胡慶芳,王銀堂,徐海波,劉　勇,崔婷婷

(1.南京水利科學研究院水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室,江蘇 南京　210029;

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海綿城市建設的5點技術思考

胡慶芳1,王銀堂1,徐海波2,劉勇1,崔婷婷1

(1.南京水利科學研究院水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室,江蘇 南京210029;

2. 江蘇省水利廳水資源處,江蘇 南京210029)

海綿城市；城市規(guī)劃；防洪排澇；技術思考

鑒于目前學術界對于什么是海綿城市以及如何構建海綿城市尚未取得充分共識,筆者對海綿城市建設進行5個方面的技術思考。

1　海綿城市建設的基本要求

目前業(yè)界提及海綿城市時，言必稱“自然積存、自然滲透、自然凈化”，甚至將維持城市開發(fā)前的自然水文特征作為海綿城市建設的基本要求。筆者認為，海綿城市建設固然當保護和充分利用下墊面對雨水徑流的自然調(diào)節(jié)功能，但并不意味要將城市下墊面完全恢復到自然狀態(tài)。其原因有：①城市下墊面不可能完全恢復到城市開發(fā)前的自然水文狀態(tài)，透水路面、綠地、雨水花園等各種低影響開發(fā)措施是對雨水滲滯凈功能的“擬自然性”重構，而非完全的自然性重構；②我國城市人口和產(chǎn)業(yè)聚集程度高，暴雨強度大，污染物排放量大，僅靠自然調(diào)蓄和凈化不可能實現(xiàn)城市雨洪的高標準管理；③自然狀態(tài)未必就是合理的，對某些不利于雨洪管理和城市綜合功能的下墊面自然狀況加以人工重構、改造是完全必要的。因此，海綿城市建設應以城市水文及其伴生過程的物理規(guī)律為基礎，有機結(jié)合自然和人工措施，實現(xiàn)對雨水徑流的積存、滲透、凈化和緩釋。

2　海綿城市涵蓋的功能

我國城市面臨三大水問題:水資源短缺、水環(huán)境與水生態(tài)退化、洪澇災害頻發(fā)。對于海綿城市是否涵蓋三大水問題的解決,目前存在兩種不同觀點：①海綿城市功能應以就地消納降水為主,不宜將城市水循環(huán)體系納入海綿城市建設中,甚至認為除雨水下滲外的其他治理措施也不宜納入海綿城市建設；②海綿城市應歸結(jié)為城市水問題綜合整治范疇,統(tǒng)籌三大水問題治理。筆者認為海綿城市的范疇固然不能包羅萬象,但也不能作繭自縛。海綿城市建設應在突出重點的前提下堅持統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合考慮城市防洪治澇、水資源利用、水環(huán)境與水生態(tài)修復、水景觀構建等需求,推動城市水系統(tǒng)綜合治理。海綿城市建設絕不能走條塊分割的老路,只有系統(tǒng)治理,才能實現(xiàn)效用最大化。

3　海綿城市的構建方式

受國外雨洪管理理念影響,現(xiàn)有文獻或技術導則中關于海綿城市構建方式的論述,多針對低影響開發(fā)措施,甚至有將海綿城市建設等同于低影響開發(fā)的傾向。但海綿城市的構建途徑具有多樣性和多尺度性,不只包含低影響開發(fā)措施。從多樣性來看,既包括所謂的“綠色基礎設施”,也包括傳統(tǒng)的“灰色基礎設施”,還包括雨洪調(diào)度管理措施;從多尺度性看,有小區(qū)、片區(qū)、城市等尺度的措施。在小區(qū)尺度上,主要是雨水源頭下滲、就地滯蓄與凈化措施;在片區(qū)尺度上側(cè)重構建雨水徑流收集、中間處理與排放網(wǎng)絡;在城市尺度上的重點是城市徑流排蓄格局優(yōu)化,以及城市與區(qū)域防洪治澇體系的銜接措施。只有不同類型和尺度的措施相互協(xié)調(diào),才能系統(tǒng)解決城市水問題。在海綿城市的構建中,尤其要注重城市河湖水系的作用。因為城市河湖水系既承納雨水管渠系統(tǒng)來水,又與城市外河溝通,在城市雨洪管理中具有承上啟下的作用,是城市物質(zhì)、能量流動的主要廊道和最重要的水敏感性單元,故海綿城市的構建應以城市河湖水系為核心和骨架,科學規(guī)劃布局各類雨水徑流管理措施和元素,并與城市環(huán)境有機融合。

4　海綿城市的規(guī)劃指標與標準

為反映海綿城市的發(fā)展目標,確定建設規(guī)模,必須明確海綿城市的關鍵指標及其目標值,且指標設置應充分考慮城市水文特征和地理特征。鑒于城市內(nèi)澇治理、水資源利用和水污染控制均與雨水控制規(guī)模有關,中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的《海綿城市建設指南》提出了“年徑流總量控制率”的概念,并將其定義為“根據(jù)多年日降雨量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析計算,通過自然和人工強化的滲透、儲存、蒸發(fā)(騰)等方式,場地內(nèi)累計全年得到控制(不外排)的雨量占全年總降雨量的百分比”,并依據(jù)氣象統(tǒng)計給出其數(shù)值范圍及區(qū)域劃分。這在水文上至少存在3個方面的問題:①地表徑流量指降雨扣除產(chǎn)流過程中的損失后形成的地表凈雨量,因此將“徑流控制率”表述為“降雨控制率”更科學一些;②雨水控制效果與場次暴雨總量及時程分布關系更直接,因此針對與一定標準的場次降雨而非年降雨來設置控制目標更合理,與工程設計的關系也更直接;③在城市尺度上,僅從氣候角度來確定雨水控制率是不合理的,還需考慮下墊面條件。

5　海綿城市的效用與成本

對于海綿城市的作用,最極端的看法莫過于海綿城市“無用論”和“萬能論”。前者對海綿城市建設持懷疑觀點,認為不能實質(zhì)性解決城市水問題,或者其成本遠大于收益；后者則認為海綿城市建設能一勞永逸地解決內(nèi)澇等城市水問題。對于前一種觀點,應當承認有必要強化海綿城市建設效果的動態(tài)監(jiān)測跟蹤,從城市生態(tài)經(jīng)濟學、工程經(jīng)濟學等角度系統(tǒng)評估益本比。當然,對于海綿城市建設效果不能僅作經(jīng)濟學方面的分析而忽視其環(huán)境、生態(tài)效用評估,還需認識到,海綿城市的各項建設內(nèi)容,從規(guī)劃、實施再到發(fā)揮作用需要一個過程,不能立竿見影。對于后一種論調(diào),需要明確海綿城市建設對于洪澇防治、水污染治理均是有一定標準的,其功能與作用不是無限的,如海綿城市建設雖可減少內(nèi)澇頻次、降低災害程度,但無法杜絕內(nèi)澇發(fā)生,遇到超標準暴雨,仍然會發(fā)生城市內(nèi)澇?？傊?對于海綿城市的效用與成本一定要實事求是地評估,不能簡單片面。

關于海綿城市及其構建理論、方法,目前尚有許多問題亟待深入研究,需要相關領域的學者深思熟慮,強化水利、城市、環(huán)境等多學科的交叉和融合，唯其如此,才能做好我國海綿城市建設的長遠規(guī)劃和系統(tǒng)布局,從而實質(zhì)性推動城市水問題綜合治理和城市轉(zhuǎn)型發(fā)展。另外需要指出的是,海綿城市并不是解決城市水問題的唯一理念和模式,海綿城市建設不能排斥其他理念、模式的研究與發(fā)展。

10.3880/j.issn.1004-6933.2016.05.028

中國工程院重大咨詢研究項目(2015-ZD-07-01)

胡慶芳(1981—)，男，高級工程師，博士，主要從事城市水文、水資源規(guī)劃等研究工作。E-mail:hqf_work@163.com

TV213.4

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1004-6933(2016)05-0152-02

2016-08-01編輯：彭桃英)