我國海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀及問題分析

楊棉濤

（中恩工程技術(shù)有限公司，廣東廣州 510000）

人類文明的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，都與水息息相關(guān)。城市給排水系統(tǒng)在城市的建設(shè)和發(fā)展過程中起到至關(guān)重要的作用。

早期的城市排水為“助導(dǎo)流，快排式”排水模式，普遍認(rèn)為雨水應(yīng)盡快向城市外，匯集至河流中，避免產(chǎn)生城市內(nèi)澇，但隨著城市人口的快速增長，土地開發(fā)強(qiáng)度越來越大，山體、綠地、水體等自然環(huán)境面積驟減，人類高強(qiáng)度的活動(dòng)極大地改變了城市下墊面的結(jié)構(gòu)和形式，導(dǎo)致部分透水性下墊面被硬化路面所代替，加大了市政排水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)[1]。因此，亟待探索一種人類與自然和諧共處的城市發(fā)展模式。

文章介紹了海綿城市理念在市政工程中應(yīng)用的必要性，通過分析我國海綿城市建設(shè)過程中的不足，簡要探討海綿城市建設(shè)要點(diǎn)，展望未來海綿城市發(fā)展。

1 海綿城市概述

海綿城市是城市覆蓋率上升背景下的雨洪管理所提出的新概念，是指城市在面對復(fù)雜多變的自然環(huán)境時(shí)能夠像“海綿”一樣具有“彈性”，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)手段對雨水統(tǒng)籌管控，實(shí)現(xiàn)城市水文良性循環(huán)，有效應(yīng)對自然洪澇災(zāi)害，保證城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.1 廣義角度

海綿城市將山、水、林、田、湖等自然生態(tài)與城市設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，在城市發(fā)展過程中最大限度保留或模擬現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境，以減少對水環(huán)境的破壞，從而實(shí)現(xiàn)城市開發(fā)后的水文特征與開發(fā)前相似的目標(biāo)[2]。

低影響開發(fā)水文原理如圖1所示。

圖1 低影響開發(fā)水文原理

1.2 狹義角度

海綿城市指分散的、小規(guī)模、低影響的開發(fā)方式。現(xiàn)階段海綿城市常用的低影響開發(fā)方式主要有下沉綠地、雨水花園、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水調(diào)蓄池等，其共有特征表現(xiàn)為“通過人為或自然的豎向控制，使自然降水優(yōu)先以徑流的形式匯集到低影響城市設(shè)施，利用土壤、植物、微生物或新型材料的滯留凈化作用”，以結(jié)合式的設(shè)計(jì)手段滿足城市空間設(shè)計(jì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對雨水徑流總量、雨水徑流污染進(jìn)行控制的目的。

雨水徑流原理如圖2所示。

圖2 雨水徑流原理

2 海綿城市建設(shè)的必要性

2.1 有利于提高自然災(zāi)害抵抗能力

隨著我國科技的不斷發(fā)展，大氣監(jiān)測單位已經(jīng)能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測天氣情況，在此基礎(chǔ)上結(jié)合海綿城市理念，充分發(fā)揮大、中、小海綿的能力，將極大地提高城市對自然災(zāi)害的抵抗能力。在暴雨來臨前，一方面可對內(nèi)河涌等自然水體采取預(yù)降水位等措施，提高水體受納容積；另一方面可沿雨水徑流源頭設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)雨水徑流控制，進(jìn)而削減自然降水峰值，降低市政排水管網(wǎng)的壓力，提高對突發(fā)水情的抵抗能力。

2.2 有利于緩解水資源的短缺

我國地域遼闊、經(jīng)緯度跨度大，水資源在時(shí)間和空間的分布并不均勻，呈現(xiàn)南多北少的局勢，部分城市存在供水不足現(xiàn)象[3]。海綿城市理念可以有效緩解城市水資源的短缺問題。例如在城市道路運(yùn)營管理過程中，通常需要定期對城市道路及綠化帶進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，但由于降雨在時(shí)間和空間上具有不確定性，不僅無法滿足日常養(yǎng)護(hù)需求，而且大部分雨水經(jīng)市政管網(wǎng)外排進(jìn)入河道，造成了水資源的浪費(fèi)。如果在城市道路建設(shè)過程中能夠引入海綿城市概念，充分利用低影響開發(fā)設(shè)施的滯水和凈水能力，在降雨期間留住部分雨水，將雨水進(jìn)行有效處理后可作為城市道路及綠化帶的養(yǎng)護(hù)用水，既實(shí)現(xiàn)了水資源的高效利用，又能緩解我國水資源短缺問題。

2.3 有利于黑臭水體的整治

城市道路作為城市空間不可或缺的一部分，由于車行道多為大面積硬化路面，主要作為城市雨水徑流產(chǎn)生和排放的重要場所，而在城市生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不可避免會(huì)有污染物滯留于硬化路面，降雨期間大量自然降水沖刷路面形成污染物濃度較高的表層徑流，這種初期的表層徑流通過地表導(dǎo)流進(jìn)入市政排水管網(wǎng)，最終排入水體，加重了水體的污染，與我國的治水理念背道而馳[4]。

在城鎮(zhèn)化過程中，若能有效融入海綿城市理念，在城市道路建設(shè)期間通過豎向控制使初期雨水優(yōu)先進(jìn)入下沉綠地等低影響開發(fā)設(shè)施，利用土壤、植物或新型材料的截留作用，對初期雨水進(jìn)行“過濾”，吸附大部分污染物，實(shí)現(xiàn)雨水凈排，有利于黑臭水體的整治。

3 現(xiàn)行海綿城市問題分析

3.1 運(yùn)維養(yǎng)護(hù)力度有待增強(qiáng)

目前，部分地區(qū)已開始試行海綿城市建設(shè)，但收效甚微，運(yùn)維養(yǎng)護(hù)力度有待提高。

海綿城市建設(shè)作為一個(gè)龐大且復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，各類設(shè)施的運(yùn)營管理極其復(fù)雜。海綿城市建設(shè)涉及城建、水務(wù)、園林、環(huán)保等多個(gè)部門，由于各部門的職責(zé)不同，行使職權(quán)的范圍、力度、依據(jù)也存在差別，在分工和協(xié)作上較難協(xié)調(diào)[5]。由于部分低影響開發(fā)設(shè)施是利用植物、土壤、級配料、新型材料等載體的孔隙率對污染物實(shí)現(xiàn)截留，如果在城市運(yùn)行過程中對此類設(shè)施無法及時(shí)養(yǎng)護(hù)，勢必會(huì)造成孔隙堵塞，失去截留污染物的能力，造成排水不暢，誘發(fā)其他水情[6]。

3.2 大坡度道路海綿做法有待商榷

城市道路橫斷面主要由機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道、綠化帶等部分組成，常規(guī)的海綿型道路建設(shè)方式為沿道路兩側(cè)綠化帶設(shè)置下沉綠地等低影響開發(fā)設(shè)施，并間隔適當(dāng)距離設(shè)置開孔路緣石，利用車行道“中間高，兩邊低”的特性對自然降水完成導(dǎo)流，并以地表徑流的形式通過開孔路緣石進(jìn)入綠化帶內(nèi)的低影響開發(fā)設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)雨水的徑流控制。但對于縱坡較大的市政道路，由于雨水縱向徑流能力遠(yuǎn)大于橫向徑流能力，開口路緣石收水能力大幅降低，大量雨水集中沿道路縱坡徑流，導(dǎo)致下游收水壓力過大，低點(diǎn)位易形成內(nèi)澇。

4 海綿城市建設(shè)要點(diǎn)探討

4.1 善用規(guī)劃、尊重自然

城市規(guī)劃作為城市建設(shè)活動(dòng)的主要抓手，應(yīng)以發(fā)展的眼光看待海綿城市建設(shè)，制定科學(xué)合理的海綿城市目標(biāo)和建設(shè)指標(biāo)，指導(dǎo)和規(guī)范海綿城市建設(shè)活動(dòng)。

城市規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)清城市發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)城市的區(qū)位條件、自然地貌、水文特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水生態(tài)、水環(huán)境、水安全、水資源等基礎(chǔ)條件，按城市水系流域劃分匯水區(qū)域，通過搭建模型評估城市雨水徑流總量控制能力、管網(wǎng)排水能力、區(qū)域內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)、流域污染排放等，確保海綿城市建設(shè)的可達(dá)性。

辨識各匯水分區(qū)的主要問題，從源頭控制、水環(huán)境綜合整治、排水防澇、水資源利用等多角度因地制宜提出應(yīng)對策略。對于新建片區(qū)，重點(diǎn)以雨污分流、雨水徑流控制、污染削減、再生水回用等作為發(fā)展目標(biāo)，通過構(gòu)建低影響開發(fā)設(shè)施落實(shí)年徑流總量控制率、年徑流污染削減率、雨水回用率等海綿指標(biāo)。對于老舊片區(qū)，更多從水環(huán)境、水安全角度出發(fā)，以解決城市內(nèi)澇、水體黑臭等問題為導(dǎo)向，結(jié)合各排水分區(qū)的灰色設(shè)施建設(shè)及運(yùn)維情況，綜合開展“控源截污”“洗井”“洗管”等排水改造工程，著力整治城市生態(tài)水體、降低河涌水位，挖掘海綿城市建設(shè)條件，才能更好地表現(xiàn)海綿城市建設(shè)成效。

海綿城市建設(shè)是一個(gè)長期的過程，需要建立完善的海綿城市保障體系。在管理上，建議完善相應(yīng)的法律法規(guī)，在各部門之間協(xié)調(diào)海綿城市建設(shè)工作。在組織上，成立海綿城市辦事小組，負(fù)責(zé)海綿城市建設(shè)的總體部署、重要規(guī)劃、重要決策及工作安排，協(xié)調(diào)解決重點(diǎn)難點(diǎn)問題，督促落實(shí)海綿城市建設(shè)。在技術(shù)上，加強(qiáng)海綿城市建設(shè)的全過程管控，對立項(xiàng)審查、初步設(shè)計(jì)審查、施工圖設(shè)計(jì)審查以及竣工驗(yàn)收審查執(zhí)行全過程跟蹤。在運(yùn)維上，形成成熟穩(wěn)定的運(yùn)維長效機(jī)制，定期對已建的海綿設(shè)施開展養(yǎng)護(hù)工作，確保海綿設(shè)施功能穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 藍(lán)、綠、灰結(jié)合，生態(tài)優(yōu)先

藍(lán)色設(shè)施指河道、水庫、人工湖等生態(tài)水體；綠色設(shè)施指透水鋪裝、下沉式綠地等具有雨水徑流控制、污染削減的基礎(chǔ)設(shè)施；灰色設(shè)施指雨水管渠、調(diào)蓄池等排水設(shè)施。在城市化建設(shè)過程中應(yīng)遵循“藍(lán)、綠、灰結(jié)合，生態(tài)優(yōu)先”的原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，重點(diǎn)考慮先綠色、后灰色，先下滲、后排放，景觀與功能并行，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

以城市公園為例，公園作為綠化用地比例較高的建設(shè)用地類型，在海綿城市建設(shè)過程中具有天然優(yōu)勢。一方面，可結(jié)合公園現(xiàn)有的豎向規(guī)劃合理調(diào)整地形，優(yōu)化公園場地布置，在具備一定規(guī)模的綠地中分區(qū)、分散設(shè)置下沉綠地、雨水花園等低影響開發(fā)設(shè)施，形成較為穩(wěn)定的雨水滯留空間；另一方面，在植物配置上，可通過增強(qiáng)闊葉樹種、灌木及地被的種植，利用植被冠層減緩雨水徑流速度，增加雨水滲透時(shí)間。此外，在“條件充分”的前提下可構(gòu)建河道、人工湖等生態(tài)水體，通過設(shè)置合理的景觀水位、防洪水位及溢流口，在滿足公園的景觀需求的同時(shí)，最大幅度提升公園的調(diào)蓄能力。

5 結(jié)語

目前，“重發(fā)展輕生態(tài)”“重末端輕源頭”“重單個(gè)項(xiàng)目輕系統(tǒng)治理”的粗放型城市發(fā)展模式難以為繼，以排為主的傳統(tǒng)理念必然逐步邁向海綿城市發(fā)展模式，但這一轉(zhuǎn)變過程并非一蹴而就，自2015年4月以來，我國先后公布兩批在中央財(cái)政支持下的海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，重點(diǎn)是解決城市建設(shè)中的水環(huán)境、水生態(tài)以及內(nèi)澇問題[7]，在這一探索過程中取得了豐厚的經(jīng)驗(yàn)，海綿城市理念逐步發(fā)展成熟，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定。

海綿城市是綜合水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水安全等多維度的城市發(fā)展模式，是建立人和自然環(huán)境和諧共處的城市新格局，是未來建設(shè)美麗中國的有效途徑。