，“海綿城市”概念首次提出；2013年12月12日，習(xí)近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》的講話中強調(diào)：“提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。

1 海綿城市的定義及國外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 定義

《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》以及仇保興發(fā)表的《海綿城市（LID）的內(nèi)涵、途徑與展望》則對“海綿城市”的概念給出了明確的定義，即城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，在降雨的過程中，雨水可以通過吸收、調(diào)蓄、下滲及凈化等方式積累起來，等到需要的時候，再把存蓄的水釋放出來，用以灌溉、沖洗城市路面和補充城市地下水等，從而達(dá)到提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

海綿城市的概念提出的時間還不長，在中國的發(fā)展也才剛剛起步，各方面都還需要借鑒國外先進(jìn)國家的理念和模式。

國外比較先進(jìn)的海綿城市的模式有很多，比如：德國的高效集水平衡生態(tài)，德國的這一套是得益于其發(fā)達(dá)的地下管網(wǎng)系統(tǒng)、先進(jìn)的雨水綜合利用技術(shù)和規(guī)劃合理的城市綠地建設(shè)，使得德國“海綿城市”建設(shè)頗有成效；瑞士的全民參與海綿城市的建設(shè)，早在20世紀(jì)末時，瑞士就開始大力推行“雨水工程”其工程的特點是花費小、成效高、實用性強的雨水利用計劃，瑞士的每家每戶都是一個小型的海綿體，其在原有的房屋上動了一點兒“小手術(shù)”：在墻上打個小洞，用水管將雨水引入室內(nèi)的儲水池，然后再用小水泵將收集到的雨水送往房屋各處。瑞士以"花園之國"著稱，風(fēng)沙不多，冒煙的工業(yè)幾乎沒有，因此雨水比較干凈。各家在使用時，靠小水泵將沉淀過濾后的雨水打上來，用以沖洗廁所、擦洗地板、澆花，甚至還可用來洗滌衣物、清洗蔬菜水果等。

2 我國海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

相對于英國荷蘭美國等發(fā)達(dá)國家來說，我國的海綿城市的建設(shè)起步是比較晚的，從2012年海綿城市定義提出至今，全國共有30個城市進(jìn)行海綿城市的試點，與此同時有一些地區(qū)和城市自主的進(jìn)行了海綿城市的建設(shè)，建設(shè)成果比較好的城市像北京、上海等，但也有建設(shè)進(jìn)展不順利的，筆者通過各個城市在建設(shè)海綿城市過程中遇到的問題和現(xiàn)象的研究和分析，認(rèn)為目前我國海綿城市建設(shè)的主要問題有以下幾點：

①海綿城市建設(shè)的主要內(nèi)容就是通過將城市系統(tǒng)內(nèi)傳統(tǒng)的河流、湖泊和池塘與人工現(xiàn)代化的道路、廣場、公園等通過雨水的收集、貯存、凈化、利用、排放等設(shè)施聯(lián)結(jié)成一個完整的有機整體。這些雨水處理設(shè)施的建設(shè)需要巨大的資金投入，現(xiàn)在國家正在大力的推廣PPP項目，對于民間的資本來說，它們的投資必然是更加看重短期投資效益的，但是海綿城市的完全成型所需要的周期是很長的，因而對于民間資本的吸引力也就不夠大，因此資金的籌集就是海綿城市需要面對的最大問題之一。

②海綿城市的建設(shè)需要對現(xiàn)有的城市的排水設(shè)施、道路、建筑等進(jìn)行改建，特別是對于一些已經(jīng)帶有較高審美價值的老城區(qū)來說，海綿城市建設(shè)的相應(yīng)改建，就會出現(xiàn)了一個比較嚴(yán)重的問題，對于原有城市的特色將會有一定程度上破壞。

③海綿城市的核心就是水，但是目前海綿城市建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計、施工、監(jiān)控與管理過程中對于水的重視度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對于城市的規(guī)劃和設(shè)計沒有專門的以水文學(xué)為核心的規(guī)劃和設(shè)計團(tuán)隊；對于海綿城市的建設(shè)在水資源的這一方面，國家也沒有一套完整的監(jiān)控與基礎(chǔ)的體系；國內(nèi)沒有關(guān)于針對海綿城市的“水與氣候”、“水與環(huán)境”、 “水與生態(tài)”、“水與社會”聯(lián)系的城市綜合水系統(tǒng)及其交叉學(xué)科的先進(jìn)科研技術(shù)支撐和存在的一些技術(shù)障礙。

④海綿城市的建設(shè)需要對城市原有的綠地、排水、集水以及蓄水的設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的改造以及新增以達(dá)到實現(xiàn)海綿城市的目的，在這過程中需要新的土地資源，但是對于現(xiàn)代化的城市土地資源是很珍貴很稀缺的資源，這就導(dǎo)致了本來就已經(jīng)非常緊張的城市土地資源更加匱乏。

綜上所述海綿城市在我國的發(fā)展才屬于剛剛起步，需要面臨的和解決的問題很多，因此需要我們的政府相關(guān)部門以及建設(shè)者更多的投入到海綿城市的建設(shè)中去。

3 我國在建海綿城市的現(xiàn)狀——以第一批試點城市常德為例

3.1 常德市基本概況

根據(jù)財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部《關(guān)于開展中央財政支持海綿城市建設(shè)試點工作的通知》（財建〔2014〕838號）和《關(guān)于組織申報2015年海綿城市建設(shè)試點城市的通知》（財辦建〔2015〕4號），財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部于近期組織了2015年海綿城市建設(shè)試點城市評審工作。根據(jù)競爭性評審得分，常德入選了2015年海綿城市建設(shè)試點范圍。

常德市位于湖南省西北部地處長江中游 洞庭湖水系、 沅江下游和 澧水中下游，水資源豐富，常德市共有河湖面積78萬畝，全市的年平均降雨量超過1360毫米，開展海綿城市的建設(shè)有得天獨厚的條件，此次常德劃分的試點區(qū)域有36平方公里，新城區(qū)占71%的面積，老城區(qū)為29%，截止2017年7月份常德市海綿城市的主要建設(shè)成果已經(jīng)基本實現(xiàn)了小雨無積水，大雨不出現(xiàn)城市內(nèi)澇，很大程度上提高改造區(qū)域的城市環(huán)境質(zhì)量，提高了城市文明品味，改善市民的生活質(zhì)量，對于城市的經(jīng)濟(jì)也有一定的推動作用。

3.2 常德市的海綿城市的建設(shè)成果具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.2.1 常德市船碼頭泵站及河道治理項目

常德市船碼頭泵站及河道治理工程位于常德市內(nèi)長勝橋及白馬湖橋之間，總體的規(guī)劃面積為15公頃。這個項目是利用德國的先進(jìn)水系與生態(tài)綜合治理的理念和經(jīng)驗，通過水力、水文數(shù)字模型，借助配套設(shè)施設(shè)備，將合流制排水體系排放的污水按不同濃度分離送達(dá)污水處理廠和生態(tài)濾池處理；巧妙地利用半封閉式調(diào)蓄池，實現(xiàn)污水沉淀與雨水調(diào)蓄，隔斷黑臭水體對周邊環(huán)境的影響；通過泵站和生態(tài)濾池，實現(xiàn)經(jīng)過調(diào)蓄池初步沉淀后的污水再進(jìn)行生態(tài)過濾和暴雨期純雨水的直排；通過項目系統(tǒng)發(fā)揮其“滲、滯、凈、用、排”的集成作用，處理初期雨水，減少內(nèi)河入污量，凈化內(nèi)河水質(zhì)，充分利用自然雨水補充內(nèi)河水量；通過水生植物凈化相關(guān)河道水體，并與周圍的園林綠化的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)無縫銜接，提高城市的區(qū)域景觀效應(yīng)，通過白馬湖和穿紫河連通，實現(xiàn)常德市內(nèi)河水系活水、清水和補水。

船碼頭泵站及河道治理工程在工程竣工投入運行后證實，城市合流制排水系統(tǒng)排放的污水在終端能得到有效的處理。

3.2.2 濱湖公園改造項目

常德市濱湖公園位于常德市武陵區(qū)，是一個大型的水景綜合性市政公園，在治理前水體水質(zhì)為劣Ⅴ，在全面完成截污的基礎(chǔ)上，通過采用以水體動植物種群結(jié)構(gòu)優(yōu)化為主的生態(tài)修復(fù)措施，構(gòu)建了沉水植物、浮葉植物和挺水植物為核心的水生植物群落，以及濾食性魚類和底棲動物螺、蚌為主的水生動物群落，水體生物多樣性顯著提升，水質(zhì)由原來的劣Ⅴ全面提升至接近地表Ⅲ類水，并通過長效管理系統(tǒng)有效運行，改善了水體自我凈化能力，重建了健康穩(wěn)定湖泊水體生態(tài)系統(tǒng)，使水體景觀得到明顯提升。

3.2.3 景潤園小區(qū)改造項目

泰達(dá)潤景園小區(qū)的二期是國內(nèi)首批海綿城市建設(shè)示范小區(qū)，在小區(qū)內(nèi)原有的基礎(chǔ)排水和處理水的基礎(chǔ)設(shè)施上，按照相應(yīng)的海綿城市相關(guān)技術(shù)進(jìn)行改造主要是地面徑流控制措施——道路植草溝、傳輸型植草溝、碎石溝、透水鋪裝、生態(tài)停車場；屋面徑流控制措施——自澆灌屋頂綠化、高位雨水花園；過程徑流控制措施——滲透管、生物滯留池、PP模塊滲渠、PP模塊雨水收集池、一體化雨水處理間；海綿實時監(jiān)控系統(tǒng)——外排量監(jiān)控、回用量監(jiān)測、降雨量監(jiān)測；海綿建設(shè)展示措施——視頻展示臺、監(jiān)測數(shù)據(jù)臺、斷面觀測口及觀測井。通過這些排水基礎(chǔ)設(shè)施和水處理技術(shù)應(yīng)用，對小區(qū)內(nèi)的雨水系統(tǒng)進(jìn)行處理，提高雨水的利用率和小區(qū)內(nèi)的景觀觀賞性。

3.2.4 柳葉大道西段新建項目

柳葉大道西段新建項目按照以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，接近自然的，經(jīng)濟(jì)有效的常德市總體雨水管理目標(biāo)來進(jìn)行相應(yīng)的方案策劃和設(shè)計。

在整個待建區(qū)的輔機動車和人行道之間建造植草溝來收集和處理道路的雨水，每段植草溝內(nèi)都配有一個溢流井，與市政雨水管道相連；在道路縱坡坡度大于百分之四的地段或者在植草溝較長的地段需考慮在植草溝中設(shè)置消力坎或者階梯形植草溝，防止雨水集中，所有十字路口處僅僅通過雨水管道進(jìn)行排水，通過植草溝和雨水池塘系統(tǒng)對處理范圍內(nèi)的雨水進(jìn)行分散式處理。部分未能處理到的雨水通過設(shè)置集中處理設(shè)施——生態(tài)濾池進(jìn)行處理，以保證排水水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。

該公路新建項目對于雨水綜合管理符合海綿城市建設(shè)的理念。通過對雨水最大量的收集至植草溝等綠地中，減少市政的壓力。通過增加土壤的含水量，提高區(qū)域蒸發(fā)量，改善道路小氣候，起到局部降溫以及減塵的作用。

3.3 常德市海綿城市建設(shè)成效

3.3.1 水環(huán)境明顯改善

通過控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)等技術(shù)措施，系統(tǒng)開展黑臭水體專項治理行動，市城區(qū)主要黑臭水體基本消除，城內(nèi)各水體水質(zhì)達(dá)到地表水標(biāo)準(zhǔn)IV類以上。

3.3.2 水安全保障能力大大提升

通過加強源頭控制、恢復(fù)和拓展城市水系空間、完善市政排水系統(tǒng)和加強內(nèi)澇點排查整治等措施，提高了對雨水徑流的滲透、調(diào)蓄和排放能力，市城區(qū)防洪排澇能力大大增強，經(jīng)受了去年7月上旬多輪強降雨的嚴(yán)峻考驗。

2016年7月1日-7月2日，24小時累計降雨量達(dá)177.8毫米，市城區(qū)無大面積積水，無人員傷亡，無經(jīng)濟(jì)損失。

3.3.3 水生態(tài)進(jìn)一步優(yōu)化

通過啟動花山生態(tài)濕地和內(nèi)河水系駁岸景觀綠地建設(shè)，重塑自然生態(tài)岸線，營造動植物多樣性生存環(huán)境，形成更加良性的水文生態(tài)。提質(zhì)改造后的屈原公園、濱湖公園和穿紫河、柳葉湖沿岸植物生長茂盛，鮮花四季盛開，百鳥爭鳴，魚翔淺底，成為市城區(qū)一道道靚麗的自然風(fēng)景線。

3.3.4 水文化得到廣泛傳承

通過修復(fù)重建老常德時期的麻陽街、大小河街、老西門、窨子屋等歷史記憶，挖掘整合常德絲弦、花鼓戲兩項非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，新建德國風(fēng)情街、婚慶產(chǎn)業(yè)園、金銀街等特色商業(yè)街，使老常德的內(nèi)河碼頭文化、商業(yè)文明得到傳承。特別值得一提是窨子屋，它是古常德典型的民居建筑形式，匯聚了傳統(tǒng)的海綿城市建設(shè)理念。重建的窨子屋融入了更多傳統(tǒng)和現(xiàn)代的海綿元素，是一次海綿城市建設(shè)傳統(tǒng)與現(xiàn)代的對話和交流。

3.3.5 促進(jìn)了城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展

海綿城市建設(shè)帶來了規(guī)劃設(shè)計、專業(yè)人才培養(yǎng)、管理、運營智慧平臺的開發(fā)與建設(shè)，新技術(shù)、新材料的研發(fā)制造等諸多產(chǎn)業(yè)發(fā)展機會。

4 結(jié)論

綜上所述，本文以常德市海綿城市建設(shè)為例，對海綿城市試點城市的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，分別對新建城市道路、市內(nèi)河流治理、新建小區(qū)、以及水域公園等城市功能性基礎(chǔ)設(shè)施采用的具體技術(shù)措施進(jìn)行分析，并且對建設(shè)成果也進(jìn)行了相應(yīng)的分析與討論。 從常德市的海綿城市建設(shè)看來，我國的海綿城市建設(shè)在很多方面還需要加強，比如國家需要從法律和政策層面為海綿城市提供長效支撐保障，在專項規(guī)范和專項定額方面應(yīng)該進(jìn)行完善；在高校并沒有專門配套的海綿城市專業(yè)的學(xué)科，沒有高層次的學(xué)科研究的支撐；對于海綿城市的建設(shè)應(yīng)該在未來列為重點的市政工程，在財力上相應(yīng)的加大投入力度； 及時總結(jié)成功經(jīng)驗、妥善解決海綿城市建設(shè)中存在的問題。避免過度工程化、盲從化、雷同化和景觀化，避免為了海綿而建設(shè)零星水體和濕地，避免對水生態(tài)系統(tǒng)造成新的破壞。

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