基于海綿城市理論的城市建設探討與思考

■ 魏青義 WEI Qingyi

0 引言

目前，中國正面臨城市化的快速發展，不僅表現為城市個體數量的增加，更存在城市規模擴大的情況。經過幾十年的土地蔓延，大部分城市的發展模式為環狀輻射，從而產生了一系列城市問題，特別是城市的水環境問題越來越嚴重，如城市內澇次數增加、徑流污染加劇、水資源短缺加劇等，嚴重制約了城市的進一步發展。在這種情況下，引進海綿城市的建設模式勢在必行。

1 海綿城市的內涵

1.1 海綿城市的精髓

其建設應在保證生態優先的前提下，利用自然方法與人工方法兩種模式，努力實現城市排澇安全。在此基礎上，達到城市內雨水的最大積蓄、滲透和凈化的目標，有效利用雨水資源，達到保護生態環境的目的。

其建設是對原有排水系統方式的補充，而非將之取而代之，目的是最高效地發揮城市本身的作用。

在建設過程中，需要對自然降水、地表水和地下水三者進行系統協調，保證水循環利用，同時考慮到水循環的復雜性和長期性。

1.2 設計理念

首先要改變城市建設的思路，傳統的城市建設模式，到處都是硬化路面。在對暴雨所產生的降雨存量問題進行解決的時候需要依靠一些灰色設施，比如說泵站。在這樣的指導思想之下，快速排水和終端集中控制這兩種規劃模式無疑會進一步加劇城市內水害矛盾。而海綿城市的建設采用雨水花園、透水磚、下沉綠地等“綠色”設施排水。通過“緩泄”和“源頭分散控制”的設計理念，既能避免洪水，又能有效收集雨水（圖1）。

1.3 配套設施及主要條件

建設海綿城市，必須有可積蓄、凈化雨水的相關設施。這不僅包括綠地、園林、透水路面等城市配套設施，還包括河流、湖泊、池塘等水系。雨水通過這些水系、設施從而滲透、滯流、凈化、再利用，最后通過管網和泵站排出徑流，從而大大提高系統排水能力，減少城市內澇狀況。

那么主要條件就是提高海綿城市的規模和質量。過去，城市建設用地要盡量平整，常是利用湖泊溝壑填埋的方法。而海綿城市建設要求，要盡可能保護河流、湖泊、濕地、池塘、溝渠等原有“海綿體”不受開發活動的影響；對受損的“海綿體”也要通過生物、生態、逐步修復等手段，保證一定量的存留生態空間。

在條件允許時，應當建設一定規模的“海綿體”。海綿城市建設應以建筑、道路、綠地、廣場等建設為主要目標。例如，可以廣泛利用透水性路面，將其應用于道路和廣場等城市設施建設開發當中。

1.4 內涵解讀

1.4.1 本質——解決城鎮化與資源環境的協調和諧

在海綿城市的戰略布局當中，主要是對傳統的城市建設理念進行變革，從資源和環境的協調發展角度去進行規劃。工業文明時期，人們傾向于征服自然，超越自然并改造自然，結果造成了一系列嚴峻的城市問題，而海綿城市則應用了順應自然、和諧共存的低沖擊城市開發模式。海綿城市建設的本質就是解決城市開發建設與自然資源以及生態環境保護之間如何平衡的問題。

圖1 傳統城市建設模式與海綿城市模式比較

1.4.2 目標——讓城市“彈性適應”環境變化與自然災害

（1）針對水生態系統進行合理的利用和保護。對于城市來說，應當設置開發界和保護區，對于城市內所擁有的河流、湖泊等水資源進行著重保護，從而確保整個城市處于較為良好的水循環體系當中。

（2）恢復已經遭到破壞的水環境。傳統的粗放型城市開發中，城市內的自然生態環境遭到了不同程度的破壞。應對其進行修復，使其生態功能得以逐步恢復。控制水污染程度，改善水生態環境。

（3）逐步推進海綿城市建設。在恢復與保護城市內部生態環境的前提下，針對城市開發建設中不同層次的不同方面，不斷推動和提升海綿城市建設水平。例如，在當前的開發計劃上進行有效地控制，保護城市中原有的水資源生態系統，給生態系統預留出足夠的地域來休養生息。對于河湖的挖掘也要做到合理科學，不斷擴充水域面積的占比。除此之外，針對屋頂綠化、透水路面等創意性建設應給予充分的支持和鼓勵，分析、研究并結合實際項目，使之成為可能。因此，海綿城市建設的目標是通過各種生態建設方式，提高城市適應環境變化、增強城市應對自然災害的能力，使城市能夠進行正常的生活和生產。

1.4.3 轉變傳統的排水防澇思路

在傳統的構建當中，城市排水模式是將城市內的雨水直接排入江河湖泊中，很少會對水循環的相關事宜進行把握。在海綿城市的設想當中，需要按照存、洗、用、排等重點步驟，對雨水進行合理的搜集和利用，并有效地對滲透和滯留進行管理和規劃，緊密結合收集、凈化、回收、排水四種方法，綜合考慮城市內水環境的一系列問題，如內澇防治、徑流污染防治、雨水資源化利用和水生態恢復等。簡而言之，只要上述方法可以落實，城市地表水年徑流量減少程度會有很大的變化（圖2）。

1.4.4 開發前后水文特征基本不變

圖2 海綿城市轉變排水思路

在開發和利用的時候，需要按照滲透、調節以及儲存等多個步驟來進行，對于降水進行合理的規劃和控制。在對水文特性進行把握的時候，可以從源頭上削減，或者在過程當中進行管控，或者在末端進行治理。在習近平總書記的相關言論當中，明確了在城市中所出現的水資源缺失問題已經成為當前社會的一大矛盾，所以，應當對降水進行有效地利用和儲存，利用自然的力量來不斷完善城市的水循環過程。也正是這樣的政策性指導，使得海綿城市理念已經成為我國當前重點發展的節約型城市先導[1]（圖3）。

圖3 海綿城市建設水文原理示意圖

2 海綿城市探索

2.1 綠色街道理念

綠色街道理念是由美國提出并主要倡導的，它是低影響開發理念落實到街道雨水管理實際工程的重要手段（圖4）。

圖4 美國波特蘭綠色街道

經過實踐和推廣，它改善了美國當地城市內澇問題，也規劃開辟出更多的城市綠色空間。為有效保障綠色街道理念的實施，美國研究出一套完善的綠色街道建設流程以及較為經濟科學的綠色街道工程措施（圖5）[2]。

相對于美國，我國在減少城市街道暴雨洪水問題上的研究實踐起步較晚。在研究綠色街道理念的基礎上，我國提出了海綿城市雨洪管理的建設理念。在建設海綿城市時，吸取了綠色街道一體化建設體系的實踐經驗，將與綠色街道理念相關的城市建設方法納入法規體系中，目的是盡量減少在海綿城市建設過程中出現的城市問題，利用多種方法，充分整合社會資源，以完成最終的建設要求；同時，在建設海綿城市的過程中，可以參考波特蘭綠色街道的建設過程（圖6），考慮企業自上而下過程與政府自下而上過程的雙方作用，針對我國海綿城市建設的實際情況，在波特蘭綠色街道建設流程的基礎上進行合理化改善；并且利用宣傳、激勵等方式，鼓勵市民在設計、管理等過程中發揮作用（圖6），真正參與到海綿城市建設項目中來，共同促進海綿城市的合理推進，促進海綿城市的全面建設。

2.2 海綿城市對城市綠地系統的影響

圖5 美國雨水花園設計流程

圖6 美國波特蘭綠色街道建設流程圖

結合城市道路交通規劃、土地利用規劃、雨水工程規劃、綠地系統規劃等城市總體規劃，分項進行海綿城市應用，逐步建立和完善低影響開發雨水系統。其中，以城市綠地系統為主要載體。在規劃階段，城市綠地系統與海綿城市系統雖然結構布局不同，但是兩者可以相互引導[3]。

在城市的土地規劃中，需要有效地對各種綠地進行合理的定位和布局，由此來構建科學合理的城市綠地系統。在海綿城市中，對于雨水的徑流進行有效的預測和控制。在建設海綿城市的過程中，需要對綠地建設進行高標準把握，而城市綠地的布局、規模、開發利用也會影響到海綿城市體系的布局，并在規劃階段相互引導。

所謂的海綿城市體系，本質上是要從整個城市的水資源利用角度來對城市的雨水進行控制，這也決定了它需要將自身的管控范圍擴大到城市周邊的較大區域之內。在建設海綿城市的過程中，需要對城市的降水量進行平衡，針對雨水徑流大的地方進行著重的處理和預設，利用相應雨洪管理設施來控制雨水徑流與洪峰流量，減少污染（圖7）。

圖7 海綿城市水循環流程

對于城市建成區和城市規劃區來說，海綿城市的布局以點式和線形為主，利用城市改造與減少城市用地來解決問題，使得海綿城市的布局具有全面性和多樣化的特點。

3 結語

城市規劃是為了解決各種城市問題，是促進城市良好發展與運作的有效手段。因此需要從設計源頭入手，協調各級規劃，有效緩解城市內澇、雨水徑流污染等水環境問題[4]。在綠地系統、街道等城市要素中，應根據不同城市要素、不同城區及其土地利用特點，合理規劃建設海綿城市，減少因內澇等問題對城市正常運作的影響，建設宜居城市。