楊棉濤

（中恩工程技術有限公司，廣東廣州 510000）

人類文明的發(fā)展、社會的進步，都與水息息相關。城市給排水系統(tǒng)在城市的建設和發(fā)展過程中起到至關重要的作用。

早期的城市排水為“助導流，快排式”排水模式，普遍認為雨水應盡快向城市外，匯集至河流中，避免產(chǎn)生城市內(nèi)澇，但隨著城市人口的快速增長，土地開發(fā)強度越來越大，山體、綠地、水體等自然環(huán)境面積驟減，人類高強度的活動極大地改變了城市下墊面的結構和形式，導致部分透水性下墊面被硬化路面所代替，加大了市政排水管網(wǎng)的負擔[1]。因此，亟待探索一種人類與自然和諧共處的城市發(fā)展模式。

文章介紹了海綿城市理念在市政工程中應用的必要性，通過分析我國海綿城市建設過程中的不足，簡要探討海綿城市建設要點，展望未來海綿城市發(fā)展。

1 海綿城市概述

海綿城市是城市覆蓋率上升背景下的雨洪管理所提出的新概念，是指城市在面對復雜多變的自然環(huán)境時能夠像“海綿”一樣具有“彈性”，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術手段對雨水統(tǒng)籌管控，實現(xiàn)城市水文良性循環(huán)，有效應對自然洪澇災害，保證城市的正常運轉。

1.1 廣義角度

海綿城市將山、水、林、田、湖等自然生態(tài)與城市設計相協(xié)調(diào)，在城市發(fā)展過程中最大限度保留或模擬現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境，以減少對水環(huán)境的破壞，從而實現(xiàn)城市開發(fā)后的水文特征與開發(fā)前相似的目標[2]。

低影響開發(fā)水文原理如圖1所示。

圖1 低影響開發(fā)水文原理

1.2 狹義角度

海綿城市指分散的、小規(guī)模、低影響的開發(fā)方式?，F(xiàn)階段海綿城市常用的低影響開發(fā)方式主要有下沉綠地、雨水花園、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水調(diào)蓄池等，其共有特征表現(xiàn)為“通過人為或自然的豎向控制，使自然降水優(yōu)先以徑流的形式匯集到低影響城市設施，利用土壤、植物、微生物或新型材料的滯留凈化作用”，以結合式的設計手段滿足城市空間設計的同時，實現(xiàn)對雨水徑流總量、雨水徑流污染進行控制的目的。

雨水徑流原理如圖2所示。

圖2 雨水徑流原理

2 海綿城市建設的必要性

2.1 有利于提高自然災害抵抗能力

隨著我國科技的不斷發(fā)展，大氣監(jiān)測單位已經(jīng)能夠較為準確地預測天氣情況，在此基礎上結合海綿城市理念，充分發(fā)揮大、中、小海綿的能力，將極大地提高城市對自然災害的抵抗能力。在暴雨來臨前，一方面可對內(nèi)河涌等自然水體采取預降水位等措施，提高水體受納容積；另一方面可沿雨水徑流源頭設置低影響開發(fā)設施，實現(xiàn)雨水徑流控制，進而削減自然降水峰值，降低市政排水管網(wǎng)的壓力，提高對突發(fā)水情的抵抗能力。

2.2 有利于緩解水資源的短缺

我國地域遼闊、經(jīng)緯度跨度大，水資源在時間和空間的分布并不均勻，呈現(xiàn)南多北少的局勢，部分城市存在供水不足現(xiàn)象[3]。海綿城市理念可以有效緩解城市水資源的短缺問題。例如在城市道路運營管理過程中，通常需要定期對城市道路及綠化帶進行灑水養(yǎng)護，但由于降雨在時間和空間上具有不確定性，不僅無法滿足日常養(yǎng)護需求，而且大部分雨水經(jīng)市政管網(wǎng)外排進入河道，造成了水資源的浪費。如果在城市道路建設過程中能夠引入海綿城市概念，充分利用低影響開發(fā)設施的滯水和凈水能力，在降雨期間留住部分雨水，將雨水進行有效處理后可作為城市道路及綠化帶的養(yǎng)護用水，既實現(xiàn)了水資源的高效利用，又能緩解我國水資源短缺問題。

2.3 有利于黑臭水體的整治

城市道路作為城市空間不可或缺的一部分，由于車行道多為大面積硬化路面，主要作為城市雨水徑流產(chǎn)生和排放的重要場所，而在城市生產(chǎn)運轉過程中，不可避免會有污染物滯留于硬化路面，降雨期間大量自然降水沖刷路面形成污染物濃度較高的表層徑流，這種初期的表層徑流通過地表導流進入市政排水管網(wǎng)，最終排入水體，加重了水體的污染，與我國的治水理念背道而馳[4]。

在城鎮(zhèn)化過程中，若能有效融入海綿城市理念，在城市道路建設期間通過豎向控制使初期雨水優(yōu)先進入下沉綠地等低影響開發(fā)設施，利用土壤、植物或新型材料的截留作用，對初期雨水進行“過濾”，吸附大部分污染物，實現(xiàn)雨水凈排，有利于黑臭水體的整治。

3 現(xiàn)行海綿城市問題分析

3.1 運維養(yǎng)護力度有待增強

目前，部分地區(qū)已開始試行海綿城市建設，但收效甚微，運維養(yǎng)護力度有待提高。

海綿城市建設作為一個龐大且復雜的生態(tài)系統(tǒng)，各類設施的運營管理極其復雜。海綿城市建設涉及城建、水務、園林、環(huán)保等多個部門，由于各部門的職責不同，行使職權的范圍、力度、依據(jù)也存在差別，在分工和協(xié)作上較難協(xié)調(diào)[5]。由于部分低影響開發(fā)設施是利用植物、土壤、級配料、新型材料等載體的孔隙率對污染物實現(xiàn)截留，如果在城市運行過程中對此類設施無法及時養(yǎng)護，勢必會造成孔隙堵塞，失去截留污染物的能力，造成排水不暢，誘發(fā)其他水情[6]。

3.2 大坡度道路海綿做法有待商榷

城市道路橫斷面主要由機動車道、非機動車道、人行道、綠化帶等部分組成，常規(guī)的海綿型道路建設方式為沿道路兩側綠化帶設置下沉綠地等低影響開發(fā)設施，并間隔適當距離設置開孔路緣石，利用車行道“中間高，兩邊低”的特性對自然降水完成導流，并以地表徑流的形式通過開孔路緣石進入綠化帶內(nèi)的低影響開發(fā)設施，從而實現(xiàn)雨水的徑流控制。但對于縱坡較大的市政道路，由于雨水縱向徑流能力遠大于橫向徑流能力，開口路緣石收水能力大幅降低，大量雨水集中沿道路縱坡徑流，導致下游收水壓力過大，低點位易形成內(nèi)澇。

4 海綿城市建設要點探討

4.1 善用規(guī)劃、尊重自然

城市規(guī)劃作為城市建設活動的主要抓手，應以發(fā)展的眼光看待海綿城市建設，制定科學合理的海綿城市目標和建設指標，指導和規(guī)范海綿城市建設活動。

城市規(guī)劃建設過程中，應從實際出發(fā)，認清城市發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)城市的區(qū)位條件、自然地貌、水文特征、社會經(jīng)濟、水生態(tài)、水環(huán)境、水安全、水資源等基礎條件，按城市水系流域劃分匯水區(qū)域，通過搭建模型評估城市雨水徑流總量控制能力、管網(wǎng)排水能力、區(qū)域內(nèi)澇風險、流域污染排放等，確保海綿城市建設的可達性。

辨識各匯水分區(qū)的主要問題，從源頭控制、水環(huán)境綜合整治、排水防澇、水資源利用等多角度因地制宜提出應對策略。對于新建片區(qū)，重點以雨污分流、雨水徑流控制、污染削減、再生水回用等作為發(fā)展目標，通過構建低影響開發(fā)設施落實年徑流總量控制率、年徑流污染削減率、雨水回用率等海綿指標。對于老舊片區(qū)，更多從水環(huán)境、水安全角度出發(fā)，以解決城市內(nèi)澇、水體黑臭等問題為導向，結合各排水分區(qū)的灰色設施建設及運維情況，綜合開展“控源截污”“洗井”“洗管”等排水改造工程，著力整治城市生態(tài)水體、降低河涌水位，挖掘海綿城市建設條件，才能更好地表現(xiàn)海綿城市建設成效。

海綿城市建設是一個長期的過程，需要建立完善的海綿城市保障體系。在管理上，建議完善相應的法律法規(guī)，在各部門之間協(xié)調(diào)海綿城市建設工作。在組織上，成立海綿城市辦事小組，負責海綿城市建設的總體部署、重要規(guī)劃、重要決策及工作安排，協(xié)調(diào)解決重點難點問題，督促落實海綿城市建設。在技術上，加強海綿城市建設的全過程管控，對立項審查、初步設計審查、施工圖設計審查以及竣工驗收審查執(zhí)行全過程跟蹤。在運維上，形成成熟穩(wěn)定的運維長效機制，定期對已建的海綿設施開展養(yǎng)護工作，確保海綿設施功能穩(wěn)定運行。

4.2 藍、綠、灰結合，生態(tài)優(yōu)先

藍色設施指河道、水庫、人工湖等生態(tài)水體；綠色設施指透水鋪裝、下沉式綠地等具有雨水徑流控制、污染削減的基礎設施；灰色設施指雨水管渠、調(diào)蓄池等排水設施。在城市化建設過程中應遵循“藍、綠、灰結合，生態(tài)優(yōu)先”的原則，將自然途徑與人工措施相結合，重點考慮先綠色、后灰色，先下滲、后排放，景觀與功能并行，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。

以城市公園為例，公園作為綠化用地比例較高的建設用地類型，在海綿城市建設過程中具有天然優(yōu)勢。一方面，可結合公園現(xiàn)有的豎向規(guī)劃合理調(diào)整地形，優(yōu)化公園場地布置，在具備一定規(guī)模的綠地中分區(qū)、分散設置下沉綠地、雨水花園等低影響開發(fā)設施，形成較為穩(wěn)定的雨水滯留空間；另一方面，在植物配置上，可通過增強闊葉樹種、灌木及地被的種植，利用植被冠層減緩雨水徑流速度，增加雨水滲透時間。此外，在“條件充分”的前提下可構建河道、人工湖等生態(tài)水體，通過設置合理的景觀水位、防洪水位及溢流口，在滿足公園的景觀需求的同時，最大幅度提升公園的調(diào)蓄能力。

5 結語

目前，“重發(fā)展輕生態(tài)”“重末端輕源頭”“重單個項目輕系統(tǒng)治理”的粗放型城市發(fā)展模式難以為繼，以排為主的傳統(tǒng)理念必然逐步邁向海綿城市發(fā)展模式，但這一轉變過程并非一蹴而就，自2015年4月以來，我國先后公布兩批在中央財政支持下的海綿城市建設試點城市，重點是解決城市建設中的水環(huán)境、水生態(tài)以及內(nèi)澇問題[7]，在這一探索過程中取得了豐厚的經(jīng)驗，海綿城市理念逐步發(fā)展成熟，設計結構逐漸穩(wěn)定。

海綿城市是綜合水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水安全等多維度的城市發(fā)展模式，是建立人和自然環(huán)境和諧共處的城市新格局，是未來建設美麗中國的有效途徑。