城市排水系統與海綿城市建設實踐

□文/倪嘉雯 胡亞杰 江思倩 丁大鈞 楊 靜

（南京審計大學 江蘇·南京）

［提要］ 受城市化影響，濕地、森林等天然“海綿體”面積有所下降，加之各地排水系統老化，多地出現水環境不平衡現象，內澇災害頻發，生態環境惡化。針對城市內澇，因地制宜地推進海綿城市建設，構建科學化、全局化的建設思路，有利于緩解城市內澇，改善城市生態環境。結合信息時代的背景，充分利用“互聯網+”技術，對城市進行智能管理，可提高海綿城市運行效率。但是在海綿工程整體應用以及技術創新研發方面，仍然存在較大進步空間，未來應著重研究海綿城市整體協調性和特色化，從而改善城市排水現狀，提高海綿城市建設效益。

一、研究背景

據調查，當前城市排水系統大多存在設施老化、損壞的現象，且部分城市仍采用雨污合流的方式，管道鋪設存在不合理之處，易造成城市內澇、污水沉積，使得地表生活垃圾泛濫、環境污染。

城市排水系統問題的產生往往是多方面、多維度的。郝天文等（2019）的研究表示，當前雨水量預算方法使用不當，導致城市排水系統內管網設計標準和其排水能力存在矛盾，難以契合城市蓄水、排水現狀，對當前城市排水系統的運行效率效果產生了不利影響。

海綿城市建設在于高效利用海綿設施，科學化實現“滲、滯、蓄、凈、用、排”的有機統一，雨天滲水、滯水、排水，平時蓄水、凈水，旱時用水，改善城市水循環。結合“互聯網+”技術，可以將數據實時監控等現代化技術融入海綿城市建設過程中，較為精準地統籌海綿城市工程設計、建設和運行的過程，科學緩解城市“逢雨必澇，雨后即旱”的狀況?？梢酝ㄟ^微信公眾平臺將試點成功地區海綿城市經驗共享，有利于探索適合各地區環境和經濟發展狀況的海綿城市建設道路。

二、城市排水問題產生的主要原因分析

（一）城市化迅速推進對天然“海綿體”產生影響。隨著建筑面積擴大，大量森林、濕地等自然資源被占用，天然“海綿體”面積顯著下降。城市逐漸削弱了對水源的截留和下滲作用，涵養水源、保持水土的“彈性”不足。一旦暴雨來襲，城市極易產生排水障礙、污水滯留現象。以南京為例，2018年南京城市化建設加速推動，城鎮化率已超過82%。新城區建成后，區域排水蓄水彈性大大減弱，內澇頻發。由于城市開發，城區原有的湖泊、林地等改建為馬路或其他建筑物，地面透水性降低，使得雨水下滲狀況惡化，排水阻力加強，城市易產生地面積水。

城市化不僅減少了自然濕地面積，還削弱了現存濕地的蓄洪和排水能力。水資源浪費和污染現象仍然嚴重，工業污水、有害垃圾流入湖水，使得生態系統退化，嚴重威脅到水資源的可持續利用，一定程度上削弱了湖泊生態的凈水效果。此外，受城市化影響，濕地調節水平衡功能降低，改善水環境能力降低。在排洪蓄水方面，濕地有著舉足輕重的作用，而在城市發展延伸過程中，天然濕地面積的縮小和其調節水平衡功能的減弱進一步加重了地區洪澇現象。

（二）不合理的道路建設制約著城市排水能力。道路建設的合理與否往往決定城市的自然環境、發展驅動力，很大程度上影響城市可持續發展。為滿足現代化智慧城市建設需求，建設之初應充分考慮城市的地理水文條件、功能空間布局和景觀效果，強調生態環境，利用地域、產業優勢，發揮區域協調性，滿足人與自然和諧發展。合理選擇城市建設路徑，有利于科學合理地建設生態文明、綠色協調、全面發展智慧城市。

良好的生態環境對地區持續性發展至關重要，經濟發展的需求和生態環境的條件難以協調，往往成為制約經濟發展的一大因素。目前，我國海綿城市建設的規劃方面，僅停留在概念層面，沒有完成從頂部到底層，從宏觀到微觀的拓展。不合理的工程計劃和道路建設，極大程度上成為阻礙城市發展的重要因素。城市建設容易忽略城市功能區和地勢條件的協調，市區逐漸向地勢低洼處發展輻射，使排水計劃十分被動。

基于上述發現，城市建設過程中，應考慮到長遠發展，注意到地區內澇的可能性，強調生態環境建設。例如，建鄴區是南京主城八區之一，其處于長江流域內，河流縱橫交錯，易引發城市內澇，在建設之初應著重采用滲水性強的吸水磚等地面設施，增加綠植面積，保護生態天然“海綿體”，維持生態紅線。城市建設應當充分重視到地區生態的協調性，單一地拓展城鎮面積將對地區生態造成難以挽回的損失，不合理的城市建設將會抑制城市的多元協調發展。

三、海綿城市建設實踐探索

（一）海綿城市建設的投融資實踐。將PPP模式引入海綿城市工程中，有利于解決重大融資困難問題，為海綿城市提供了堅實、長效的資本基礎。PPP模式可以為海綿城市提供資金源動力，使得海綿城市建設方案更加精準化專業化，也有助于提高社會資源的利用效率。此外，政府與民間資本合作，也能一定程度上增強公眾認可度，起到對海綿城市項目的宣傳效果。

目前來看，海綿城市的投融資實踐尚未發展成熟，實際建設過程中還有許多問題有待解決。海綿城市PPP項目仍存在一些風險，并且海綿建設工程貸款擔保、績效、責權分配等方面，也面臨一些挑戰。要使PPP模式得到成功運用，需要政府和企業共同發力，解決市場局限性，平衡經濟效益和生態建設效益，著重把握項目目標的全局性，實現經濟與生態效益雙豐收。另外，由于海綿城市PPP模式涉及資金較大、施工時間長、工程項目比較復雜，需要加強項目的審計監督工作。對審計人員進行相關業務培訓，提高審計人員專業素養，從而提高項目合法性、效益型。

（二）海綿城市建設的網絡共享實踐。網絡共享化穩步發展。“互聯網+”可貫穿海綿城市建設的全過程，可著重建設以徑流數據為中心的水利信息資源共享體系，提升水文檢測效果，加強海綿工程建設準確性。項目建設時期，可以將智能監測等數據融入海綿城市建設，通過海綿城市智慧管控系統，提高海綿城市的建設效率，成為特色化海綿城市的技術支撐，為科學化海綿工程提供有效支持。項目建成后，充分利用“互聯網+”技術，將示范地區海綿城市建設的全過程以及發展變化在網絡平臺上共享，著重分析徑流等動態數據，構建各地區海綿建設框架和數據分享體系，形成地區模式可推廣示范模板。此外，通過實施數據存儲備份與更新系統、保障信息安全系統等技術，以及在微信平臺上實現經驗分享，有助于為全國海綿城市信息系統提供安全的、可借鑒的數據資源和應用平臺。

（三）萍鄉與南京的建設案例。首批海綿城市已頗有成效，以萍鄉市為例，萍鄉市排水系統較為老舊，常出現排水滯留，近年來由于經濟發展和過度開采，環境受到嚴重破壞，優化生態刻不容緩。萍鄉市的海綿城市建設效益在全國綜合績效評價中位列第一，就其試點成效來看，萬龍灣、鵝湖公園等內澇較為嚴重的地區地面積水情況得到明顯改善，生態環境逐步恢復。萍鄉市為全國范圍內海綿城市的建設提供了重要經驗，主要表現在：第一，做到保護環境和治理內澇“兩統籌”。萍鄉市運用道路建筑科學對城市景觀以及生態文明綠色建設進行統籌管理，充分意識到綠色“海綿體”在緩解城市內澇中所發揮的不可替代性作用，達到綜合建筑效益最大化，從而在根本上解決城市內澇。第二，設計個性化海綿城市建設路徑。萍鄉市面對城市地理位置和氣候水文條件，設計特色化城市建設方案，其提出“上截中蓄下排”的理念，實現暴雨泄洪和緊急排洪“雙保險”，初步緩解“城市看海”現象。此外，萍鄉市還對生態環境惡化的地區實行區域化專門管理，并且從多維度探究形成城市內澇的綜合因素，從而更有針對性地解決城市內澇問題。

除萍鄉市外，江蘇省南京市江心洲海綿城市建設也效果顯著。調研發現，江心洲致力于構建多樣化海綿設施，從源頭出發，通過改進滲水“海綿體”，從而增強滲水、排水和蓄水效果，改善水文循環的過程。第一，采用階梯式蓄水“海綿體”和下滲式地面設計。通過斜面植被，污水自上而下經過沉淀、過濾，得到植物凈化。通過綠植和土壤雙重吸收雨水，提高下滲效果，可以有效減少地表積水，阻斷水量的流失，增強蓄水排水能力。第二，墻體、屋頂花園采用墻身“海綿體”設計。綠植面積的明顯擴大，展現了生態“海綿體”的多樣化，有利于實現水資源的多層次蓄存、循環利用，改善景觀效果，著力于打造會呼吸的智慧城市。

萍鄉市和江心洲海綿城市建設取得初步成功，對改善生態文明環境做出可示范性的貢獻，充分表明“海綿體”這一關鍵因素在改善水循環方面發揮著重要作用?？傮w而言，目前我國對海綿城市工程的研究還未發展成熟，實踐過程中也遇到一些難題，包括海綿建設材料不完善、宣傳力度不廣、人民認可度不高等，各省市在參考研究其他區域海綿建設經驗的過程中，更要結合區域狀況和條件，構建特色化海綿城市。

不可否認我國海綿工程也取得了一定成效。政府報告指出，南京市在2018年整治了150條黑臭河流，水質情況總體上得到改善。綜合來看，海綿城市建設應是長期工過程，短期工程往往難以立竿見影。海綿城市建設會緩解城市內澇、治理河湖水污染、恢復部分綠植天然“海綿體”面積，改善生態環境，緩解城市“人水矛盾”，使人與自然更加和諧，推動生態文明綠色建設。除此之外，海綿城市需要許多建設新理念、新材料、新工藝，許多海綿產業應運而生，海綿城市的推進在一定程度上促進新興產業的茁壯成長。

四、海綿城市建設實踐中的問題

（一）呈現片區化、局部化。據調查，海綿城市建設尚未完善，不少問題有待解決，中國仍處于探尋階段。許多試點城市采取小范圍內對現有城市系統進行改造，不斷提高海綿覆蓋面積的規劃方案。而在小區的實際施工過程中，不可避免地對居民日?；顒釉斐刹焕绊?。目前，海綿城市建設仍處于試點地區內“海綿化”改造的局部“海綿化”階段，其排水蓄水等功能具有局限性。并且海綿城市項目由于開發較晚，與其他治水項目存在協調性不高的問題，難以發揮與雨污分流等政策的協同作用。因此在海綿城市改造過程中，可以采用全局化建設方案，統籌海綿城市建設全局，突破各區域間分離治理、效率不高的局面。

（二）缺乏特色化、系統化。我國南北方地理水文條件存在顯著差異，不同地區間蓄水排洪的條件和生態環境狀況有所不同，因此針對不同地區，因地制宜地建設海綿城市顯得十分必要。海綿城市建設項目能夠改善單一地通過排水系統處理積水的情況，其從“滲水、凈水、儲水、排水”等多層次構造天然蓄水池、凈水池，多維度地緩解地面積水和城市內澇問題，從而改善城市水循環。缺水地區需要將海綿城市規劃與雨水利用工程相結合，從而提高雨水利用率，著重把握海綿城市蓄水、凈水的功能，緩解城市“人水矛盾”。

生態大環境下，南方擁有的生態“海綿體”較多，北方則較為缺乏天然“海綿體”。因此，南方需要注重如何實現快速排水，從而緩解城市內澇，北方地區更需要注重“海綿體”的選取，實現有效下滲，充分利用蓄水功能。此外，對于經濟發達地區，污水處理系統比較先進，引入了雨污分流等工程。而對于一些經濟落后地區，污水處理滯后，在美麗鄉村建設中，構建“海綿村落”具有獨特優勢。通過“海綿村落”的建設，可以有效利用雨水資源，去除其“廢棄污水”的刻板印象，有利于緩解城市“人水矛盾”。

研究表明，我國已有少部分地區開始重視因地制宜地推進特色化海綿城市工程項目，例如青島市、濟南市的建設重點在于老城區的改造，西寧市則是將“治山、潤城”融入海綿城市理念中。

（三）缺少滲水“海綿體”，建設材料單一。為了城市發展需要，部分林地、湖泊遭到破壞，為城市建筑讓路，天然“海綿體”的數量減少，而現存的濕地等天然“海綿體”也由于生態環境破壞，使得滲水吸水效果大不如前。再加上目前我國的城市道路建設材料，多為鋼筋、混凝土等不滲水材料，并且存在材料研發能力不足的現狀，難以研制出能夠長期使用的大面積建設用料。短期內，生態“海綿體”退化與新材料開發困難雙重壓力，使得海綿城市建設遇到很大阻力。進而，加大新型建設材料研究力度與保護天然“海綿體”相結合，能有效推動海綿城市建設。

五、結論

綜合來看，海綿城市是惠及民生、收效長遠的工程。其通過升級基礎設施、改善積水點和提高“海綿體”覆蓋面積，從滲水、凈水、儲水、排水多角度綜合減少地表水量，從而有效緩解城市內澇。目前，海綿城市建設處于新發展階段，隨著政策的推行，包括“河長制”、“雨污分流”的推進，生態水環境得到明顯改善，海綿城市建設不斷地根據地區其他相關政策相協調、相輔相成地規劃城建方案。面對當前海綿城市建設出現的分局化、單一化問題，更需要從長遠出發，充分考慮城市發展現狀、發展遠景，優化“互聯網+”海綿城市建設方案與技術，構建數字化模型，科學合理準確地構建全局化建設路徑，實現經濟與生態效益最大化。