李鏡 任伯幟 謝文超 江峰

摘要：闡述了“海綿城市”的起源、“海綿城市”概念的提出背景及其發(fā)展，海綿城市的基本內(nèi)涵、建設(shè)海綿城市的途徑、海綿城市建設(shè)現(xiàn)況，分析了海綿城市建設(shè)中存在的問題，從思想上、方法上和體制上提出了建議，并對(duì)海綿城市建設(shè)作了總結(jié)與展望。以供參考。

關(guān)鍵詞：海綿城市;水生態(tài)文明;建設(shè)途徑;現(xiàn)況

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）22-0169-03

1 引言

近年來，遭受氣候變化和環(huán)境污染等災(zāi)難的團(tuán)隊(duì)的抵制造成了更嚴(yán)重的影響。自2010年以來，中國(guó)面臨的水問題包括水資源短缺，水污染，洪水，城市水澇，用水時(shí)間表減少以及魚類棲息地的喪失。年均斷層造成的全國(guó)15個(gè)省市的經(jīng)濟(jì)損失超過1000億元，覆蓋31個(gè)省市自治區(qū)，每年平均城鄉(xiāng)受災(zāi)人口約為1億人[1]。雨水泛濫是一個(gè)發(fā)人深省的問題。海綿城市是將城市與海綿進(jìn)行類比，可以吸收、保存并滲透到附近地下，合理地用于恢復(fù)城市水資源的自然遷移特性。

2 “海綿城市”的概念及其發(fā)展

2.1 “海綿城市”的起源

“海綿城市”的概念起源于工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，過去曾用“海綿”來描述城市的吸收功能，例如，澳大利亞研究人員Budge使用海綿將城市和人口的吸收現(xiàn)象進(jìn)行了比較。近年來，許多學(xué)者使用海綿來描述城市或陸地的降雨和降雨能力，“海綿”是對(duì)生態(tài)城市的一個(gè)比喻，這些城市具有柔性，具有自然積累、自然滲透和凈化作用。這是針對(duì)工業(yè)時(shí)代和單方面理解的機(jī)械設(shè)計(jì)概念。有著深刻的哲學(xué)思想[2]。

“海綿城市”一詞并不是該國(guó)的學(xué)者首先提出的，它出現(xiàn)在10年前甚至更早的外國(guó)文學(xué)中，中國(guó)的一些學(xué)者在本章中也討論了類似的概念。從2011～2012年，Van Rooyen等曾在2005年從用水和廢水的使用以及印度的水平衡的角度提到過海綿城市一詞[3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者如董淑秋、莫琳、劉波等也于近年論述過關(guān)于海綿城市的相關(guān)理念。

2.2 基本內(nèi)涵

《海綿城市建設(shè)指南》指出：海綿城市意味著城市將像一塊海綿，具有良好的“柔韌性”，可以適應(yīng)環(huán)境變化，并在下雨，吸水，儲(chǔ)水，滲水時(shí)應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害。儲(chǔ)存的水被“釋放”，然后使用。主要目標(biāo)是通過整個(gè)施工過程，規(guī)劃和控制機(jī)制，設(shè)計(jì)和實(shí)施，施工管理和管理等全過程實(shí)現(xiàn)污染控制，防災(zāi)，雨水資源和城市生態(tài)恢復(fù)等綜合目標(biāo)。協(xié)調(diào)和控制行動(dòng)水系統(tǒng)等空間將集中利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施和灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的科學(xué)結(jié)合來創(chuàng)建靈活的雨水基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)“緩慢的存儲(chǔ)，使用和排水”恢復(fù)溫和的水文循環(huán)，以保護(hù)或修復(fù)城市的生態(tài)。

海綿城市是從雨水管理的角度描述的一種可持續(xù)的城市建設(shè)模式，其定義：現(xiàn)代城市應(yīng)具有吸收純凈水和利用雨水如海綿的功能。以及應(yīng)對(duì)氣候變化預(yù)防和減輕災(zāi)害并維持生態(tài)職責(zé)的能力盡管世界上沒有國(guó)際參考海綿城市但是總是有重要的領(lǐng)域，旨在使用國(guó)際流行的“雨水管理”概念，例如低影響開發(fā)（LID），綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（GSI）和水敏感城市（WSUD）?？沙掷m(xù)水資源利用，有害水循環(huán)利用，內(nèi)部氣體保護(hù)，水污染預(yù)防和控制以及環(huán)境友好。

水環(huán)境問題和水生態(tài)問題是規(guī)模系統(tǒng)和區(qū)域的問題，也是相關(guān)和全面的。許多水問題的實(shí)質(zhì)是水生態(tài)系統(tǒng)整體功能的失衡，因此，水的解決方案不是河流的通道，也不是水的本身。但是水體以外的環(huán)境控制水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能并提高整體生態(tài)服務(wù)能力的方法，包括采購(gòu)服務(wù)，調(diào)解服務(wù)，生命服務(wù)和文化精神服務(wù)[4]。

城市海綿建設(shè)模式應(yīng)涵蓋多個(gè)方面：①多功能機(jī)構(gòu)與建筑機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制和工作聯(lián)系;②實(shí)施綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)先事項(xiàng)通過多層次的規(guī)劃和多學(xué)科的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)全面的徑流控制，排水防洪，徑流污染控制，雨水資源和生態(tài)景觀等綜合目標(biāo);④與控制目標(biāo)的融合;⑤設(shè)計(jì)多個(gè)專業(yè)雨水系統(tǒng)，并以給排水工程為主體;⑥監(jiān)督和管理評(píng)估和生命周期;⑦實(shí)行科學(xué)管理和維護(hù)。

基本原則：如果沒有足夠的環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施，就不可能履行海綿城市的職責(zé)。或?qū)λ舾械某鞘惺褂没疑A(chǔ)架構(gòu)，這也是國(guó)際上成功的共識(shí)和寶貴經(jīng)驗(yàn)。除了高投資外，灰色基礎(chǔ)設(shè)施還存在不足，它們是高碳排放的設(shè)施。

2.3 “海綿城市”的提出背景及發(fā)展

改革開放以來，城市取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但由于城市發(fā)展模式廣泛，“城市病”問題日益突出，造成了嚴(yán)重的資源問題。環(huán)境理論“海綿之鄉(xiāng)”取決于中國(guó)水的性質(zhì)和水的問題[5]。如今，中國(guó)面臨著許多水危機(jī)：水資源短缺，水污染，洪水，城市水澇，地下水位下降，水生境喪失等，還有許多嚴(yán)重的問題[6]。

針對(duì)2011年的兩次會(huì)議期間的洪水，湖南省常德市環(huán)境保護(hù)中心的全國(guó)人大代表劉波提交了關(guān)于2012年4月進(jìn)行“海綿城市建設(shè)和城市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力的提議”。“海綿城市”的概念最早是在2012年低碳城市和區(qū)域發(fā)展科學(xué)技術(shù)論壇上提出的。針對(duì)2013年12月中國(guó)城市化進(jìn)程中的用水問題，秘書長(zhǎng)金平提出了“建設(shè)具有自然積累，自然滲透和自然凈化的海綿城市”的構(gòu)想。迎接海綿城市的建設(shè)熱潮2014年2月，“工作機(jī)會(huì)”明確指出“住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市事務(wù)司的關(guān)鍵”，并鼓勵(lì)所有地區(qū)加快雨水和廢水系統(tǒng)的改革，提高城市和城市的排水水平。防洪11月發(fā)布了海綿城市的政策措施和《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，海綿城市建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目全面啟動(dòng)，并選擇了首批16個(gè)試點(diǎn)城市（2016年4月，交通部住房和農(nóng)村城市化部財(cái)政）水利部三個(gè)部門宣布了14個(gè)和聯(lián)邦補(bǔ)貼，一些試點(diǎn)城市。2015年10月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以“關(guān)于促進(jìn)海綿城市建設(shè)的意見指南”為試點(diǎn)，并與三亞市結(jié)合起來?！昂＞d城”開展“城市雙重修復(fù)”（城市修復(fù)與生態(tài)）修復(fù)工作，在試點(diǎn)工作的最后兩年中，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。2016年9月，水利部辦公廳宣布要求對(duì)城市建設(shè)，國(guó)家水生態(tài)文明和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行試點(diǎn)評(píng)估[7]。

2.4 建設(shè)海綿城市的途徑

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界和工程界在解釋海綿城市與現(xiàn)代暴雨管理的關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)海綿城市的認(rèn)識(shí)有所不同，應(yīng)分析海綿城市建設(shè)的相關(guān)領(lǐng)域。幫助達(dá)成共識(shí)并消除現(xiàn)代海綿城市建設(shè)中的混亂和阻力的重要性[8]。

2.4.1區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)

第一，識(shí)別生態(tài)斑塊，凡是對(duì)地表徑流量產(chǎn)生重大影響的自然斑塊和自然水系，均可納入水資源生態(tài)斑塊，對(duì)水文影響最大的斑塊需要嚴(yán)加識(shí)別和保護(hù)[9]。第二，開辟生態(tài)道路生態(tài)通道是連接和區(qū)分各種生態(tài)斑塊的功能。第三，畫出整個(gè)規(guī)劃區(qū)的藍(lán)綠線。保護(hù)重要的生理敏感區(qū)域，如池塘、濕地和花園，并保持其節(jié)水職責(zé)。第四，水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)工作基于原始水源的凈化，并且將5種類型的水凈化為4種類型的水，它們能夠通過阻塞廢水，疏松泥土，創(chuàng)造區(qū)域來進(jìn)行自我凈化。生態(tài)創(chuàng)造或?qū)⑺膫€(gè)水位提高到三個(gè)水位。第五，創(chuàng)建人工濕地濕地是城市的腎臟，可以保護(hù)自然濕地并根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件創(chuàng)建人工濕地，這對(duì)于維護(hù)城市的生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。

2.4.2城市規(guī)劃區(qū)海綿城市設(shè)計(jì)與改造

海綿城市的建設(shè)必須通過良好的城市規(guī)劃以設(shè)計(jì)形式明確定義。第一級(jí)是必須制定城市總體規(guī)劃，以強(qiáng)調(diào)自然水文條件的保護(hù)，還需要制定控制目標(biāo)，例如根據(jù)當(dāng)?shù)氐哪甓惹闆r對(duì)城市的總徑流進(jìn)行控制，包括需求及相關(guān)內(nèi)容包括城市雨水系統(tǒng)，綠地系統(tǒng)，道路交通和其他特殊基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃，將控制第三層，尤其是詳細(xì)的計(jì)劃，應(yīng)與城市水系統(tǒng)，道路，廣場(chǎng)，住宅和商業(yè)區(qū)為低影響開發(fā)建設(shè)雨水系統(tǒng)和利用系統(tǒng)[10]。

2.4.3建筑雨水利用與中水回收

在海綿城市的建設(shè)中，設(shè)計(jì)和建筑改進(jìn)的主要方法是促進(jìn)綠色屋頂，可吸收停車場(chǎng)，雨水的收集和利用以及建筑物用水的普及[11]。

3 海綿城市建設(shè)現(xiàn)況

3.1 目前所取得的成就

官方文件使用了城市海綿的概念，這意味著管理生態(tài)系統(tǒng)中雨水的概念和技術(shù)已從學(xué)術(shù)水平轉(zhuǎn)變?yōu)楣芾硭?，并在?shí)踐中得到積極推廣。在政府的各級(jí)重視下，海綿城市近年來已具有象征意義，海綿城市的建設(shè)不再是概念層次上，已經(jīng)建立了完整的工程系統(tǒng)。并明確系統(tǒng)組成指標(biāo)和界限，更好的系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)方法以及一致的機(jī)構(gòu)機(jī)制[12]。

海綿城市建設(shè)包含許多專業(yè)內(nèi)容。在國(guó)家政策，資金和支持（包括第一和第二次城市海綿建設(shè)試點(diǎn)）的推動(dòng)下，海綿城市的建設(shè)取得了巨大成果：自全國(guó)30個(gè)試點(diǎn)城市以來，S市就啟動(dòng)了該項(xiàng)目。試點(diǎn)截至2016年第三季度，已完成城市海綿建設(shè)的要求為117.95個(gè)，試點(diǎn)城市已完成的項(xiàng)目為480個(gè)，還有1052個(gè)在建項(xiàng)目，累計(jì)投資。但是同時(shí)，也存在問題和沖突，例如不同的看法，誤解，甚至對(duì)建設(shè)海綿城市的懷疑。有些人對(duì)海綿城市的內(nèi)涵與體系之間的復(fù)雜關(guān)系缺乏清晰的了解，對(duì)海綿城市建設(shè)的評(píng)估難以長(zhǎng)期進(jìn)行，有些則是由于職業(yè)之間的沖突。不同或其他原因[13]。

3.2 建設(shè)發(fā)展過程中存在的問題

對(duì)于建設(shè)海綿城市的困難和誤解，北京大學(xué)建筑大學(xué)的吳武教授認(rèn)為，這是由于缺乏科學(xué)認(rèn)識(shí)，對(duì)城市建設(shè)的內(nèi)涵與體系之間的復(fù)雜關(guān)系缺乏清晰的認(rèn)識(shí)。海綿具體的困難和誤解如下。

（1）僅了解海綿城市的相關(guān)知識(shí)還不夠。一些試點(diǎn)城市對(duì)建設(shè)海綿城市的難度還沒有足夠了解，通常來說，成功的城市試點(diǎn)地區(qū)通常包括該地區(qū)的建設(shè)和改善通常涉及數(shù)百個(gè)改善和新項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和績(jī)效評(píng)估，而不僅僅是大型和短周期項(xiàng)目。而且還要選擇和正確組合各種灰色和綠色基礎(chǔ)設(shè)施，包括綜合河流管理，湖泊和流域，總體運(yùn)營(yíng)規(guī)劃開發(fā)全面而有序的科學(xué)設(shè)計(jì)和科學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)是一項(xiàng)極其困難和緊迫的任務(wù)。此外，各個(gè)地區(qū)也面臨建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)[14]。

（2）海綿城市的關(guān)系尚不清楚。從一些試點(diǎn)城市的運(yùn)行計(jì)劃和最新工作進(jìn)展來看，存在一些基本概念和關(guān)系，例如海綿城市的含義，低影響雨水系統(tǒng)的開發(fā)以及防洪和排水。整個(gè)徑流和污染控制是模糊的，另一方面，低影響發(fā)展措施不容忍的應(yīng)用功能和范圍已被忽略或夸大。排水，防洪和城市海綿之間的關(guān)系需要澄清[15]。

（3）單面理解和嚴(yán)格操作便捷功能，控制目標(biāo)和指標(biāo)，海綿城市關(guān)注目標(biāo)和新的突破性控制指標(biāo)，“滲透，停滯，存儲(chǔ)，互聯(lián)網(wǎng)使用和排水”是海綿城市建設(shè)的多目標(biāo)，多渠道定制[16]。但從一些城市的實(shí)施方案看，存在理解僵化、認(rèn)識(shí)不清的問題，進(jìn)而影響實(shí)施方案的合理性[17]。

（4）PPP模式如何適應(yīng)城市海綿建設(shè)，使用和維護(hù)的特點(diǎn)和規(guī)范，PPP模式不是一個(gè)簡(jiǎn)單的財(cái)務(wù)渠道，也不應(yīng)該成為地方政府承擔(dān)責(zé)任和承擔(dān)財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)的一種方式。海綿城市建設(shè)的PPP模式必須取決于各種海綿城市項(xiàng)目的性質(zhì)以及熱鍵的不同條件和優(yōu)勢(shì)。救援組織正在探索建設(shè)/運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段造勢(shì)，通過持續(xù)的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)[18]。

4 結(jié)語(yǔ)

充分利用海綿城市的理念來創(chuàng)建現(xiàn)代化城市，對(duì)控制地表徑流和填充地下水具有巨大的作用。而且只會(huì)創(chuàng)造更好的環(huán)境。

近年來，政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)，教育機(jī)構(gòu)和工程行業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到單一的碳排放模式，高污染源和大量的雨水排放是不可持續(xù)的。建設(shè)欠發(fā)達(dá)的雨水系統(tǒng)這已經(jīng)成為必需。但是，城市海綿仍在發(fā)展中，相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則的制定，例如一套用于城市海綿建設(shè)的技術(shù)手冊(cè)，是一個(gè)良好的開始。但是仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需深入地研究。

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收稿日期：2019-09-25

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào);41472328）

作者簡(jiǎn)介：李鏡（1993-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樗h(huán)境治理。

通訊作者：任伯幟（1967-），男，教授，博士，研究方向?yàn)榻o水排水工程系統(tǒng)優(yōu)化、污水與雨水資源化技術(shù)與理論。