劉志強，張　倩，李　慧，孫　夢

（青島理工大學環(huán)境與市政工程學院，山東青島266033）

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淺析海綿城市建設(shè)的認識誤區(qū)

劉志強，張倩，李慧，孫夢

（青島理工大學環(huán)境與市政工程學院，山東青島266033）

摘要：自2014年11月住建部出臺《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建》以來，全國掀起了建設(shè)海綿城市的熱潮。目前，國內(nèi)對于海綿城市的建設(shè)仍處于探索階段。在此大背景下，從低影響開發(fā)、雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)、控制指標以及在城市洪澇災害中的作用等方面分析了對于海綿城市建設(shè)在認識上的誤區(qū)，以期對海綿城市的規(guī)劃建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：雨洪系統(tǒng)；海綿城市；低影響開發(fā)；認識誤區(qū)

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.03.08

近來，海綿城市建設(shè)不斷受到政府部門的關(guān)注，國務院發(fā)布的《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導意見》明確指出，各地方通過綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。并且提出了到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達到目標的要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達到目標的要求。海綿城市建設(shè)在全國范圍內(nèi)展開，在全面建設(shè)海綿城市的熱潮下更應清楚地認識到海綿城市在解決城市水安全、水資源、水環(huán)境以及水生態(tài)等一系列雨水問題中的作用。

1　現(xiàn)代城市雨洪管理系統(tǒng)的發(fā)展

城市雨洪管理系統(tǒng)建設(shè)開始于20世紀70年代末［1-2］，為解決在城市發(fā)展過程中所出現(xiàn)的內(nèi)河污染、洪澇災害及水資源不足等問題，美國環(huán)境保護署（EPA）提出了以深層隧道和調(diào)蓄池為主要代表的第一代雨洪管理概念——最佳管理措施（BMPs）。最佳管理措施在一定程度上緩解了城市雨洪問題，但其設(shè)施造價高，占地面積與施工難度大，僅對城市雨水起到調(diào)節(jié)效果。因此20世紀90年代，馬里蘭州喬治王子郡環(huán)境署提出第二代雨洪管理概念——低影響開發(fā)（LID），強調(diào)從源頭實現(xiàn)對雨洪的控制作用，其代表工程為綠色屋頂。低影響開發(fā)恰恰彌補了最佳管理措施的不足之處，其設(shè)施占地小，對于單個工程的投資相對較少，并具有一定的景觀效果，可提高城市的綠地率，改善城市環(huán)境。其缺點是只針對于中小型降雨，對于短時間的強降雨以及長時間的大到暴雨，低影響開發(fā)設(shè)施有其局限性。21世紀初現(xiàn)代雨洪管理系統(tǒng)得到了進一步發(fā)展，提出了綠色基礎(chǔ)設(shè)施（GSI）的理念，最終發(fā)展成了美國現(xiàn)行的可持續(xù)排水系統(tǒng)（SUDS）以及澳大利亞的水敏感城市設(shè)計（WSUD），這構(gòu)成了第三代雨洪管理系統(tǒng)。低影響開發(fā)理念與國內(nèi)的實際國情相結(jié)合形成了海綿城市的概念，海綿城市是基于低影響開發(fā)的現(xiàn)代雨洪管理系統(tǒng)。

2　海綿城市建設(shè)背景

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在城鎮(zhèn)化演變過程中，大量的綠地、森林、湖泊、河流等被城市的建筑、道路、空間所取代，從而導致城市中不透水面積所占比例急劇增加，徑流系數(shù)逐漸增大，不斷改變著原有的水文循環(huán)途徑，使得地下水匱乏、內(nèi)澇災害、熱島效應等現(xiàn)象成為國內(nèi)城市面臨的共同問題。大量的雨水資源白白浪費，成為威脅城市安全的隱患，嚴重阻礙了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［3］。近年來，城市發(fā)展過程中所衍生的一系列問題越來越受到政府部門的高度重視。2012年以來國務院先后發(fā)布了《國務院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》（國發(fā)〔2013〕36號）以及《國務院關(guān)于加強城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》（國發(fā)〔2013〕36號），其中均明確提出了在我國推行低影響開發(fā)的建設(shè)。此外，在新近編寫、修訂的相關(guān)規(guī)范中，低影響開發(fā)的概念、建設(shè)要求均有涉及，如《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2014）、《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB 50014-2006，2014版）、《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)標準》。2014年11月住建部出臺了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建》（以下簡稱《指南》），明確提出了海綿城市的概念，指導各地的海綿城市建設(shè)。并且由財政部、住建部、水利部聯(lián)合組織海綿城市試點工作，政府以專項資金的形式支持各地海綿城市的發(fā)展。然而，在政府部門高度關(guān)注以及巨額資金鼓勵支持的建設(shè)熱潮下，更應該保持冷靜、理性的思考，清楚地認識到各地區(qū)的海綿城市建設(shè)重點以及難點，切勿盲目跟風，采用生搬硬套的建設(shè)模式。

3　海綿城市的認識誤區(qū)

《指南》中指出海綿城市的建設(shè)過程即為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建過程，低影響開發(fā)（Low Impact Development）是指通過雨水在進入市政管道之前，在城市中建設(shè)小型、分散的低影響開發(fā)設(shè)施，包括綠色屋頂、生物滯留設(shè)施（雨水花園）、透水鋪裝、雨水桶、植草溝等，將雨水從源頭開始進行就地消納、收集，以緩解排水管道壓力，增加雨水的入滲量，提高地下水涵養(yǎng)水平，最終使得城市開發(fā)后的水文特征接近開發(fā)前。此外，《指南》還提出將徑流總量控制率、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等作為主要的控制目標［5-6］。各控制目標之間既有聯(lián)系又有區(qū)別，從場地開發(fā)角度，對于中、小降雨總量，采用低影響開發(fā)設(shè)施通過對總量的控制可實現(xiàn)水質(zhì)污染與資源利用的目標；對于暴雨流量的情況，通過源頭對總量目標的控制可減少對下游場地的排放量，相應地可適當降低市政管網(wǎng)以及雨水泵站的設(shè)計標準［4］。因此，可優(yōu)先選擇徑流總量控制率作為目標。在海綿城市建設(shè)初期，由于國內(nèi)的低影響開發(fā)起步較晚，在認識上可能存在一定的誤區(qū)。

3.1低影響開發(fā)的建設(shè)尺度認識存在局限

傳統(tǒng)的低影響開發(fā)設(shè)施以小型的源頭分散型設(shè)施為主，主要控制目標為發(fā)生頻率較高的中小降雨事件，在應對短時間強降雨以及大到暴雨事件時有其局限性。我國疆域遼闊，各地的地理條件相差較大，南北方降雨特點也各不相同。僅2015年上半年，我國城市發(fā)生不同程度的暴雨內(nèi)澇已達154座，城市長時間積水，徑流污染嚴重，對城市的生活環(huán)境以及后期管理產(chǎn)生了巨大影響，威脅著居民的人身與財產(chǎn)安全［7］。除此之外，國內(nèi)600座城市中有400多個城市面臨供水不足的情況，嚴重缺水的城市達110個，嚴重阻礙著社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［8］。加之國內(nèi)城市普遍存在開發(fā)強度大、建筑以及人群密集度高、城市綠化率低、可利用空間小等現(xiàn)象，建設(shè)海綿城市單靠傳統(tǒng)的低影響開發(fā)雨水設(shè)施難以解決國內(nèi)錯綜復雜的城市雨水問題。

3.2調(diào)蓄設(shè)施的理解混淆

目前對于各種調(diào)蓄設(shè)施的概念、分類以及在雨水徑流過程中所起到的作用存在混淆的現(xiàn)象，調(diào)蓄是城市內(nèi)澇防治規(guī)劃以及雨洪控制利用系統(tǒng)的重要組成部分，正確地認識各種調(diào)蓄設(shè)施將影響到規(guī)劃過程中建設(shè)目標的制定，甚至關(guān)系到后期海綿城市在解決城市雨水問題中所發(fā)揮的效果。

3.3控制指標的制定有誤區(qū)

《指南》中指出可選擇徑流總量控制率作為主要控制目標，各地在制定控制目標時為盡可能地減少地面徑流量，盲目追求過高的徑流總量控制目標。然而，對于已建城市的海綿城市改造工程，會受到可利用空間、綠地率等各方面因素的約束；對于新建城市的海綿城市建設(shè)，過大的年徑流總量控制率將會加大調(diào)蓄設(shè)施的規(guī)模，增加建設(shè)難度，以至于拖延建設(shè)期，加大建設(shè)期的投資，這樣反而使得到的效果與增加的基建投資不成比例。

3.4海綿城市的定位不準

對于低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)以及應用的范疇，目前存在“萬能論”與“無用論”兩種觀點［9］?！叭f能論”認為低影響設(shè)施可從源頭消納超過70%的雨水，海綿城市建成后城市將永遠擺脫城市洪澇災害的影響；“無用論”則認為，海綿城市建設(shè)對城市內(nèi)澇的作用微乎其微。

4　正確認識海綿城市，解決城市雨水問題

4.1著眼國情，建設(shè)廣義的低影響開發(fā)

我國學者將具有生態(tài)功能、綠色景觀效用、符合低影響開發(fā)理念的設(shè)施定義為廣義的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)［4］，除傳統(tǒng)的低影響開發(fā)設(shè)施外還包括多功能調(diào)蓄、濕地、雨水塘等大型的基礎(chǔ)設(shè)施。鑒于國內(nèi)的實際情況，海綿城市建設(shè)目標應是廣義的低影響開發(fā)設(shè)施，也就是所謂的綠色設(shè)施。通過各尺度的綠色設(shè)施在徑流過程中發(fā)揮不同的調(diào)蓄作用，從而達到防治城市內(nèi)澇的目的。

4.2認清調(diào)蓄設(shè)施作用，應對各重現(xiàn)期降雨

調(diào)蓄設(shè)施在解決城市雨洪問題中占有重要的地位，車伍等［10］根據(jù)各設(shè)施在雨水徑流過程中所起到的作用將調(diào)蓄設(shè)施建設(shè)性地分為調(diào)節(jié)、儲蓄、多功能調(diào)蓄，其中調(diào)節(jié)設(shè)施的功能為減小洪峰峰值、延長徑流時間，對雨水主要起到調(diào)節(jié)、滯留的作用，對雨水的排放總量不變，只是對降雨期間的峰值徑流量進行短暫的存儲，待洪峰過后再逐漸排放，從而達到削減洪峰流量的目的。調(diào)節(jié)設(shè)施并不會減少下游的排放量，且對水質(zhì)沒有太大的改善，主要針對重現(xiàn)期較大的大到暴雨事件［11］，代表設(shè)施為雨水調(diào)節(jié)池。儲蓄包括儲存和滯蓄，降雨期間，儲存、滯蓄的部分雨水經(jīng)過凈化設(shè)施的處理，可使雨水水質(zhì)得到進一步改善，最終達到雨水回收利用的目的；或經(jīng)過土壤的過濾、下滲至地下水層，補充地下水，提高地下水的涵養(yǎng)水平，改善地下水匱乏的現(xiàn)狀。在此過程中，可以達到減少雨水的排放總量以及凈化水質(zhì)的作用。儲蓄設(shè)施對于重現(xiàn)期較小的降雨具有很好的控制作用，其代表為狹義的低影響開發(fā)設(shè)施。多功能調(diào)蓄的核心是調(diào)蓄暴雨峰值流量，把排洪防澇與城市的景觀、生態(tài)以及其他城市功能相結(jié)合，提高土地的利用率，在達到控制城市洪澇災害的同時，創(chuàng)造宜居環(huán)境，提高生活質(zhì)量，充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的思想［12］。城市多功能調(diào)蓄是在傳統(tǒng)的雨水調(diào)節(jié)池的基礎(chǔ)上經(jīng)過發(fā)展形成的，其設(shè)施可分為干式與濕式兩大類［13］。干式是指非雨季時的無水區(qū)域，可以設(shè)計成綠地、停車場或者其他場地；濕式是指非雨季節(jié)時，調(diào)蓄設(shè)施維持在正常較低水位的區(qū)域，可建成城市景觀以及濕地，濕式調(diào)蓄設(shè)施可起到改善生態(tài)環(huán)境的作用。當暴雨發(fā)生時，調(diào)蓄池則通過常水位與高水位的空間，儲存暴雨峰值流量，起到調(diào)節(jié)池的作用［14］，綜合地應對不同重現(xiàn)期的降水。隨著城市雨洪調(diào)蓄體系的不斷發(fā)展與完善，出現(xiàn)了生物滯留設(shè)施、延時調(diào)節(jié)以及深層調(diào)蓄隧道等一系列調(diào)蓄設(shè)施，使得調(diào)蓄設(shè)施的形式更加多樣化。

4.3因地制宜，合理制定年徑流總量控制率

對于降雨總量控制率的制定，通常以年為單位，是多場降雨總量的概念統(tǒng)計，而不是對單場降雨量的控制。各地根據(jù)自身實際情況，結(jié)合《指南》中圖3-3我國大陸地區(qū)年徑流總量控制率分布圖，確定出年徑流總量控制率，經(jīng)過相關(guān)計算求得相應的設(shè)計降雨量，從而得出通過自然蒸發(fā)以及低影響開發(fā)設(shè)施控制的徑流總量。值得注意的是，在控制指標量化的過程中，由于調(diào)節(jié)設(shè)施一般不會減少徑流總量的排放，因此在分解徑流總量控制目標的過程中，不包括調(diào)節(jié)設(shè)施的調(diào)節(jié)容積［15］，多功能調(diào)蓄以及延時調(diào)節(jié)設(shè)施的容積由儲存和調(diào)節(jié)兩部分組成。同樣，對徑流總量控制起作用的僅包括儲蓄容積，調(diào)節(jié)容積將不計算在內(nèi)。

4.4明確海綿城市地位，規(guī)劃多目標城市雨洪管理系統(tǒng)

值得肯定的是海綿城市在解決城市雨水問題上的重要地位，但并不是單純地依靠海綿城市就能一勞永逸地解決國內(nèi)大中型城市所面臨的水資源問題。城市建設(shè)過程中除規(guī)劃海綿城市的建設(shè)外，還應結(jié)合傳統(tǒng)的管網(wǎng)系統(tǒng)、泵站等組成的灰色設(shè)施，構(gòu)建以源頭控制系統(tǒng)、小排水系統(tǒng)、大排水系統(tǒng)相互銜接的、多目標的城市雨洪管理系統(tǒng)。從而以應對不同程度的降雨，最終達到解決內(nèi)澇等城市雨水問題的目的。

5　結(jié)語

在政府部門和社會各界的密切關(guān)注以及巨額專項資金支持的背后，更加需要保持理性、冷靜的頭腦，全面、詳盡地梳理海綿城市建設(shè)過程中所面臨的困難、誤區(qū)以及各種障礙，把握關(guān)鍵，從長遠城市規(guī)劃著眼，從近期城市建設(shè)入手，才能為城市發(fā)展提供更科學、持續(xù)的推動力，保障海綿城市建設(shè)科學有序進行。海綿城市在各地的建設(shè)要近遠期相結(jié)合，從近期入手，結(jié)合本城市的現(xiàn)狀制定科學合理的建設(shè)計劃，把握遠期規(guī)劃，將海綿城市的建設(shè)融入于城市的建設(shè)過程。

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（編輯：周利海）

The Misunderstanding of Sponge City Construction

Liu Zhiqiang，Zhang Qian，Li Hui，Sun Meng
（School of Environmental and Municipal Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao Shandong 266033，China）

Abstract：Constructing sponge city had set off a craze throughout the country since November 2014 MOHURD published The Technology Guide of Sponge City - The Constructing of Stormwater System for Low Impact Development. Currently the building of sponge city is in the exploratory stage. Under this background，this article analyzed the misunderstanding of the sponge city，from the aspects of LID，rain flood regulation system，control index，the role in urban flood disaster and so on，in the hope of providing guidance for the planning and construction of the city.

Key words：stormwater management systems，sponge city，LID，misunderstanding

中圖分類號：X321

文獻標識碼：A

文章編號：1008-813X（2016）03-0025-04

收稿日期：2016-03-03

作者簡介：劉志強（1963-），男，山東濰坊人，畢業(yè)于武漢理工大學市政工程專業(yè)，博士，教授，主要從事污水處理及回用技術(shù)的研究。