魯 群 程 偉 高 潔

（文華學(xué)院城市建設(shè)工程學(xué)部 湖北·武漢 430074）

0 前言

我國(guó)的水資源總量較為豐富，但人均水資源占有量卻只有世界平均水平的四分之一。在快速的工業(yè)化進(jìn)程中，用水量增長(zhǎng)迅速，但污水處理的能力未及時(shí)跟上；大規(guī)模的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，不透水地面面積增加，帶來雨水徑流量的擴(kuò)大，但城市排水系統(tǒng)的建設(shè)速度卻相對(duì)滯后；城市的過度開發(fā)改變了原有的水生態(tài)環(huán)境和水文學(xué)特征，城市面源污染的問題逐漸凸顯。所以，充分利用城市第三空間，進(jìn)行海綿化建設(shè)，在改善水生態(tài)，減輕水環(huán)境污染，節(jié)約水資源，科學(xué)地解決水安全等方面，將發(fā)揮重大的作用。

1 城鎮(zhèn)化帶來的水問題

1.1 水生態(tài)惡化

伴隨著我國(guó)的城市化進(jìn)程，大量湖泊、水系面積逐步減少，原有的自然水環(huán)境又被超標(biāo)排放的工業(yè)污水、生活污水破壞，直接造成動(dòng)植物種類和數(shù)量大量減少，生物多樣性受到影響，生物鏈遭到破壞，種群穩(wěn)定性也隨之降低。此外，水體的自凈能力減弱，水環(huán)境容量降低，也是水生態(tài)環(huán)境惡化，人工修復(fù)強(qiáng)度不夠的結(jié)果。武漢市作為著名的“百湖之市”，也同樣面臨湖泊數(shù)量及水域面積減少、湖泊生態(tài)環(huán)境惡化的困擾。

1.2 水環(huán)境污染

隨著城市點(diǎn)源污染控制的不斷完善，大氣污染、城市面源污染已成為危害我國(guó)城市水體的重要污染源之一。大氣污染和城市地面污染也是雨水中污染物的主要貢獻(xiàn)者，且硬化路面又導(dǎo)致了城市降雨地表徑流量的增加。初期雨水裹挾著大氣、地表的污染物及沉積在排水管網(wǎng)中的污染物，未經(jīng)任何處理，短時(shí)間內(nèi)排入河流、湖泊等水體，都對(duì)水體造成了嚴(yán)重的污染。地表徑流污染物也是導(dǎo)致湖泊水質(zhì)惡化和富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。湖泊的大面積污染、自凈能力弱和治理力度不夠都是武漢市面臨的主要的水環(huán)境問題。

武漢市“優(yōu)于水也憂于水”，人們?cè)谙硎苤S富水資源的同時(shí)，也被一些水環(huán)境污染問題所困擾，主要體現(xiàn)在：污水處理排放體系建設(shè)與管理的滯后、城市面源污染導(dǎo)致河流湖泊污染等方面。因此，水環(huán)境問題在未來一個(gè)實(shí)際將是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的問題。

1.3 水資源短缺

我國(guó)屬于典型的水資源短缺的國(guó)家，雖然水資源總量約為2.8 萬(wàn)億m3，居世界第6 位，但人均占有量卻不足2200m3，只有世界人均水資源占有量的1/4，在世界上的排名在100 位以后。此外，我國(guó)的水資源還存在十分嚴(yán)重的地區(qū)分布不均勻性，東南多西北少，相差懸殊是我國(guó)水資源分布的趨勢(shì)；時(shí)間分布也不均，夏秋多、冬春少。水資源需求量快速增加，水資源供需矛盾顯得尤為突出，嚴(yán)重影響了我國(guó)工業(yè)化和城市化快速推進(jìn)的進(jìn)程。

武漢市市域內(nèi)河湖水系水文條件的變化以及人類劇烈活動(dòng)的干擾對(duì)河湖水系空間格局也產(chǎn)生了不同程度破壞，雖然武漢市水資源總量比較豐富，但依然存在水資源時(shí)空分布不均，供水工程不足等問題，并且逐漸呈現(xiàn)出城市空間向背江腹地拓展的同時(shí)，水源地卻向長(zhǎng)江和漢江集中的趨勢(shì)；這也導(dǎo)致供水距離逐步增長(zhǎng)、供水成本顯著增加、供水安全及穩(wěn)定性不斷降低以及水資源優(yōu)勢(shì)逐漸下降成為不爭(zhēng)的事實(shí)。

1.4 水安全缺乏

我國(guó)許多的大中型城市在近幾年相繼發(fā)生了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇事件，越來越頻繁的“市內(nèi)看海、廣場(chǎng)泛舟”現(xiàn)象引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。城市內(nèi)澇導(dǎo)致主要交通干道癱瘓，使人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重的威脅，社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

2 武漢市海綿城市建設(shè)

根據(jù)《財(cái)政部住房城鄉(xiāng)建設(shè)部水利部關(guān)于開展中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》，2015 年1 月，三部聯(lián)合啟動(dòng)了海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市的申報(bào)、評(píng)審工作，經(jīng)過前期各項(xiàng)充分準(zhǔn)備，經(jīng)過激烈的全國(guó)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)審階段，同年4 月，財(cái)政部住房城鄉(xiāng)建設(shè)部水利部聯(lián)合公布了全國(guó)海綿城市建設(shè)16 個(gè)試點(diǎn)城市的名單。武漢也成為全國(guó)首批入選海綿城市建設(shè)的試點(diǎn)城市之一。

2.1 武漢市海綿城市建設(shè)總體思路

為緩解城市內(nèi)澇、降低水環(huán)境污染和解決水安全問題，根據(jù)習(xí)近平總書記關(guān)于建設(shè)海綿城市的相關(guān)要求，積極推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作，2016 年10 月，武漢市編制完成了《武漢市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》并獲得武漢市政府的批復(fù)，這也標(biāo)志著武漢市海綿城市建設(shè)的頂層框架已經(jīng)確定。該規(guī)劃提出了以示范區(qū)海綿城市建設(shè)為起點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)，探索模式，在全市范圍內(nèi)推進(jìn)海綿城市規(guī)劃建設(shè)工作。至2020 年，在武漢市20%的建成區(qū)實(shí)施海綿城市建設(shè)，達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)要求；至2030 年，在武漢市80%的建成區(qū)進(jìn)行海綿城市建設(shè)，達(dá)到海綿城市建設(shè)規(guī)劃的總體目標(biāo)要求。

2.2 武漢市海綿城市建設(shè)目標(biāo)

以生態(tài)文明建設(shè)為核心，以理念機(jī)制創(chuàng)新為先導(dǎo)，以示范區(qū)建設(shè)為抓手，實(shí)施“五個(gè)一”工程，即建成一批海綿試點(diǎn)項(xiàng)目；探索一條適應(yīng)國(guó)家新的要求、符合武漢發(fā)展需要的城市建設(shè)新路；建立一套完善的、統(tǒng)籌指導(dǎo)城市建設(shè)和管理的體制機(jī)制；搭建一個(gè)集城市規(guī)劃、排水、園林、道路交通于一體的科學(xué)管理平臺(tái)；形成一套科學(xué)合理的城市建設(shè)技術(shù)指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上，海綿城市建設(shè)需要實(shí)現(xiàn)三大目標(biāo)。

（1）年徑流總量控制率?！逗＞d城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）》將我國(guó)大陸地區(qū)大致分為五個(gè)區(qū)，武漢市位于Ⅳ區(qū)，年徑流總量控制率范圍為70%～85%。武漢市年徑流總量控制率取值不低于70%，有條件的地區(qū)適當(dāng)提高。

（2）排水防澇標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)住建部2016 年頒布的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006)和《武漢市中心城區(qū)排水防澇專項(xiàng)規(guī)劃》（2012～2030），武漢市作為特大城市，中心城區(qū)需有效應(yīng)對(duì)不低于50 年一遇暴雨，重點(diǎn)地區(qū)達(dá)到百年一遇。作為“海綿城市”建設(shè)試點(diǎn)城市之一，武漢市將會(huì)在區(qū)域排水防澇建設(shè)方面迎來一個(gè)巨大契機(jī)，根據(jù)武漢海綿城市建設(shè)目標(biāo)的規(guī)劃，至2017 年末試點(diǎn)期止，區(qū)域可有效應(yīng)對(duì)20 年一遇暴雨。

（3）城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。武漢市海綿城市建設(shè)的防洪標(biāo)準(zhǔn)需達(dá)到抵御1954 年型洪水（相當(dāng)于30 天洪量200 年一遇的標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)〔1985〕79 號(hào)文轉(zhuǎn)批的長(zhǎng)江防御特大洪水方案中規(guī)定：遇到1954 年同樣嚴(yán)重的洪水，要確保重點(diǎn)地方安全，按漢口武漢關(guān)水位29.73m（吳淞）控制，超額洪水，運(yùn)用杜家臺(tái)、武湖、張家渡、白潭湖、西涼湖和東西湖分蓄洪，共分蓄洪水68 億m3。

3 海綿化技術(shù)措施

3.1 海綿化技術(shù)設(shè)施

海綿技術(shù)設(shè)施按主要功能一般可分為滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸、截污凈化等幾類。通過各類技術(shù)設(shè)施的組合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)年徑流總量控制率、面源污染削減、徑流峰值系數(shù)、雨水資源化利用率等多項(xiàng)目標(biāo)的控制。各類海綿技術(shù)又包含若干不同形式的海綿技術(shù)設(shè)施，主要有綠色屋頂、透水鋪裝、生物滯留設(shè)施、下凹式綠地、植草溝、滲管/渠、滲井、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、雨水濕地、蓄水池、調(diào)節(jié)池、濕塘、滲透塘、調(diào)節(jié)塘等。

3.2 海綿化技術(shù)設(shè)施的選用

首先，武漢市作為典型的豐水城市，地下水位較高且土壤粘性較高，雨水下滲比較困難；其次，武漢市面源污染較為嚴(yán)重，直接排放的雨水對(duì)水體污染較嚴(yán)重。所以，武漢市海綿城市建設(shè)主要功能定位應(yīng)以削峰調(diào)蓄、降低面源污染為核心。武漢市宜采用的低影響開發(fā)設(shè)施有初期雨水棄流設(shè)施、透水鋪裝、綠色屋頂、立體綠化、下凹式綠地、蓄水池、雨水桶、植草溝、生物滯留設(shè)施等；以滲透功能為主的滲透塘、滲井等措施則不宜采用；在用地較為緊張的建筑與小區(qū)、道路等區(qū)域，不宜采用雨水濕地、濕塘等占地面積較大的設(shè)施。

3.3 海綿化改造設(shè)計(jì)方案

以一所學(xué)校為例：根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)在的現(xiàn)狀建筑類型及分布、地理地貌，將學(xué)校下墊面劃分為公共建筑、居住小區(qū)（教職工公寓、學(xué)生宿舍）、道路、廣場(chǎng)、調(diào)蓄水體等五類。

（1）公共建筑：校方意見，為避免對(duì)建筑內(nèi)的學(xué)生及教職工的學(xué)習(xí)及工作產(chǎn)生影響，以及后期的管理及維護(hù)，不考慮綠色屋頂?shù)暮＞d設(shè)施建設(shè)，考慮將屋面雨水經(jīng)棄流后導(dǎo)入雨水桶進(jìn)行收集利用。

（2）居住小區(qū)：近些年教師公寓小區(qū)可改造條件較好，一般能進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的海綿化建設(shè)，綜合考慮設(shè)施組合的選擇及用地豎向，布置下凹式綠地、生物滯留設(shè)施等措施，利用景觀綠地及水體滯留雨水，凈化回用，道路及場(chǎng)地等采用透水鋪裝，利用植草溝、下沉式綠地等對(duì)徑流雨水進(jìn)行收集、調(diào)蓄。老舊小區(qū)的海綿建設(shè)改造難度較大，可結(jié)合小區(qū)綠地和景觀水體設(shè)計(jì)增加生物滯留設(shè)施、滲井、濕塘和雨水濕地等。因空間限制不能滿足控制目標(biāo)的情況下，可將徑流雨水通過城市雨水管渠系統(tǒng)引入周邊城市綠地及廣場(chǎng)內(nèi)的低影響開發(fā)設(shè)施。

（3）道路和廣場(chǎng)：在一些道路、廣場(chǎng)等其他硬化地面的雨水，可采用滲透鋪裝對(duì)表面進(jìn)行硬化，讓雨水下滲，削減面源污染超標(biāo)準(zhǔn)雨水。在雨水口可設(shè)置截污掛籃、旋流沉沙等設(shè)施截留污染物。經(jīng)處理后的雨水一部分可下滲或排入雨水管。

（4）調(diào)蓄水體：海綿化改造范圍內(nèi)存在云水湖為大型調(diào)蓄水體，其西側(cè)為大片雨水濕地，可以作為末端調(diào)蓄水體。如圖1 所示。

4 海綿化建設(shè)方案成效評(píng)估

4.1 海綿化改造評(píng)估內(nèi)容

海綿化改造效果需進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的主要內(nèi)容包括：年徑流總量控制目標(biāo)評(píng)估、面源污染控制目標(biāo)評(píng)估、峰值徑流控制目標(biāo)評(píng)估、可滲透硬化地面占比等。

4.2 海綿化改造目標(biāo)（見表2）

5 結(jié)語(yǔ)

海綿城市建設(shè)需推動(dòng)治水思路戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，把握“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的基本思路，將傳統(tǒng)的“快收快排，集中終端控制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤奥啪忈?，分散源頭控制”，先充分利用城市第三空間，采用場(chǎng)地源頭一些滲透設(shè)施對(duì)地表徑流進(jìn)行促滲減排，盡可能將徑流雨水予以調(diào)蓄凈化和回收利用，最后實(shí)現(xiàn)安全有序排放。

圖1

表2 建設(shè)項(xiàng)目海綿城市目標(biāo)取值計(jì)算表