張 宗 亮

1 國內(nèi)海綿城市開發(fā)方式

海綿城市作為新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，即下雨時(shí)“吸”水，需要時(shí)將存蓄的水“釋放”。自2015 年4 月我國公布第一批16 個(gè)入選海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市名單以來，海綿城市建設(shè)在國內(nèi)得到逐步推廣。通過建設(shè)試點(diǎn)的示范效應(yīng)，越來越多的城市認(rèn)識海綿城市，了解海綿城市，并結(jié)合自身?xiàng)l件，將海綿城市建設(shè)工作融入到城市規(guī)劃建設(shè)的各個(gè)階段中?？傮w而言，我國海綿城市起步較晚，從近些年的發(fā)展?fàn)顩r看，國內(nèi)海綿城市開發(fā)方式主要有整體開發(fā)以及局部示范兩種。

1.1 方式一：整體開發(fā)

整體開發(fā)是將整個(gè)城市作為一個(gè)整體，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，形成一個(gè)完整海綿系統(tǒng)的開發(fā)方式。通常要根據(jù)城市的總體規(guī)劃，分析該城市發(fā)展歷史及其未來的空間發(fā)展戰(zhàn)略，在此基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥馈庀?、水文、河流等自然屬性，依?jù)海綿城市建設(shè)相關(guān)指導(dǎo)文件中明確的控制指標(biāo)，編制整個(gè)城市的海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃。專項(xiàng)規(guī)劃中要明確全市的海綿城市建設(shè)格局，并隨著城市總體規(guī)劃、控制性規(guī)劃、修建性詳細(xì)規(guī)劃逐步細(xì)化至各地塊，從上至下，由整體至局部，將海綿城市建設(shè)總體指標(biāo)具體到各區(qū)域，不同區(qū)域根據(jù)其內(nèi)分布的地塊特性設(shè)置不同開發(fā)方案。經(jīng)過對海綿設(shè)施布局方案控制性指標(biāo)反復(fù)試算，根據(jù)試算結(jié)果相應(yīng)調(diào)整方案，最終形成各區(qū)域相互融合、彼此補(bǔ)充、滿足控制指標(biāo)要求的海綿城市體系。

1.2 方式二：局部示范

局部開發(fā)是指將一個(gè)城市的某一區(qū)域劃為海綿城市建設(shè)示范區(qū)，對示范區(qū)內(nèi)的地塊進(jìn)行海綿城市建設(shè)開發(fā)的方式。囿于資金、理念或者其它因素的限制，如果對整個(gè)城市統(tǒng)一開展海綿城市建設(shè)存在困難，策略性地結(jié)合城市發(fā)展趨勢，劃定城市發(fā)展中比較突出的板塊，局部選擇合適的特定區(qū)域設(shè)立海綿城市建設(shè)示范區(qū)，在示范區(qū)內(nèi)開展海綿城市建設(shè)。而后根據(jù)城市實(shí)際開發(fā)進(jìn)程，以點(diǎn)帶面，最終實(shí)現(xiàn)全部區(qū)域海綿城市化。由于先開發(fā)的區(qū)域只是城市的一部分，往往缺乏總體性規(guī)劃，各地塊相對割裂，在進(jìn)行海綿城市設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案針對的是示范區(qū)內(nèi)的某一地塊，地塊與地塊之間不存在相互呼應(yīng)、彼此彌補(bǔ)等聯(lián)系，在開發(fā)過程中容易形成唯指標(biāo)論。

我國海綿城市開發(fā)目前主要存在的問題主要包含以下3 個(gè)方面：（1）對于海綿城市的本質(zhì)內(nèi)涵缺乏統(tǒng)一認(rèn)識；（2）海綿城市構(gòu)建和規(guī)劃系統(tǒng)模式不甚健全；（3）海綿城市要達(dá)到的目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)途徑存在脫節(jié)現(xiàn)象。總的來說，海綿城市的本質(zhì)內(nèi)涵、構(gòu)建模式和實(shí)現(xiàn)途徑等基本理論問題仍需進(jìn)一步梳理和提煉，以便更好地指導(dǎo)海綿城市的研究與實(shí)踐。

2 海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 海綿城市內(nèi)涵

在海綿城市建設(shè)推進(jìn)的實(shí)踐過程中存在一些誤區(qū)，許多人認(rèn)為海綿城市就是建設(shè)雨水收集、下滲路面之類的海綿設(shè)施，在編制海綿城市設(shè)計(jì)方案過程中沒有從整體出發(fā)，缺少將區(qū)域內(nèi)的自然情況通盤考慮，達(dá)不到優(yōu)勢互補(bǔ)。在海綿城市申報(bào)文件的審批中，審批單位也單純以設(shè)計(jì)指標(biāo)是否滿足相關(guān)要求作為最重要的審核依據(jù)，這就導(dǎo)致一些城市建設(shè)過程中出現(xiàn)為達(dá)指標(biāo)而不合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。

城市是諸多元素組合體，市政道路、居住用地、商業(yè)設(shè)施、公園綠地等地塊，形態(tài)不同，功能不同，自身特性不同，與海綿城市的結(jié)合方式也不相同。如老舊小區(qū)與新建居住區(qū)：老舊小區(qū)，因?yàn)榈貕K內(nèi)已有建筑、設(shè)施等限制，導(dǎo)致不可能全盤大規(guī)模地建設(shè)海綿設(shè)施，必須在現(xiàn)有約束的條件下進(jìn)行改造；新建小區(qū)則不然，規(guī)劃地塊內(nèi)基本不存在約束，可在規(guī)劃伊始，把海綿設(shè)施與建筑規(guī)劃方案相互融合，彼此借用，形成良好的有機(jī)整體。然而孤立的建設(shè)方案不考慮地塊內(nèi)新、舊小區(qū)、市政道路與公園綠地等不同類型土地之間的比例，一刀切的對所有地塊制定統(tǒng)一的指標(biāo)要求，違背了海綿城市建設(shè)的初衷。

海綿城市是一種城市水問題綜合治理理念，它以城市自然水循環(huán)、社會(huì)水循環(huán)及其伴生過程的客觀規(guī)律為科學(xué)依據(jù)，充分尊重和發(fā)揮自然界對城市水循環(huán)過程的綜合生態(tài)調(diào)控作用，其內(nèi)涵是城市建成后盡可能小地影響周邊水生態(tài)環(huán)境，目前主要采用對比建設(shè)前后水文特征指標(biāo)的變化來評判，理想狀態(tài)是建設(shè)前后指標(biāo)一致[1]。所以，通常談到海綿城市的建設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以整個(gè)區(qū)域是否通過合理利用城市元素的分布形態(tài)，將海綿設(shè)施融入城市規(guī)劃中，形成總體性指標(biāo)達(dá)標(biāo)來評判，而非將關(guān)注點(diǎn)置于采用了何種技術(shù)。當(dāng)然，在細(xì)化海綿設(shè)施的布置時(shí)，也不能忽略對于具有經(jīng)濟(jì)、有效、便于運(yùn)營等特點(diǎn)的新技術(shù)的使用。

2.2 海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建

2.2.1 海綿城市系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

構(gòu)建海綿城市系統(tǒng)，首先要梳理清楚海綿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而海綿體系的結(jié)構(gòu)又是由其內(nèi)涵所決定。將海綿城市的內(nèi)涵體現(xiàn)到規(guī)劃思路上，則海綿城市規(guī)劃必然相應(yīng)的表現(xiàn)為一種從城市整體到區(qū)域局部，統(tǒng)籌兼顧的系統(tǒng)思維模式，這就是構(gòu)建城市海綿系統(tǒng)的基本思路。

與整體局部相對應(yīng)，一個(gè)城市的海綿系統(tǒng)（如圖1 所示）可分為城市大海綿與區(qū)域小海綿：城市大海綿是從城市整體的角度出發(fā)，基于現(xiàn)有的城市基底，從為地區(qū)大環(huán)境服務(wù)的綠色大基建（河道水系、生態(tài)等）以及灰色大基建（市政、交通等）著手，統(tǒng)籌規(guī)劃城市大海綿體系，形成總的城市海綿體系格局，并在自成體系的基礎(chǔ)上與各專項(xiàng)規(guī)劃有效銜接；區(qū)域小海綿在各分區(qū)地塊實(shí)施的角度，詳細(xì)研究各分區(qū)地塊用地性質(zhì)，從源頭控制雨量及水質(zhì)，制訂LID 低影響開發(fā)體系，打造區(qū)域小海綿。從水體流向來說區(qū)域小海綿是城市大海綿的收水上游，從控制指標(biāo)分配角度來講，區(qū)域小海綿又是城市大海綿體系的分解末端，二者構(gòu)成以大海綿為樹干、樹枝，小海綿為樹葉的樹形結(jié)構(gòu)。

圖1 海綿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建

海綿城市建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，大海綿是工程的骨架，構(gòu)成城市的海綿格局，起著協(xié)調(diào)小海綿的作用；小海綿由海綿設(shè)施組成，是工程的末端，它的順利運(yùn)轉(zhuǎn)直接決定海綿城市的實(shí)施效果。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（以下簡稱《指南》）中，海綿城市的控制指標(biāo)主要有年徑流總量控制率、污染物去除率、雨水回用率3 個(gè)，分別從防澇、控污以及雨水資源利用[2]3 個(gè)角度衡量海綿城市建設(shè)效果，海綿城市結(jié)構(gòu)體系也宜從這3 個(gè)方面著手。

（1）防澇體系建設(shè)。按照“源頭控制、過程調(diào)節(jié)、末端排放”的原則構(gòu)建安全的防澇海綿體系。充分發(fā)揮小海綿的功效，首先從源頭盡可能的通過“滯”“滲”等技術(shù)減小地面徑流量，其次再通過“蓄”儲(chǔ)存調(diào)節(jié)一部分雨水，經(jīng)過消減后的澇水最終排入大海綿，經(jīng)由大海綿規(guī)劃的河道排澇系統(tǒng)排出項(xiàng)目區(qū)外。

（2）控污體系建設(shè)。按照“源頭消減、過程治理、末端監(jiān)控”的原則構(gòu)建高效的污染物去除海綿體系。利用小海綿植物緩沖帶、初期雨水截留等技術(shù)從源頭消解污染物產(chǎn)生量，而后通過濕塘、生物滯留池等技術(shù)利用植物土壤特性對水體進(jìn)行初步凈化，最后根據(jù)河道的環(huán)境承載力在大海綿的匯入口對匯入污染物總量進(jìn)行監(jiān)控，以達(dá)到污染物去除率的控制指標(biāo)。

（3）雨水利用體系建設(shè)。按照“可以用、用得上、方便用”的原則構(gòu)建完備的雨水利用海綿體系?！翱梢杂谩笔侵附?jīng)過小海綿凈化技術(shù)凈化后的雨水水質(zhì)滿足回用要求，可以作為水源回用?！坝玫蒙稀笔侵冈O(shè)置一系列雨水資源收集裝置，保證雨水能夠用得上?！胺奖阌谩笔侵笇で笥盟恳约昂＞d設(shè)施蓄水容積之間的平衡，在需要用水的時(shí)候有水可用，保證使用方便。

3 海綿城市常用技術(shù)

海綿城市的內(nèi)涵并非指所采用的技術(shù)，技術(shù)是服務(wù)于內(nèi)涵的。進(jìn)行海綿城市方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先搞清實(shí)施區(qū)域在整個(gè)城市規(guī)劃中所承擔(dān)的職能，以及在海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃中的定位，根據(jù)上位規(guī)劃結(jié)合現(xiàn)狀條件因地制宜地選用合理的技術(shù)。依據(jù)海綿城市構(gòu)建技術(shù)所承擔(dān)的功能，《指南》將其概括為六字方針“滲、滯、蓄、凈、用、排”，關(guān)于海綿城市的技術(shù)介紹也按照上述六字方針展開。根據(jù)降雨徑流形成、排放的產(chǎn)匯流以及凈化回用過程，將上述六字方針歸結(jié)為收集、凈化、儲(chǔ)存、排放4 類。

3.1 收集（滲、滯）

收集為大氣降水自落入下墊面開始，直至進(jìn)入存儲(chǔ)系統(tǒng)之前的產(chǎn)匯流階段，從廣義上講，地下水以及地面儲(chǔ)存設(shè)施均可看作存儲(chǔ)系統(tǒng)。滲是為了增加地表徑流存儲(chǔ)至地下水的比例，滯是為了減緩地表徑流存儲(chǔ)至地面設(shè)施或者排入市政管道的匯集速度。

3.1.1 滲

下滲的主要思路是通過改變下墊面的徑流系數(shù)，增加地面徑流下滲部分水體的比例，通常采用的下滲技術(shù)有透水材料、綠色屋頂?shù)取?/p>

3.1.1.1 透水磚

適用范圍：公園小區(qū)等承重有限的區(qū)域。

型式：透水磚可分為普通混凝土透水磚以及聚合物纖維混凝土透水磚等品種。它是由骨料、水泥、水、增強(qiáng)劑攪拌形成的多孔輕質(zhì)混凝土壓制而成。由粗骨料表面包覆薄層水泥漿相互粘結(jié)，形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，從而讓雨水迅速地被吸收，滲入地表，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)中的“吸水”要求。

3.1.1.2 透水混凝土

適用范圍：常用于市政、公園、小區(qū)等通行車輛載重有限的道路。

型式：透水混凝土，是一種多孔、輕質(zhì)、無細(xì)骨料混凝土，由粗骨料表面包覆一層膠結(jié)料相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有透水、透氣和質(zhì)量輕的特點(diǎn)。

3.1.1.3 綠色屋頂

適用范圍：符合屋頂荷載、防水等條件的平屋頂建筑和坡度不大于15°的坡屋頂建筑。

型式：根據(jù)種植基質(zhì)深度和景觀復(fù)雜程度，綠色屋頂又分為簡單式和花園式，基質(zhì)深度根據(jù)植物需求及屋頂荷載確定，簡單式綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度一般不大于150 mm，花園式綠色屋頂在種植喬木時(shí)基質(zhì)深度可超過600 mm。

3.1.2 滯

滯的主要目的是通過攔截、緩沖等手段延緩雨水徑流產(chǎn)生時(shí)間以及峰值。例如，通過微地形調(diào)節(jié)，讓雨水慢慢地匯集到一個(gè)地方，用空間換時(shí)間。滯留設(shè)施通常含有一部分存儲(chǔ)容積，蓄積一定雨水，延緩雨水匯集時(shí)間。

調(diào)節(jié)塘：常用于空間比較開闊的公園、居住區(qū)等。

調(diào)節(jié)塘一般由進(jìn)水口、調(diào)節(jié)區(qū)、出口設(shè)施、護(hù)坡及堤岸構(gòu)成，也可通過合理設(shè)計(jì)使其具有滲透功能，起到一定的補(bǔ)充地下水河凈化雨水的作用。調(diào)節(jié)區(qū)深度一般為0.6～3 m，塘中可以種植水生植物以減小流速增強(qiáng)雨水凈化效果。如圖1 所示。

圖2 調(diào)節(jié)塘

3.2 凈化（凈）

為保證海綿內(nèi)的水體水質(zhì)，采用凈化技術(shù)。通過土壤的滲透、植被、綠地系統(tǒng)、水體等，都能對水質(zhì)產(chǎn)生凈化作用，實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)根據(jù)區(qū)域環(huán)境不同設(shè)置不同的凈化體系。

3.2.1 植草溝

適用范圍：植草溝為海綿城市收集雨水最常見的型式，廣泛用于居住區(qū)、廣場、公園等區(qū)域。

型式：植草溝的基本功能是替代硬化溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水，并具有一定的雨水凈化作用。植草溝適用于建筑與小區(qū)內(nèi)道路，廣場、停車場等不透水面的周邊，城市道路及城市綠地等區(qū)域，也可作為生物滯留設(shè)施、濕塘等低影響開發(fā)設(shè)施的預(yù)處理設(shè)施。

3.2.2 植被緩沖帶

適用范圍：用于空間比較開闊的廣場、河道緩沖帶等區(qū)域。

型式：緩沖帶為坡度較緩的植被區(qū)，經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，并去除徑流中的部分污染物。植被緩沖帶坡度一般為2%～6%，寬度不宜小于2 m。

3.2.3 雨水濕地/雨水花園

適用范圍：具有一定空間條件的建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地、濱水帶等區(qū)域。

型式：雨水花園是指在園林綠地中種有樹木或灌木的低洼區(qū)域，由樹皮或地被植物作為覆蓋。它通過將雨水滯留下滲來補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過程減少污染，是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。

3.3 儲(chǔ)存（蓄、用）

蓄和用是結(jié)合在一起的，蓄即儲(chǔ)存，把雨水留下來，將收集階段匯集的水體集中儲(chǔ)存起來。存蓄設(shè)施一般采用分級設(shè)置，下沉綠地為第一級儲(chǔ)存設(shè)施，下沉綠地儲(chǔ)滿后再溢流至第二級存蓄設(shè)施。從海綿城市的角度講，為滿足海綿城市年徑流總量控制率而設(shè)置的那部分容積為海綿城市的存蓄容積；回用主要是將存蓄的雨水進(jìn)行利用，提高雨水資源利用率。

地下蓄水設(shè)施常用型式有3 種，生物蓄水設(shè)施、蓄水模塊、蓄水池。

3.3.1 下沉式綠地

適用范圍：最常見的海綿設(shè)施，可廣泛應(yīng)用于城市建筑與小區(qū)、道路、綠地和廣場。

型式：下沉式綠地可分為狹義和廣義兩種，狹義的下沉式綠地指低于周邊鋪砌地面或道路在200 mm 以內(nèi)的綠地；廣義的下沉式綠地泛指具有一定的調(diào)蓄容積（在以徑流總量控制為目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)分解或設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，不包括調(diào)節(jié)容積），且可用于調(diào)蓄和凈化徑流雨水的綠地。

3.3.2 蓄水模塊

適用范圍：適用于需要存儲(chǔ)容積較大且用地比較緊張的小區(qū)、道路、廣場。

型式：蓄水模塊是組建雨水收集調(diào)蓄池的重要材料。模塊由PP 環(huán)保材料制成，采用分體式設(shè)計(jì)，可任意拆卸，運(yùn)到現(xiàn)場后在進(jìn)行組裝。鏤空空間可以更有效率地蓄水，深埋地下，節(jié)省用地。

3.3.3 蓄水池

適用范圍：有雨水回用需求的建筑與小區(qū)、城市綠地等。

型式：蓄水池指具有雨水儲(chǔ)存功能的集蓄利用設(shè)施，同時(shí)也具有削減峰值流量的作用，用地緊張的城市大多采用地下封閉式蓄水池，根據(jù)雨水回用用途（綠化、道路噴灑及沖廁等）不同需配建相應(yīng)的雨水凈化設(shè)施。

3.3.4 雨水罐

適用范圍：建筑屋面雨水的收集利用。

型式：雨水罐也稱雨水桶，為地上或地下封閉式的簡易雨水集蓄利用設(shè)施，可用塑料、玻璃鋼或金屬等材料制成，適用于單體建筑屋面雨水的收集利用。

3.4 排放（排）

排放主要指為保證雨洪安全，海綿城市設(shè)施設(shè)計(jì)容積被雨水占滿后通過溢流管、渠等方式，將超出年徑流總量控制率的那部分雨水排入市政管道，此部分結(jié)構(gòu)已包含在各海綿設(shè)施中，不再單獨(dú)介紹。