羅艷霞

（山西大學(xué)土木工程系， 山西 太原 030013）

我國幅員遼闊，南北氣候差異較大，南方地區(qū)的降雨量雖然遠(yuǎn)高于北方寒冷地區(qū)，出現(xiàn)暴雨洪澇的頻次也高于北方，但是統(tǒng)計數(shù)據(jù)體現(xiàn)出，北方出現(xiàn)災(zāi)害的幾率并不比南方低。1954—2005 年共有13 次城市暴雨洪澇，其中，北方地區(qū)出現(xiàn)7 次，包括華北平原5 次，東北平原2 次，而南方地區(qū)僅出現(xiàn)8 次【1】。

隨著海綿城市理念的不斷深入，海綿城市在概念和技術(shù)上相對成熟，但 “氣候適應(yīng)型城市”內(nèi)涵尚不明確，提出的行動方案和指標(biāo)缺乏針對性和系統(tǒng)性?！?】當(dāng)前對于寒冷地區(qū)海綿城市的研究大都集中在整體策略層面，如董雷等人研究了北方地區(qū)海綿城市建設(shè)的對策；【3】；石平等人研究了寒地城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃與海綿城市建設(shè)之間的關(guān)系【4】；即考慮到寒冷地區(qū)特點(diǎn)提出了海綿城市建設(shè)的大方向與大原則，缺少對于寒冷地區(qū)海綿城市建設(shè)的具體技術(shù)細(xì)節(jié)以及注意重點(diǎn)。

我國現(xiàn)有30 個海綿試點(diǎn)城市，從試點(diǎn)城市所在區(qū)域看，其中只有白城、大連屬于寒冷地區(qū)，有關(guān)北方寒冷地區(qū)海綿城市建設(shè)的研究也較少。而且因?yàn)槟戏脚c北方水文條件、地理氣候有著很大差異，南方城市中的一些措施和方法在北方寒冷地區(qū)使用時會出現(xiàn)各種問題，無法達(dá)到海綿城市LID 技術(shù)的效果。本文針對LID技術(shù)在寒冷地區(qū)建筑中的應(yīng)用策略進(jìn)行了探索。

1 海綿城市的概念及發(fā)展

1.1 概念

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。

1.2 發(fā)展

國內(nèi)

海綿城市在雨季將雨水蓄存，干旱時利用蓄存的雨水進(jìn)行綠化灌溉、道路澆灑等，使雨水資源化利用最大化，一方面解決了城市內(nèi)澇，另一方面緩解了干旱地區(qū)的水資源短缺，同時還能改善城市的生態(tài)環(huán)境。因此，我國從2013 年海綿城市理念的提出開始，投入大量資金，出臺一系列政策和規(guī)范（表一），大力支持和發(fā)展海綿城市，并進(jìn)行海綿城市試點(diǎn)建設(shè)，但根據(jù)許多試點(diǎn)城市的實(shí)際情況，還是很容易出現(xiàn)內(nèi)澇，2018 年30 個試點(diǎn)城市中仍有十多個城市出現(xiàn)不同程度的內(nèi)澇，海綿城市的研究任重而道遠(yuǎn)。

表一 中國海綿城市發(fā)展大事件

國外

國外對海綿城市的研究起步比較早，已經(jīng)取得了一定的研究經(jīng)驗(yàn)，提出了一系列雨洪管理方法。例如美國的“最佳管理實(shí)踐”、“低影響開發(fā)”、“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”，澳大利亞的水敏感城市設(shè)計，英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)，新西蘭的“低影響城市設(shè)計和開發(fā)”等城市雨洪管理體系。

2 海綿城市的建設(shè)途徑

主要有三方面：一是對城市原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)；二是生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)；三是低影響開發(fā)；對于新建住宅小區(qū)，應(yīng)采用低影響開發(fā)技術(shù)，按照對城市生態(tài)環(huán)境影響最低的開發(fā)建設(shè)理念，合理控制開發(fā)強(qiáng)度，控制小區(qū)不透水面積比例，最大限度地減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞，同時，根據(jù)需求適當(dāng)增加水域面積，促進(jìn)雨水的積存、滲透和凈化。

低影響開發(fā)（LowImpactDevelopment，LID）指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分布式措施維持場地開發(fā)前的水文特征。其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰時間等。LID 技術(shù)是一種全新的綠色雨洪管理體系，可以通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市水資源的良性循環(huán)，提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

3 寒冷地區(qū)LID 技術(shù)存在的問題及應(yīng)用策略

北方寒冷地區(qū)一年四季分明，春季和冬季干旱缺水，風(fēng)沙大，降雨主要集中在6~8 月份，屬季節(jié)性短時降雨，降雨量少、蒸發(fā)量大[5]；植被以落葉型喬灌木為主，蓄水能力較差、天然海綿體較少。而且由于干旱缺水，極大的影響人們的居住生活質(zhì)量，增加了因?yàn)槿彼畮淼囊幌盗匈M(fèi)用。海綿城市建設(shè)能夠有效的緩解寒冷地區(qū)的干旱缺水，通過采用低影響開發(fā)技術(shù)，對雨水進(jìn)行資源化綜合利用，充分發(fā)揮海綿工程的蓄水作用，補(bǔ)充地下水，在旱季時緩解城市用水，同時改善城市的生態(tài)環(huán)境，給人們創(chuàng)造一個生態(tài)宜居的居住環(huán)境，因此北方寒冷地區(qū)海綿城市建設(shè)主要考慮蓄、凈、用。

透水磚可以有效地提高雨水的入滲能力，回灌地下水，保護(hù)自然水循環(huán)。但是由于寒冷地區(qū)春季干旱風(fēng)沙大，透水磚容易堵塞，目前采用的方法主要是定期進(jìn)行清洗維護(hù)，但從長期看，定期清洗對減緩?fù)杆u透水系數(shù)的下降作用不大。透水磚的堵塞嚴(yán)重影響了雨水資源化利用效果，無法實(shí)現(xiàn)雨水的再循環(huán)，因此亟需進(jìn)一步加快研究透水磚的堵塞問題，提高透水磚的應(yīng)用范圍和區(qū)域。同時北方冬季氣候寒冷，透水磚反復(fù)凍融，在凍脹作用下容易受到破壞，影響正常的使用，因此寒冷地區(qū)透水磚應(yīng)選用抗凍性好的透水磚，如石材透水磚。

綠色屋頂通過在屋頂上種植綠色植物，蓄滯并過濾雨水，改善室外微氣候，在北方能夠起到很好的保溫隔熱作用。但是北方冬季氣候寒冷干燥，植物易缺水并受凍，因此綠色屋頂植物不僅要耐干旱還要耐寒。當(dāng)?shù)赝林参镆话隳軌蚝芎玫剡m應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颍状婊?，后期管理也方便。在選擇植物時，應(yīng)充分對當(dāng)?shù)氐闹参镞M(jìn)行調(diào)研，優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)刂参铩?/p>

寒冷地區(qū)冬季降雪，在設(shè)計中應(yīng)重視積雪的資源化利用，如道路及場地設(shè)計中充分考慮積雪的堆放空間，雨水管道的防凍脹破壞措施等等。

總之，寒冷地區(qū)低影響開發(fā)設(shè)施應(yīng)因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜宋摹⒌乩?、氣候等條件，選擇合適的低影響開發(fā)設(shè)施。