陜西省海綿城市建設標準體系研究

白雪琛， 朱海榮， 梁 正， 陳 虹， 張 燕

(中聯西北工程設計研究院有限公司， 陜西 西安 710077)

1 研究背景

隨著我國城鎮化的快速發展，城市的硬質鋪裝率大大提高，雨水管網等基礎設施建設落后，再加上極端降雨的頻發，造成水資源短缺、水生態惡化、水環境污染、內澇頻發等一系列城市水問題[1-3]。為解決這些問題，作為生態文明建設的重要舉措，海綿城市建設已上升為國家戰略層面[4-5]。目前，我國已公布兩批共30個海綿城市試點城市。在國家和地方的大力推進與高度重視下，全國已掀起了海綿城市研究與建設熱潮[6]。

2016年3月，陜西省人民政府辦公廳發布了《陜西省人民政府辦公廳關于推進海綿城市建設的實施意見》，提出陜西省海綿城市建設應遵循“轉變理念、生態為本；因地制宜、科學規劃；統籌建設、有序推進；政府引導、社會參與”的原則，到2020年，要求全省城市建成區20%以上的面積達到海綿城市建設的目標要求，到2030年，全省城市建成區80%以上的面積達到海綿城市建設目標要求[7]。

然而，海綿城市建設是一項以城市水問題綜合治理為核心的系統工程，具有多學科(規劃、給排水、環境、水文、景觀等多個專業)、多層次(源頭削減、中途轉輸、末端循環)、多維度(不同地域)屬性，需要構建一套全面、系統的綜合標準體系來協調不同層次、不同專業海綿城市建設[3,8]。陜西省橫跨3個氣候帶，南北氣候具有較大的差異性，不同的地域環境特點對海綿城市建設的要求差異較大。因此，結合陜西省的實際情況，在滿足國家相關要求的前提下，研究一套因地制宜的海綿城市建設標準體系，探求適宜自身的海綿城市建設路徑，已成為當前本地區海綿城市建設急需解決的重要所在。

2 需求分析

2.1 地域環境對海綿城市建設提出相應要求

海綿城市建設過程包含狹義低影響開發系統(源頭)、常規雨水徑流蓄排系統(中途)、超標雨水徑流排放系統(末端)，通過滲透、調蓄、凈化、利用、排放等多種技術的結合，提升對雨水徑流的調控能力，構建城市海綿性能，實現城市的良性循環[9]。然而，由于水文地質條件、氣候狀況、土壤特性等地域差異性因素，海綿城市建設的需求目標不盡相同，并且為保障低影響開發設施的實施效果，應考慮地域性因素對其進行適應性評價，并優化其構造做法與相關設計參數[10-11]。

陜西省所屬地域南北較長，從氣候分區來看，分別位于3個不同的溫度帶上。陜北為溫帶半干旱半濕潤氣候，關中為暖溫帶濕潤氣候，陜南為亞熱帶大陸性季風氣候[12]，其氣候及海綿城市建設主要特征如表1所示。因此，陜西省海綿城市建設不能完全借鑒于東南沿海與國外經驗。

表1 陜西省各地域氣候與海綿城市建設特征

由表1可以看出，整個省域氣候差異較大，降雨量時空分布不均，整體水資源短缺。除此之外，陜西地處西北黃土高原，黃土是一種風成沉積的產物，結構相對疏松，垂直節理發育，而海綿城市所采用自然存積、自然滲透的理念，將一定范圍的徑流收集到內，會進一步強化水對黃土的滲流力學過程，極有可能誘發黃土濕陷，破壞周邊設施。通常在工程實踐中，由于濕陷性黃土特殊的工程性質，需進行地基處理，通過不同的方式消除其濕陷性的影響，如采用3∶7灰土墊層、沖擊壓實、強夯等[18]；在西咸新區(第一批海綿城市建設試點城市)灃西新城秦皇大道(非自重濕陷性黃土場地，濕陷性等級為1級)低影響開發雨水系統改造工程中，采用了一種“L”型鋼筋混凝土防水擋墻，用于路基側向支擋及防止雨水側滲對路基的影響[19]。由此看出，在識別地域特征及重難點的基礎上，研究新技術，開發新材料，并形成行業質量標準對于海綿城市建設至關重要。

2.2 海綿城市的快速建設急需技術支撐

海綿城市建設是一個跨行業、跨部門、跨學科的綜合性事業，需要多方位的技術支撐，其內容涉及城市建設的諸多方面，除對建筑與小區、市政道路、綠地廣場的低影響開發改造，市政基礎設施的新建、改造與優化，及城市水系保護利用等工程以外，還包含工程的后期運行管理及海綿城市建設績效評價等[20-22]。

標準規范是城市基礎設施建設的重要基礎與依據，系統了解并掌握標準規范對海綿城市建設至關重要[20]。近年來，我國對海綿城市建設十分重視，相繼修訂和提出海綿城市建設相關標準規范，更多地融入了低影響開發、源頭控制、全過程治理的理念與要求[23]，見表2。

表2 現行海綿城市建設主要相關規范及導則

自我國確立海綿城市建設試點城市后，各地方已陸續頒布了針對該地區的《海綿城市建設規劃設計導則》、指南相關標準圖集等，用于指導和規范相關工程規劃與建設，但相比于發達國家城市更為精細化的低影響開發設計導則[24-26](以美國阿拉巴馬州低影響開發手冊為例，見表3)，面對復雜的地域環境特點，海綿設施適用性、構造參數、植物配置等諸多方面的部分內容仍較為粗放，導致應用于設計施工后其實施效果欠佳[27]。

總體而言，陜西省在海綿城市建設和實施過程中仍面臨諸多問題：相關技術規程、技術標準研究制定的地方適應性不強，亟待加強技術指導；部分設計與施工單位對于低影響開發設施建設經驗不足，建筑、結構、景觀、給排水、水文等專業之間協同性不足以及相關工程驗收、管理和評價體系缺失等。因此，構建一整套標準系統對于陜西省海綿城市建設至關重要。

3 陜西省海綿城市標準體系構建

3.1 構建原則

(1)體系應充分借鑒國家試點城市與國外先進經驗；

(2)根據本地氣候水文條件、地質土壤條件等因素，科學編制圖集，以易操作、易管理、低養護、低造價、經濟性好等特點的技術作為技術支撐；

(3)在規范設計的基礎之上，加強精細化研究；

(4)應形成內容全面、層次分明、結構清晰的標準體系。全方位地推進海綿建設，打造生態宜居的城市環境[3,28]。

表3 美國阿拉巴馬州低影響開發設計手冊內容

3.2 構建方法

為及時、準確了解陜西省海綿城市的建設狀況和標準需求，筆者團隊對陜西省典型城市的海綿城市建設和企業進行了實地調研。結果表明，海綿城市契合各地發展需求，各地的政府主管部門對海綿城市建設都給予了高度重視，在各自相關規劃和行動方案中結合各地特色和需求。標準體系的建設和完善，既需要根據政策制定頂層設計，也需要根據實際情況做具體設計。本標準體系的構建是在充分調研和了解各層次人們需求的基礎上，結合陜西省的實際情況進行具體構建。

3.3 構建框架

首先需要明確的是陜西省海綿城市標準是以國家標準為指導，在遵循國家現行的相關海綿城市標準規范的基礎上制定的。在標準體系中，既應包括為了明確海綿城市建設目標的專項規劃、基礎標準規范等，還應涵蓋為了指導建設過程中細節的落實與完善，對工程建設后期的竣工質量驗收、運行管理、評估與績效考核及行業產品技術標準進行指引的指南標準、圖集等，如圖1所示，各標準項目的具體內容見表4。

(1)規劃設計標準。陜西省海綿城市規劃設計標準首先應針對陜西省的區域特點，因地制宜地制定陜西省海綿城市規劃設計導則，明確不同地域特點的規劃、設計、竣工驗收、維護管理過程中低影響開發雨水系統構建的內容、要求和方法。在規劃設計方面，西安市、西咸新區、銅川市、寶雞市已起到示范先行作用。同時，為了有效地指導省內各地區海綿城市建設的具體設計，以城市規劃編制體系為基礎，在總體規劃、專項規劃、控制性詳細規劃、修建性詳細規劃各層級提出海綿城市要點，保證建設要點的法定化[29]。各地市應相應編制市級技術指南或規程等，以期供各區域內縣級及縣級以上的城市在海綿城市設計時進行具體參考。

圖1 陜西省海綿城市建設標準體系構建技術路線

表4 陜西省海綿城市標準項目列表

(2)設計施工標準。海綿城市建設是多專業協調的工程建設，伴隨著建設的迅速開展，目前還沒有專業的施工團隊，所以當前海綿城市建設普遍存在設計與施工脫節的問題，導致建設的質量參差不齊。

為了大幅度提高海綿城市建設的效率，保證工程質量，海綿城市建設標準圖集的制定是不可或缺的。因此，根據陜西省的氣候分區，在充分結合建筑與小區、城市道路、城市綠地與廣場、城市水系等的現狀條件及雨水凈化利用技術條件的基礎上，編制海綿城市建設技術標準圖集。在圖集中，為了保證工程的安全性，應針對各區域典型的土壤類型，如風沙土、鹽土、濕陷性黃土、膨脹土等進行具體編制，并明確各單項設施的施工要點；當存在高地下水水位、車庫頂板覆土厚度限制、濕陷性黃土等因素時，應針對其進行專題研究以作處理，從而進一步深化和完善地方標準。

(3)質量驗收標準。目前，陜西省內各地海綿城市建設試點工作正在有序推進。作為重要的基礎設施，低影響開發設施受環境、材料、結構等多方面因素的影響，其對徑流水量、水質的調控能力存在差異，并且與雨水管網、超標雨水系統的耦合是否能夠實現海綿城市建設目標，需進行質量驗收工作[29]。同時，根據是否影響設施主要功能、安全性、環境保護等因素，在標準中明確各單項設施質量驗收的主控項目與一般項目(表5列舉了濟南市部分低影響開發設施驗收指標[31])。在編制陜西省海綿城市建設施工及驗收細則時，應充分考慮設施內外部因素，細化驗收指標，明確檢驗方法，并充分考慮濕陷性黃土易由其滲水帶來嚴重的安全問題等因素，列入驗收主控項目。

表5 濟南市低影響開發設施工程部分驗收要點(列舉)[31]

(4)運行管理標準。運行管理是海綿城市建設的重要組成部分，為了維護城市低影響開發體系及設施的正常運行，應針對海綿城市建成后的運行管理提出相應規定，即編制陜西省海綿城市運行管理規定。內容中明確規定不同類項目的維護管理單位。如對城市道路、立交、公園綠地、廣場等公共項目的海綿設施，可由各項目管理單位負責維護管理或由政府組織成立統一的海綿城市設施管理單位對海綿城市設施進行日常維護管理；公共建筑與住宅小區等其他類型項目海綿城市設施，可由該設施的所有者或其委托方負責維護管理[32]。另外，規定中也應對維護管理制度和操作規程進行詳細說明。并且，在運行管理過程融入信息化管理，支持海綿城市建設全生命周期管理，為設施的建設、運行、考核提供依據，保障設施的持續運行[33]。

(5)評估與績效考核標準。通過制定海綿城市建設評估與績效考核標準，為陜西省各地海綿城市建設提供科學、全面的評價辦法。對陜西省而言，應在遵循國家級海綿城市建設績效評價與考核辦法的基礎上，明確海綿城市建設績效評價與考核的階段性，做好各個階段的評價工作。不同區域可分別采取踏勘驗證、實地監測、監測與模擬分析相結合的方式[29]，對建設效果進行績效評價與考核。其中，對于較大區域，可建立信息化管理控制平臺，利用在線監測技術多方位記錄海綿城市相關設施的建設及運行情況，為考核評估提供依據，也為后續建設提供經驗指導，同時有助于提升海綿城市建設及后期的運行管理水平[33]。

(6)先進適用技術與產品。積極研發陜西省地域性的海綿城市建設先進適用技術與產品，以功能性可分為收集與滲透技術、調蓄技術、轉輸技術、截污凈化技術、水體治理技術、監測與管理技術[34]；并針對某類技術設施中具體構件進行技術化研究，提升設施功能性，延長使用周期，如復雜型生物滯留設施填料種類(在考慮設施結構安全、出水水質、使用周期的基礎上，研究廢棄物作為設施填料的可行性)，防滲型低影響開發設施滲排管，綠色屋頂保溫隔熱層、防水層及防穿刺層材料及厚度等，形成海綿城市建設產品行業標準，明確規定各產品的主要技術內容及適用范圍，為海綿城市建設提供有依有據的技術支撐。

4 結 論

(1)陜西省氣候差異較大，降雨量時空分布不均，整體水資源短缺。因此，陜西省海綿城市建設不能完全借鑒于東南沿海與國外經驗。除此之外，由于濕陷性黃土在整個省域分布廣泛，對海綿城市建設的推進具有一定的阻礙性，因此，在識別水文地質條件、氣候狀況、土壤特性等地域特征及重難點的基礎上，進行適應性評價，研發新技術新材料以至形成行業質量標準對于陜西省海綿城市建設至關重要。

(2)相比于發達國家城市精細化的低影響開發設計導則，國內各地所頒布的規劃設計導則、指南相關標準圖集的部分內容仍較為粗放，導致設施的應用效果欠佳。陜西省在海綿城市建設和實施過程中仍面臨著技術規程地方適應性不強，設計施工經驗、各專業之間協同性不足，以及相關工程驗收、管理和評價體系缺失等問題。

(3)綜合考慮陜西省具體實際情況，為保障全省海綿城市建設全過程的順利推進，其標準體系具體應包括六大部分即規劃設計、施工、工程驗收、運行管理、評估考核、先進適用技術與產品，以上各個部分的實施應在充分吸收國內外先進經驗、綜合考慮地域特征、細化制定各類要點的基礎之上。海綿城市建設標準體系的逐步實施將會對陜西省海綿城市建設水平、工程質量等產生積極影響。