鐘德明 馬藝禎
(1.浙江宏達建設集團有限公司,浙江 諸暨 311800; 2.諸暨誠藝園林有限公司,浙江 諸暨 311800)
水是所有生命所必需的重要物質,水資源更是一個城市、一個國家生存與發展的命脈,無論在農業種植、水產畜牧還是在工業、基礎建設中,水資源都有舉足輕重的地位。在我國過去幾十年中,在國家經濟飛速發展的同時,許多生態環境不可避免的遭到了或輕或重的破壞。隨著綠地減少、環境日趨惡劣,部分珍貴動、植物瀕臨滅絕的情況,人類對于環境的意識也逐漸提高,我國也提出了許多環境保護的政策,更加重視可持續發展的理念。雨水作為一種重要的淡水資源,在農村利用程度相對較高,而在城市中卻未得到有效處理。部分城市因為排水系統不暢通,導致路面積水甚至形成嚴重內澇。近幾年在城市排水系統設計和建設中采取了雨、污分流制,提高了排水系統的暢通。然而這種排放方式卻不夠完善,首先大部分雨水排入地下管道作為廢水處理,未得到有效利用;其次,由于城市地表自身的污染,而通過城市雨水系統排出的雨水未經過任何處理就直接排放,達不到排放標準。我國南方不僅雨水資源豐沛,而且經濟發達,城鎮建設發展速度快,為保證城市健康、可持續發展,如何解決城市雨水的有效利用和排放成為城市發展的重要問題。海綿城市作為一種利用既有道路、綠地、河流等自然資源作為雨水承載體,對雨水進行吸收、凈化和利用的城市建設方法,既環保經濟、又可持續發展,正是解決城市雨水排放和利用的有效途徑。
海綿城市是為應對雨災而像海綿體一樣具有彈性,可以在雨洪期間大量吸收雨水并通過海綿體自身進行凈化處理,在需要時釋放出來進行利用的一種城市建設模式。海綿城市建設的目的在于解決城鎮化建設發展與生態環境保護的矛盾,利用水循環系統中自然載體或人工載體將雨水變成可有效利用的自然資源,形成良性水循環系統。
海綿城市最初由LTD(低影響開發)[1]概念發展而來,20世紀90年代美國率先進行了研究。隨后德國、瑞士、加拿大、日本等國家積極參與,并經過探索和研究,根據國家本身的特點建立了相應的海綿城市體系。日本因自身人口多、地域面積小、淡水資源少,對雨水資源尤其重視,早在1980年便實施雨水存儲滲透計劃,以達到補充地下水、恢復地表徑流和改善環境的目的。德國通過一系列雨水利用措施,不斷進度,目前已形成了屋面雨水集蓄、雨水截污與滲透和生態小區雨水利用等先進雨水利用系統。英國通過國家法律規定,對家庭雨水回收進行普及,從而提高了雨水回收利用程度也對雨洪調節起到了積極作用。美國則通過對雨水排放標準的要求,極大改善了和利用了雨水資源。同時,歐美及日本等發達國家還通過修建蓄水池、增加地面透水性、增加綠地面積、完善排水系統等一系列措施使雨水更大程度的利用。
國內海綿城市近幾年才開始發展和應用。2013年在中國城鎮化會議上,習近平總書記明確要求我國城鎮化發展對于城市缺水和排水問題,要順應自然,優先考慮把雨水資源利用,利用自然力量排水[2]。2014年國家更是提出了海綿城市建設目標,并于2014年11月提出了《海綿城市建設技術指南》對海綿城市建設進一步提高了要求[3]。2015 年,住房與城鄉建設部辦公廳印發了《海綿城市建設績效評價與考核辦法(試行)的通知》對海綿城市建設的評價和考核辦法進行了明確。在國家政策的支持和鼓勵下,我國海綿城市的發展比較快,目前已經有部分城市進行了海綿城市建設。2015年4月,我國武漢、廈門、嘉興等16個城市成為第一批海綿城市建設試點,根據自身特點提出了相應的建設方案[4]。2016年寧波杭州灣新區建設中根據城市現狀對該區海綿城市建設進行了詳細規劃和研究。
海綿城市于20世紀末,歐美部分發達國家已經形成了比較完善的綠色水循環系統,諸如美國、德國、瑞士等國家。其中部分國家利用人工蓄水池等設施將雨水收集利用,同時采用城市混流排水系統將雨污水共同處理后加以利用,從而形成自身的海綿城市建設體系。瑞士等北歐國家則因環境條件好,雨水自身比較干凈,利用蓄水設施收集好后,可直接當作部分生活用水。德國、澳大利亞等國家則基本依賴自然生態系統,利用雨水清除部分環境污染,從而達到了改善環境和水資源的目的;同時對地下水進行回灌,利用綠地來存儲地下水資源。
我國首批16個海綿城市建設試點因地制宜,對城市內澇、雨水回灌等問題進行了有效解決。比如,深圳通過在道路兩側設生物隔離帶對路面雨水進行收集、滲透,從而對地下水進行補充回灌;福州通過提高城市透水率、建設城市濕地公園增加綠地,達到了雨水滲透回灌和避免內澇的問題。
紹興地處杭嘉湖平原,屬北亞熱帶季風氣候區。氣候溫和,濕潤多雨,年平均降水量1 300 mm,以春雨、梅雨、臺風雨為主,七、八月間有伏旱。可以說紹興地區雨水資源豐富,有江南水鄉之稱。如果對雨水進行收集利用,不僅可以避免梅雨和臺風季節出現洪水,而且可以在伏旱期間加以利用。目前,紹興地區的排水系統舊城區采用雨污合流制的比較多;而新建城區雖然采用雨污分流制,但雨水未采取收集和利用措施,大多排入了河道。因此,本地區的雨水資源未得到充分利用,從資源利用的角度來說海綿城市建設對于紹興地區有一定的必要性。
紹興地區經濟發達,城市歷史悠久,比如諸暨更是越國古都。由于我國對于海綿城市的理念了解較晚,對于雨水回灌補充地下水的意識不高,在城市建設過程中很多地面都是硬化處理。紹興地區城市硬化面積大,道路多而對于路面透水性考慮甚少,所以城市地面透水性不高。很多道路修建時,未采取地下水回灌等措施,緊靠排水系統進行城市雨水排放,特別在建筑面積大、地勢相對較低的地段,在大雨天氣存在有路面積水的情況,部分地段甚至形成內澇情況。從環保經濟和可持續發展的角度來看,結合城區現狀,城市改造或新建城區海綿城市的建設也有一定的必要性。
國際上比較先進的城市規劃設計與管理技術主要包括LID低影響開發技術和BMP最佳雨洪管理實踐[5,6]。城市雨洪徑流模型利用較多的是SWMM模型[7]及歐洲地區常用的MIKE模型,其中SWMM模型廣泛運用于中國城市水文過程的模擬中。目前,國外很多海綿城市建設的經驗都是值得借鑒的,比如建設雨水收集設施、提高地面透水性、利用綠植凈化雨水等。我國也有不少成功的經驗,比如廈門某道路通過在新建道路兩側增設生物滯留帶[8];寧波杭州灣新區建設過程中通過現狀分析對海綿城市建設進行了規劃并提出了相應的對策[9];嘉興市作為第一批海綿城市建設試點城市,通過設置雨水徑流控制設施凈化雨水并加以回收利用。同時,我國目前也已經開始基于海綿城市建設對既有小區的綠化改造進行研究。由此可說明,在紹興地區進行海綿城市具有一定的可行性。
首先紹興地區經濟發達,目前紹興整體經濟實力位列浙江省第四名,其中紹興諸暨市2019年整體經濟實力更是在全國百強縣市中排名第14名;海綿城市建設最首要的條件是資金,而經濟發達是海綿城市建設最有利的保障。其次紹興水文、氣候條件適合建設海綿城市。第一,紹興地區城市內擁有包括浦陽江、曹娥江、鑒湖水系、甬江水系以及浙東運河等大型河流途經,同時城市內的小型河流、池塘眾多,這些都是可作為雨水的海綿體;第二,紹興地區氣候多雨溫潤,適合植物生長且植物種類多是綠化凈化雨水的天然有利條件。再次紹興地區具備海綿城市的大環境,在融杭接滬的整體形式下,城市提升改造勢在必行,市政道路提升改造首當其沖,而市政道路提升改造正是海綿城市建設的最佳時期。
由于海綿城市對于雨水資源的利用和環境的改善有積極作用,國家對海綿城市建設實行鼓勵政策。浙江省積極響應國家政策,要求新建和改建地區必須設置雨水徑流污水控制設施,并在大部分地區設置雨水滲流設施,使雨水回灌收集。紹興地區近幾年實施五水共治采取了一系列的措施并取得了重大成效,足以說明紹興地區對水資源是比較重視的。由此可見,從政府政策的角度來看,紹興地區進行海綿城市建設也具備一定的可行性。
海綿城市對于雨水資源的保護和利用以及城市內澇的防治有很大的作用。紹興地區雖然雨水資源利用不足、城區透水性不高,但是本地區有地域優越性,也有國家及地方政府和相關政策的支持,加上國內外有經驗和案例可借鑒,充分說明紹興地區進行海綿城市建設有一定的必要性和可行性。另外,紹興地區雨水豐沛,進行海綿城市建設是一種必然的趨勢。