海綿城市建設中低影響開發應用效果評估思考

□文/李曉雷 張高嫄

在2013年末召開的中央城鎮化工作會議上，習近平總書記提出要大力建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”的理念。海綿城市是指城市能如海綿一樣，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，旱天時將儲存的排出并加以利用。海綿城市的建設途徑主要分為三方面：對城市原有生態系統的保護、生態恢復及修復、低影響開發。其中低影響開發理念是美國在20 世紀90年代提出的一項應對內澇和城市面源污染的城市排水系統專項技術，是海綿城市建設中重要的基礎元素。低影響開發雨水系統通過對雨水的滲透、儲存、調節、轉輸與截污凈化等過程，排入雨水管網，錯開洪峰流量，同時減少初期雨水沖刷地面帶來的污染，降低城市內澇風險。

1 源頭低影響開發對海綿城市建設的支撐

1.1 低影響開發設施類型（源頭）應用

為實現規劃控制目標，結合具體地區的水文、地質等條件，采用源頭分散的低影響開發技術和設施。目前實際項目應用較多的設施有透水鋪裝、綠色屋頂、生物滯留設施等。

透水鋪裝結構逐層為透水面、透水找平層、基層、土基，雨水能夠逐層最終下滲到土基，達到減少雨水徑流總量和徑流污染的目的[1]。透視鋪裝材料包含磚、水泥混凝土，適用于區域較廣、施工較方便的地區，如廣場、停車場、人行道以及車流量較小的道路、機動車道[2]。根據相關研究可知，透水鋪裝路面對徑流總量可達到最高90%的消減率[3]。

降雨時雨水大量匯集至屋面，屋面雨水是源頭低影響開發控制的主要環節，綠色屋頂可以接收60%以上的雨水，在蓄存雨水、削減徑流的同時，可改善空氣質量，緩解城市熱島效應[4]。綠色屋頂應用在具有防水等條件的平屋頂建筑和坡度低于15°的屋頂。據有關研究表明，綠色屋頂可最高削減50%的徑流總量[5]。

植草溝是指種有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水并具有一定凈化作用，可用于銜接其他各項設施、城市雨水管渠系統和超標雨水徑流排放系統[2]。植草溝適用于建筑與小區內道路、廣場、停車場等不透水面周圍，城市道路及城市綠地等區域，也可作為預處理設施或代替雨水管渠。

生物滯留設施指在地勢較低的區域，通過植物、土壤和微生物系統蓄滲、凈化徑流雨水的設施。其主要適用于建筑與小區內建筑、道路及停車場的周邊綠地以及城市道路綠化帶等城市綠地內。王玉冰等[6]采用人工模擬雨水試驗研究生物滯留池對降雨徑流水文、水質控制效能，結果表明：生物滯留池可去除24.5%～86.7%的COD，對徑流總量控制率為18.4%～20.4%。

下沉式綠地是指低于周邊鋪砌地面或道路在200 mm以內的綠地，利用開放空間承接和儲存雨水，減緩城市排水壓力，削減雨水面源污染負荷。葉水根等[7]通過研究發現，在1倍匯水面積的情況下，下凹式綠地對10 a 一遇的暴雨，徑流削減率最高達到87.15%，隨著重現期的增加（至50 a一遇、100 a一遇）削減率逐步減小。

各低影響開發設施均具有特點及適用范圍，因此應根據明確的控制目標結合匯水地區相關特性靈活選用低影響開發設施及其組合系統。

1.2 低影響開發技術構建途徑

低影響開發雨水系統構建需要統籌協調城市開發建設的各個環節。在規劃中均遵循低影響開發理念，明確控制目標，落實設施建設的主要內容，低影響開發雨水系統構建途徑見圖1。

圖1 低影響開發雨水系統構建途徑

2 海綿地塊建設效果評估

2.1 評價方法

2019 年 8 月 1 日起實施的 GB/T 51345—2018《海綿城市建設評價標準》對海綿城市建設的評價內容、評價方法等作出了規定，要求海綿城市的建設要保護自然生態格局，按照“源頭減排、過程控制、系統治理”的理念系統謀劃，采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等方法實現海綿城市建設的綜合目標；主要評價內容包括：年徑流總量控制率及徑流體積控制、源頭減排項目實施有效性、路面積水控制與內澇防治、城市水環境質量、自然生態格局管控與水體生態性岸線保護、地下水埋深變化趨勢、城市熱島效應緩解。

2.2 現狀評估存在問題

2.2.1 建設時序

目前在海綿城市的開發建設和整改中，由于低影響開發相關工程的施工周期較長，通常需要3～5 a，不同地塊的建設時序不同，不同地塊、不同類型的低影響開發設施對雨水徑流帶來的效果及影響也不同，在進行評估時可能無法得到按照全部完工地塊所達到的評估效果，因此應全域管控、避免碎片化推進，研究各地塊低影響開發措施的建設時序或完善評估方法。

2.2.2 評估方法

目前常用的評價方法有現場監測及模型模擬，對于已建成地塊常采用監測數據的方式，監測數據包括水質變化、溢流處理設施SS 排放濃度、地下水位變化趨勢等，但監測點位獲取數據信息的有效利用及質量存在較大問題。對于未建成地塊常采用模型模擬的方式進行評估，而模型模擬需要大量本地參數，如果基礎數據不全，建立的模型無法較好的預測實際情況，實踐較為困難。

3 對于海綿城市建設管理層面的思考

1）低影響開發是海綿城市源頭建設的主要手段，應合理控制開發強度，最大限度減少對城市原有水生態環境的破壞。在城市建設過程中將低影響開發理念融入至總體規劃、專項規劃，統籌協調各相關專業，確保達到低影響開發控制目標。

2）為獲取并保留大量本地參數，進行后續模型的率定工作，地塊建設效果應建立長期監測制度，驗證已建成項目是否達到規劃設計目標要求，對低影響開發設施的實際運行效果進行核實，如若發現問題，進行有效地處理處置。選擇至少一個典型排水分區及內部1～2個典型項目或設施進行至少1 a的連續性系統監測，對于監測點的選取應該本底清楚、邊界清晰。

3）應采用區域海綿效果建設評估軟件對區域效果進行評估，優化方案。目前常用的模型軟件包括SWMM、MIKE 21、Infoworks 等，較多研究表明結合本地參數進行模型率定與實際調查情況基本一致，但為實現模型利用的有效性，首先需要較為精準的基礎數據，同時對于模型參數的調整和率定需要簡化時間，提高效率。

4）加強海綿城市建設全過程管控，從早期的規劃，到勘察設計、施工、建設、竣工驗收，再到后期的運維管理，都需要制定標準，形成閉環管理形式。需要建立規劃-建設管控制度支撐源頭低影響開發，將海綿城市建設要求納入建設工程“兩證一書”等行政審批之中。

5）需探索便捷實用的工具方便管理部門使用，提供相應指導參數范圍值，在地塊監測數據發生變化時，及時進行參數的調節，確保達到海綿城市規劃設計目標。在進行長期考核評估、規律分析的過程中，不斷優化指導建設方案，進行運行調度，確保后續維護管理的順利進行。

4 結語

低影響開發技術是建設海綿城市的重要元素，在實踐海綿城市理念上發揮了重要的作用，應根據GB/T 51345—2018 進行合理地綜合性地評估；另外建成后的海綿城市管理方法尤為重要，在未來需要進行不斷地探索，保證城市長遠發展的目標。