■ 中國(guó)工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng) 任南琪

《全國(guó)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》指出要加快推進(jìn)海綿城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)模式轉(zhuǎn)型。作為一種全新的城市發(fā)展理念和方式，海綿城市建設(shè)涉及的項(xiàng)目幾乎都是重大的民生工程，橫跨領(lǐng)域眾多。如何避免城市建設(shè)時(shí)出現(xiàn)設(shè)計(jì)碎片化問(wèn)題？如何避免城市建設(shè)和運(yùn)營(yíng)時(shí)出現(xiàn)頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的現(xiàn)象？如何避免走重復(fù)建設(shè)、浪費(fèi)人力物力等回頭路？正確的建設(shè)理念與思路尤為重要。中國(guó)工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)任南琪教授為本刊獨(dú)家撰寫(xiě)此文，闡明建設(shè)理念與路徑。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市水安全與水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，資源環(huán)境約束加劇。在人口密集、工業(yè)集中的城市出現(xiàn)了嚴(yán)重的城市?。悍甏笥瓯貪场⒊鞘兴w黑臭、環(huán)境生態(tài)嚴(yán)重惡化、水資源嚴(yán)重匱乏、環(huán)境容量超出極限、城市水源地污染事件頻發(fā)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，習(xí)近平總書(shū)記2013年12月12日在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上作出重要指示，要求“城市規(guī)劃建設(shè)的每個(gè)細(xì)節(jié)都要考慮對(duì)自然的影響，更不要打破自然系統(tǒng)。比如，在提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái)，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’?！绷?xí)總書(shū)記還指出，現(xiàn)在許多城市提出生態(tài)城市口號(hào)，但思路卻是大樹(shù)進(jìn)城、開(kāi)山造地、人造景觀、填湖填海等，這不是建設(shè)生態(tài)文明，而是破壞自然生態(tài)。為此，中共中央和國(guó)務(wù)院辦公廳先后多次發(fā)布相關(guān)文件，推動(dòng)海綿城市建設(shè)。

海綿城市建設(shè)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，能夠降低基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)費(fèi)用；提升城市品質(zhì)和環(huán)境承載力；開(kāi)發(fā)利用雨水、再生水等非常規(guī)水資源，解決缺水地區(qū)發(fā)展瓶頸；是經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)，助力化解產(chǎn)能過(guò)剩的難題。海綿城市建設(shè)的環(huán)境效益也非常顯著，能夠有效解決城市黑臭水體，強(qiáng)化城市污水治理，提高城市人均公園綠地面積和城市建成區(qū)綠地率。海綿城市建設(shè)還具有良好的社會(huì)效益，緩解城市“熱島效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)“小雨不積水，大雨不內(nèi)澇，水體不黑臭”，實(shí)現(xiàn)環(huán)境宜居；建設(shè)“和諧宜居、富有活力、各具特色的現(xiàn)代化城市，讓人民生活更美好”。

截至目前，我國(guó)已經(jīng)設(shè)立海綿試點(diǎn)城市30個(gè)，試點(diǎn)建設(shè)區(qū)面積達(dá)600平方公里以上，近3年直接帶動(dòng)投資約4千億元人民幣。全國(guó)33個(gè)省、直轄市、自治區(qū)皆頒布海綿城市鼓勵(lì)辦法，很多非試點(diǎn)城市也啟動(dòng)了海綿城市建設(shè)，涉及到環(huán)保、市政、園林、交通等多個(gè)行業(yè)。遠(yuǎn)期市場(chǎng)份額約在6萬(wàn)億元人民幣左右。

我認(rèn)為，海綿城市建設(shè)需要遵循以下幾點(diǎn)：理念轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)，科學(xué)規(guī)劃為引領(lǐng)，工程技術(shù)為關(guān)鍵，智慧水務(wù)為目標(biāo)。

一、理念轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)

由于我國(guó)前期海綿城市建設(shè)處于邊干邊學(xué)的狀態(tài)，理念跟不上，不少城市的海綿城市建設(shè)與規(guī)劃難以一步到位，很多先期開(kāi)展的生態(tài)城市建設(shè)、城市內(nèi)河改造、道路建設(shè)、街區(qū)建設(shè)等工程都需要進(jìn)行改造。必須引入先進(jìn)理念，結(jié)合國(guó)外近60年的經(jīng)驗(yàn)積累和我國(guó)當(dāng)前的重大需求，創(chuàng)建具有中國(guó)特色的海綿城市。

（一）國(guó)外的城市雨水管理理念

1．美國(guó)。低影響開(kāi)發(fā)（Low-Impact Development，LID）是采取土地規(guī)劃和工程設(shè)計(jì)的方法來(lái)管理雨水徑流，LID強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)自然屬性的保持和利用，從而保護(hù)水質(zhì)。

2．歐洲?？沙掷m(xù)城市排水系統(tǒng)（Sustainable Urban Drainage System，SUDS）旨在減少新的和現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)對(duì)地表水排水排放的潛在影響。

3．新加坡?；盍?、美觀、清潔水計(jì)劃（Active、Beautiful、Clean Water Program，ABC）是將水體轉(zhuǎn)變?yōu)槊利惖?、具有新加坡?biāo)志性的水景觀。通過(guò)美化使新加坡人更親水、更好地欣賞和珍惜稀缺的水資源。

4．澳大利亞。水敏城市設(shè)計(jì)（Water Sensitive Urban Design，WSUD）是城市設(shè)計(jì)與城市水循環(huán)的管理、保護(hù)和保存的結(jié)合，包括雨水、地下水、廢水管理和供水，為城市設(shè)計(jì)減少環(huán)境退化、提高審美情趣、增加娛樂(lè)吸引力，從而確保城市水循環(huán)管理能夠尊重自然水循環(huán)和生態(tài)過(guò)程。

（二）中國(guó)建設(shè)海綿城市的理念

國(guó)外的海綿城市建設(shè)理念主要是以解決城市暴雨澇災(zāi)、雨水收集、景觀美化等為主的城市開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)內(nèi)涵，而我國(guó)面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的背后付出了慘重的環(huán)境惡化代價(jià)，如水體黑臭；城市化進(jìn)展的加快伴隨著城市水規(guī)劃的嚴(yán)重缺失。為此，我國(guó)的海綿城市建設(shè)面臨著多重任務(wù)。

要以系統(tǒng)工程的思路抓城市水環(huán)境規(guī)劃和海綿城市建設(shè)，這是國(guó)家行動(dòng)，符合我國(guó)當(dāng)前重大需求。應(yīng)以國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)（國(guó)辦發(fā)〔2015〕75號(hào)）作為指導(dǎo)，加快推進(jìn)海綿城市建設(shè)，修復(fù)城市水生態(tài)，增強(qiáng)城市防澇能力，擴(kuò)大公共產(chǎn)品有效投資，提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。海綿城市建設(shè)的工作目標(biāo)是要通過(guò)海綿城市建設(shè)，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用。由于中國(guó)目前面臨的特定發(fā)展時(shí)期，以及城市水資源與水環(huán)境現(xiàn)狀，“海綿城市建設(shè)”符合中國(guó)國(guó)情。

我認(rèn)為“海綿城市建設(shè)”屬于城市水資源與水環(huán)境綜合整治范疇?！昂＞d城市”應(yīng)該能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，重點(diǎn)解決城市澇災(zāi)與城市水環(huán)境惡化等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)地表水資源、污水資源、生態(tài)用水、自然降水、地下水等統(tǒng)籌管理、保護(hù)與利用，充分考慮水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、水文化，緩解熱島效應(yīng)，確保社會(huì)水循環(huán)能夠與自然水循環(huán)相互貫通。

二、科學(xué)規(guī)劃為引領(lǐng)

《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》（中發(fā)〔2016〕6號(hào)）指出，城市規(guī)劃建設(shè)管理中還存在一些突出問(wèn)題：城市規(guī)劃前瞻性、嚴(yán)肅性不夠，環(huán)境污染等“城市病”蔓延加重。因此，海綿城市建設(shè)要以科學(xué)規(guī)劃為引領(lǐng)。

（一）城市水系統(tǒng)綜合規(guī)劃與整治

海綿城市建設(shè)是城市水系統(tǒng)綜合規(guī)劃與整治的系統(tǒng)工程，要將其融入城市總體規(guī)劃，至少以流域、區(qū)域?yàn)閱卧C合考慮。統(tǒng)籌發(fā)揮自然生態(tài)功能和人工強(qiáng)化功能，實(shí)施源頭減排、過(guò)程控制、系統(tǒng)治理。

示范工程中常見(jiàn)以下幾點(diǎn)問(wèn)題：1．規(guī)劃與建設(shè)碎片化。特別是LID工程中，嚴(yán)重缺乏城市水系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，以碎片化的工程施工為主。2．海綿城市建設(shè)理念及內(nèi)涵不清，技術(shù)不足。3．工程設(shè)計(jì)隊(duì)伍嚴(yán)重匱乏。設(shè)計(jì)教條化，難以做到因地制宜，一城一策、一地一策。

（二）因地制宜

總體規(guī)劃應(yīng)針對(duì)城市自然地理、氣象條件及存在的城市發(fā)展瓶頸問(wèn)題，因地制宜地制定海綿城市建設(shè)目標(biāo)，解決城市重大需求；充分考慮老城區(qū)和新建城區(qū)海綿城市建設(shè)對(duì)策；應(yīng)明確“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”。

（三）保持和利用自然屬性

習(xí)總書(shū)記提出要“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’”。應(yīng)該倡導(dǎo)以自然為先導(dǎo)，以循環(huán)為關(guān)鍵，以功能為切入點(diǎn)的城市水系統(tǒng)綜合規(guī)劃與整治。

三、工程技術(shù)為關(guān)鍵

從城市水循環(huán)系統(tǒng)4.0示意圖中可以看出，海綿城市建設(shè)有三個(gè)關(guān)鍵單元：暴雨徑流管理、黑臭水體治理和污水處理。

（一）暴雨徑流管理

1．LID理念及小排水系統(tǒng)

統(tǒng)籌考慮城市水資源循環(huán)與利用非常必要，目前絕大多數(shù)城市雨水進(jìn)入雨污合流制的城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)（小排水系統(tǒng)）。要保障小排水系統(tǒng)的雨水排放能力，必須采取削峰和錯(cuò)峰措施，即利用LID理念，延緩和降低徑流峰值，從而降低排水強(qiáng)度，減輕市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)排水壓力。河流治理、排水系統(tǒng)和管道的承受能力是有限的，要利用滲、滯、蓄，從源頭減少?gòu)搅?，解決量的控制問(wèn)題，提高城市生態(tài)覆蓋和雨水蓄存能力，減少排水管道系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

由于城市人口增長(zhǎng)過(guò)快，排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期變小，城市排澇僅依賴小排水系統(tǒng)難以承受。按照LID理念“現(xiàn)場(chǎng)自然屬性的保持和利用”，增設(shè)下凹式綠地和植草溝等可以錯(cuò)開(kāi)暴雨峰值，減少雨水流入下水管道的量。但對(duì)于城市易澇點(diǎn)仍難以解決根本問(wèn)題。建議城市特殊區(qū)域采取分流制的雨水排放系統(tǒng)，即大排水系統(tǒng)。

2．大排水系統(tǒng)

大排水系統(tǒng)指的是路面行泄通道、河漫灘、深層調(diào)蓄隧道和調(diào)蓄池。常規(guī)降雨時(shí)，雨水通常不會(huì)進(jìn)入深層調(diào)蓄隧道和調(diào)蓄池。

我國(guó)有些城市現(xiàn)已在做大排水系統(tǒng)。如武漢大東湖深邃工程，充分考慮到雨水深邃和污水深邃功能及定位的不同，該工程將先啟動(dòng)污水單根管建設(shè)，預(yù)留雨水接口。設(shè)計(jì)為“四廠合一”，未來(lái)可為300萬(wàn)人口服務(wù)。新建的北湖污水處理廠未來(lái)能達(dá)到150萬(wàn)噸/日規(guī)模，近期實(shí)現(xiàn)80萬(wàn)噸/日，排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A。項(xiàng)目總投資為30多億元。

（二）城市黑臭水體整治

城市黑臭水體整治重點(diǎn)是環(huán)境生態(tài)改善和暴雨蓄存。黑臭水體整治需要有系統(tǒng)的治理方案，保障水體的三大功能—生物凈化、生態(tài)景觀和泄洪排澇。首先，污水要全部截流，初雨等面源污染也要有控制措施。其次，補(bǔ)水要充足、流動(dòng)性好。其三，要建立人工強(qiáng)化自然處理系統(tǒng)，形成自然生態(tài)凈化功能與景觀。最后，還需要清除底泥或進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

城市水體要保持自然生態(tài)系統(tǒng)，有生態(tài)護(hù)坡-微生物-挺水植物和沉水植物，河道最忌“三面光”—即河底和兩岸護(hù)坡全部硬化，應(yīng)該利用自然凈化的方式去除氮、磷，最大限度保留堤岸生態(tài)屬性，可有效抗擊河水、雨水沖刷，利用人工濕地、生態(tài)塘等強(qiáng)化自然凈化功能，持續(xù)經(jīng)濟(jì)有效地解決點(diǎn)源、面源污染，確保城市水生態(tài)安全。

（三）污水處理廠

我國(guó)污水處理廠執(zhí)行國(guó)際絕無(wú)僅有的國(guó)家統(tǒng)一的一級(jí)A污水排放標(biāo)準(zhǔn)，但就算是達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的出水，按照地表水標(biāo)準(zhǔn)仍然是劣Ⅴ類。為此，個(gè)別城市將污水廠的出水標(biāo)準(zhǔn)提升到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際上從全部環(huán)境影響和全生命周期看這是不環(huán)保的。用人工方式在污水廠內(nèi)去除氮、磷費(fèi)用高，能耗大，追求過(guò)高的去除率也是不經(jīng)濟(jì)的。

我認(rèn)為，應(yīng)該構(gòu)建具有污染物凈化功能的生態(tài)系統(tǒng)，承擔(dān)部分氮、磷去除，科學(xué)制定以受納水體反推污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)，避免污水廠過(guò)度處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。無(wú)限度提高污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)是轉(zhuǎn)嫁環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，帶來(lái)大氣污染和排放溫室氣體，同時(shí)也消耗大量能源。

四、智慧水務(wù)為目標(biāo)

最新的政府工作報(bào)告中指出要“發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)，拓展智能生活，實(shí)施大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)，多領(lǐng)域推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+’”。就海綿城市建設(shè)而言，要?jiǎng)?chuàng)建智慧水務(wù)，即互聯(lián)網(wǎng)+城市水系統(tǒng)。

該系統(tǒng)可以進(jìn)行城市水?dāng)?shù)值模擬與仿真?；谒Y源與安全（水量和水壓），針對(duì)飲用水源、自來(lái)水廠、污水處理廠、河道斷面、濕地、地下水以及分流制雨水管道初雨等，建立水資源自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)的系統(tǒng)仿真與優(yōu)化?；谒h(huán)境與生態(tài)（水質(zhì)），研究污水能源流與物質(zhì)流規(guī)律、污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等凈化系統(tǒng)仿真與時(shí)空優(yōu)化。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+城市水系統(tǒng)功能，指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)控制與故障診斷，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)診斷、控制、應(yīng)急決策，并發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)作用保障公眾知情權(quán)和監(jiān)督權(quán)。

我建議要加強(qiáng)海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃，完善工程設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)管理等機(jī)制，提高建設(shè)和管理質(zhì)量，明晰責(zé)任人，便于政府監(jiān)管；同時(shí)，進(jìn)一步研究海綿城市投融資模式。

五、海綿城市規(guī)劃與建設(shè)面臨的主要問(wèn)題

（一）工程技術(shù)問(wèn)題

1．LID等國(guó)外先進(jìn)雨水徑流管理及應(yīng)用技術(shù)、材料和裝備研發(fā)。

2．黑臭水體治理整體解決方案、技術(shù)措施及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3．污水處理技術(shù)研發(fā)與水資源管理。

4．城市水體與濕地凈化功能的本土水生植物研究。

5．匯水流域雨水徑流量、面源污染的數(shù)值模擬。

6．基于智慧城市水的水質(zhì)水量監(jiān)控技術(shù)與應(yīng)急決策支持平臺(tái)建立。

（二）管理問(wèn)題

1．應(yīng)明確和完善海綿城市建設(shè)內(nèi)涵與對(duì)策，避免失誤和后遺癥。

2．需盡快制定和完善相應(yīng)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與基本建設(shè)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及法規(guī)。

3．工程設(shè)計(jì)隊(duì)伍嚴(yán)重匱乏，理念及內(nèi)涵不清。

建設(shè)海綿城市，必須堅(jiān)持政府引導(dǎo)、社會(huì)參與。未來(lái)海綿城市的建設(shè)理念是：源頭減排、過(guò)程控制、系統(tǒng)治理、功能凈化、生態(tài)修復(fù)、健康循環(huán)。未來(lái)海綿城市建設(shè)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是：水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、水文化。海綿城市建設(shè)的實(shí)施途徑為：政府主導(dǎo)、規(guī)劃引領(lǐng)、生態(tài)優(yōu)先、安全為重、因地制宜、統(tǒng)籌建設(shè)。唯有如此，才能實(shí)現(xiàn)習(xí)總書(shū)記的要求—“建設(shè)生態(tài)文明，而不是破壞生態(tài)自然”，讓人民生活更美好。