北方寒冷干旱地區“海綿城市”的探索
——以白城市海綿城市實踐為例

張莉媛　徐海林

（白城市生態新區建設領導小組辦公室吉林白城137000）

北方寒冷干旱地區“海綿城市”的探索
——以白城市海綿城市實踐為例

張莉媛徐海林

（白城市生態新區建設領導小組辦公室吉林白城137000）

本文以北方寒冷干旱地區為實例，在分析北方地區典型的白城地區地理條件等因素基礎上，就如何建設海綿城市進行研究和探討。

海綿城市；城鎮建設；白城

1　綜述

生態平衡是城市化進展中最易打破的一種平衡，且不可逆，保持生態平衡，尤其是“海綿城市”理念的提出是對水生態平衡一方面的重要詮釋。白城地區是中國具有代表性的北方寒冷干旱地區，如何解讀國家提出的“海綿城市”這一概念需要從白城地區的水文，氣候，地質等方面的生態平衡入手，探索出一種適合北方城市的模式是擺在學界面前的重要課題。

2　白城地區原始生態環境狀況

氣候：白城市位于吉林省西北部，地處北緯45度，位于大興安嶺南麓松嫩平原西部，科爾沁草原東部，屬于高寒地區。四季氣候特點為春季季風強勁、夏季降雨集中、秋季光照充足、冬季高寒低溫。綜合氣候情況，海綿城市建設的影響因素主要是：風能豐富，降雨量少且不均（全區多年平均降雨量為410mm），光照充足，寒冷低溫。要有針對性的打造海綿城市，必然要考慮這四個不可或缺的因素。

地理：白城地區位于洮兒河沖積扇上，主要含水層為第四系潛水含水層，巖性為上更新統至全新統厚層礫石、砂礫石，含水層厚10m～40m，地下水水位埋深3m～10m之間。含水層透水性好，滲透系數一般100 m/d～200m/d，富水性強，且區域內伴有水庫及洮兒河灌渠進行區域補給。優越的濕地、湖泊與候鳥棲息地等資源將為海綿城市建設奠定堅實的基礎條件。白城市濕地內各種鳥類長期在此定居，印證了白城市的生態環境本身良好，白城市海綿城市的建設，將把濕地的特色打造在城市里，讓濕地走入城市，城市擁抱濕地，把城市和濕地資源融為一體，這是也最大的一個海綿特色。同時，白城市市區改造區域和周邊的大片流域濕地均有海綿體的功能。所以，白城市建設海綿城市，能夠真正實現海綿城市的示范性，為吉林省乃至全國“海綿城市”建設模式積累豐富的經驗。

3　適合白城地區創新型“海綿城市”建設的探索

3.1強透水鋪裝的探索

稱之為強透水鋪裝，是因為白城地區的地質地層比較特殊，表層土層?。ò壮切聟^表層土厚度大概在0.5 m～1.5m），表層土下面是大量的砂礫層，此種地層透水性非常好，并且砂礫具有極強的過濾功能，在補給地下水時有著相當重要的意義。此外在建設透水鋪裝時所清理出來的表層土土質肥沃，可用作綠化種植，也是一種土壤資源的整合和利用。白城地區素有“八百里瀚?！钡拿雷u，濕地資源豐富，就是這種地質層帶給我們的福利，我們可以稱她為“天然海綿”。這是其他試點城市所不具備的天然強透水地質，其他試點城市大多是有著較為豐厚的地表土層，建設過程實施透水鋪裝勢必會受到深厚的地表土層的影響及阻隔，僅僅是做到表層透水。真正伸到土壤里的速度較慢，在雨量大的情況下使雨水存積慢慢下滲，或是預埋導排管進行導排保證鋪裝區域不積水，難以做到與地下的水氣交換。然而白城地區的這種透水鋪裝可加大其“天然海綿”的屬性，具有更強的透水性，讓硬質鋪裝區域不存在地表徑流，像一塊真正的海綿一樣吸水。

此外，透水鋪裝在寒冷的冬季是可以與地下的熱能進行某種方式的交換，通過地熱水氣進行交換。在夏天，長時間的日照輻射，使得不透水鋪裝表面溫度升高，因沒有散熱設施，需經常進行鋪裝地面灑水降溫作業，無形中也是對水資源的一種浪費；而這種強透水鋪裝可利用這種天然的地下水氣交換實行自身降溫，降低了城市的熱島效應，也為北方干燥的空氣進行加濕，改善干燥空氣的濕度，不失為一種天然的城市加濕器，這在北方干旱地區尤為重要。

3.2雨水收集的探索

白城地區屬于洮兒河沖積扇平原，表層土貧瘠，因此該地區的自然植物群落的特點便是大樹稀疏，分布較散，灌木較少，多為草原地被。表層腐殖土薄，同時降雨量小，僅能滿足數量較少的樹及大量矮草的生存。這種原生態的植物群落是由自然條件所決定的，是大自然的一種生態平衡。

在南方降雨量較多的城市，種植密林大樹，可以減少降雨的雨水下流速度，達到時間分流的作用，在白城地區這種做法不利于雨水的收集，因為一旦減少雨水到達地面的速度，勢必加強蒸發量的影響導致雨水蒸發流失，我們所需要做的是盡可能快的收集雨水縮短時間差。因此在城市種植方面，盡可能的用點綴景觀樹，非大面積的群植密植。這樣既能有利于最大限度的收集雨水，又能還原白城地區的自然植物景觀，代表著一方特色景觀，樹少而精。

城市化進程使得建筑物劇增，建筑屋頂面積增加，因此屋面雨水收集及利用非常重要。考慮到蒸發量的因素，白城地區主要采用的屋面快速收水系統，如虹吸排水系統。這樣可以充分收集可利用雨水。

如果說強透水鋪裝是補給地下水的重要途徑，那么下沉式綠地不僅肩負著補給地下水的任務，而且還肩負著地表徑流的雨水收集凈化作用。城市化的進程勢必存在建筑物及不透水的硬化鋪裝，這部分的地表徑流通過有組織排水排入相應的雨水花園，生物滯留帶，植草溝等下凹式綠地進行水質生物凈化及地下砂礫層物理過濾，然后在利用綠地雨水收集設施進行雨水收集，并建立區域儲水模塊進行雨水儲存終端模塊，該模塊也設置了水質凈化設備，確保收集的雨水水質達優，并利用先進的儲水模塊技術進行雨水儲存的水質保障。其中，儲水終端會在干旱的時間啟動澆灌模式，儲水與澆灌二合一。

區域儲水終端經過雨量計算，盡可能做到收集所有的地表徑流水，確保該區域的外排地表徑流幾乎為零，最大限度滿足該區域的地表徑流水的全收集及利用，當遇到異常降雨年份，如降雨量突然增大，儲水終端達到儲水極限值的時候，通過溢流口或入口分流器進行外排；當降雨量匱乏時，儲水終端便開啟市政給水供水模式，以確保植物澆灌用水量。