從中學(xué)地理視角淺談海綿城市建設(shè)

賀志康鄭友強謝愛軍

（1. 贛南師范學(xué)院附屬中學(xué)， 江西 贛州 341000； 2. 福州第三中學(xué)， 福建 福州 350003；3. 永新縣永安中學(xué)， 江西 吉安 343400）

從中學(xué)地理視角淺談海綿城市建設(shè)

賀志康1鄭友強2謝愛軍3

（1. 贛南師范學(xué)院附屬中學(xué)， 江西 贛州 341000； 2. 福州第三中學(xué)， 福建 福州 350003；3. 永新縣永安中學(xué)， 江西 吉安 343400）

海綿城市建設(shè)已成為社會熱點，國家正大力推進海綿城市建設(shè)。本文利用中學(xué)地理相關(guān)原理對海綿城市建設(shè)進行簡單分析，以期做到“學(xué)習(xí)對生活有用的地理”。

海綿城市；中學(xué)地理；城市內(nèi)澇；水循環(huán)

近年來，我國越來越多的城市出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害，一下雨，就排水不暢、路面積水，夏秋季節(jié)最為明顯，媒體經(jīng)常報道某個城市“一下雨就看海”，城市內(nèi)澇越來越嚴(yán)重。城市內(nèi)澇頻發(fā)除了與全球氣候變化有關(guān)之外，更與我國近年快速城市化緊密相連，如城市地面大量硬化、不透水面積的增加、城市建設(shè)的不合理規(guī)劃等。習(xí)總書記在2013年12月中央城鎮(zhèn)化工作會議中，提出“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。2014年11月，住房城鄉(xiāng)部發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》。2015年4月，海綿城市建設(shè)試點城市名單正式公布。國家對海綿城市建設(shè)的重視程度越來越高。

一、海綿城市

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］海綿城市的建設(shè)可以歸結(jié)為“滲、蓄、滯、凈、用、排”等六大要素。“滲”即雨水的滲透，“蓄”即雨水的蓄留，“滯”即延緩短時間內(nèi)形成的雨水徑流量，“凈”即雨水的凈化，“用”即雨水的利用，“排”即雨水的排放。海綿城市建設(shè)的核心為合理控制城市下墊面上的雨水徑流，使雨水就地消納和吸收利用。

二、海綿城市與中學(xué)地理

通過閱讀與海綿城市相關(guān)的報道和文獻資料，發(fā)現(xiàn)海綿城市建設(shè)與中學(xué)地理部分相關(guān)內(nèi)容緊密相連，可以從中學(xué)地理的視角去解讀海綿城市建設(shè)。

1.自然界的水循環(huán)

海洋表面的水受熱蒸發(fā)成水汽，水汽上升，一部分水汽直接在海洋上空成云致雨，降落回海洋，形成海上內(nèi)循環(huán)；還有一部分水汽在風(fēng)的作用下，被輸送到陸地上空，冷卻凝結(jié)，降落到陸地表面，這部分降水的其中一部分下滲到地下，形成地下徑流，還有一部分沿地面流動，形成地表徑流，兩種徑流最終回到海洋，完成海陸間大循環(huán)；降落到陸地上的雨水通過路面、水面蒸發(fā)和植物蒸騰形成水汽，水汽上升到陸地上空，冷卻凝結(jié)，降落回地面，形成陸地內(nèi)循環(huán)。水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)包括蒸發(fā)、降水、水汽輸送、下滲、植物蒸騰、地下徑流和地表徑流（見圖1）。水循環(huán)各個環(huán)節(jié)都或多或少受到人類活動的影響，其中受人類活動影響最大的環(huán)節(jié)為地表徑流。城市下雨后出現(xiàn)內(nèi)澇，主要為短時間內(nèi)降水量過多或者城市地面排水不暢。其中，每次降水量的多少基本上是自然因素控制，人類對降水量多少的控制難度較大，而人類活動主要影響的是城市地面水量，即地表徑流。陸地在未開發(fā)之前，降水能夠通過土壤下滲，湖泊、池塘等也能夠儲蓄雨水，城市出現(xiàn)內(nèi)澇的概率很小。城市的不合理開發(fā)建設(shè)阻斷了雨水循環(huán)，不透水屋面和地面不斷增加，下滲和地下徑流環(huán)節(jié)受阻，導(dǎo)致大部分雨水變成地表徑流，地表徑流大增，城市出現(xiàn)內(nèi)澇的風(fēng)險大增（見圖2）。海綿城市建設(shè)的主要途徑有：保護城市原有生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)；低影響開發(fā)。具體措施如建設(shè)透水路面、干井、滲透池、滲透塘、滲井，建設(shè)下沉式綠地、植被緩沖帶、植草溝等（見圖3），這些措施從水循環(huán)角度分析，主要是為了增加雨水下滲，讓雨水轉(zhuǎn)化為地下徑流，減少地表徑流，降低路面積水出現(xiàn)幾率。

圖1　水循環(huán)示意圖［2］

圖2　常規(guī)城市年徑流總量控制率概念示意圖［3］

圖3　海綿城市年徑流總量控制率概念示意圖［4］

2.我國降水和水資源的特點

我國降水的空間分布特點為自東南向西北遞減（見圖4）。季風(fēng)氣候顯著是我國氣候的主要特征之一，季風(fēng)氣候的降水季節(jié)變率大，容易出現(xiàn)旱澇災(zāi)害。加之東部及沿海部分地區(qū)還會受到臺風(fēng)的影響，夏秋季節(jié)容易出現(xiàn)高強度降水，城市易發(fā)內(nèi)澇。我國水資源時空分布不均，夏秋降水集中，大量雨水白白流失；冬春季降水少，容易出現(xiàn)干旱缺水。從空間上看，我國水資源南豐北缺，華北和西北地區(qū)缺水最為嚴(yán)重。我國是一個貧水國家，人均水資源僅為世界平均水平的1/4，缺水狀況十分普遍，全國670多個城市中，有一半以上存在不同程度的缺水現(xiàn)象，有110個城市嚴(yán)重缺水。［6］海綿城市的建設(shè)，除了為減少地表徑流、減輕城市內(nèi)澇外，還有一個更為重要的目的是增加水資源。通過各種“海綿體”，如綠色植被、池塘、蓄水池等截留雨水，以空間換降水時間的分布不均。通過回收利用雨水，減少自來水的需求，在一定程度上能夠緩解城市用水緊張問題。首批海綿城市建設(shè)試點城市分別為：河北遷安、吉林白城、江蘇鎮(zhèn)江、浙江嘉興、安徽池州、福建廈門、江西萍鄉(xiāng)、山東濟南、河南鶴壁、湖北武漢、湖南常德、廣西南寧、重慶、四川遂寧、貴州貴安新區(qū)和陜西西咸新區(qū)。16個試點城市都位于季風(fēng)區(qū)，都是季風(fēng)氣候。季風(fēng)氣候降水變率大，容易出現(xiàn)短時間內(nèi)高強度降水，易發(fā)生城市內(nèi)澇。通過選取這幾個城市進行海綿城市建設(shè)，先行試點，積累經(jīng)驗，然后再逐步向全國進行推廣。不管城市是否易發(fā)內(nèi)澇，建設(shè)生態(tài)化的海綿城市是大勢所趨。

圖4　中國降水空間分布圖［5］

3.城市化對地理環(huán)境的影響和自然地理環(huán)境的整體性

城市化對地理環(huán)境的影響包含眾多方面，其中最明顯的是土地利用方式的改變。隨著城市面積的不斷擴大，原有的土地利用方式發(fā)生改變，如湖泊、池塘、草地、農(nóng)田等變成房屋、水泥或柏油路面，大部分變成鋼筋水泥結(jié)構(gòu)。土地利用方式的改變會引發(fā)一系列問題。城市道路和生產(chǎn)生活設(shè)施會改變水循環(huán)。土壤被硬化，雨水下滲大減，地下徑流也因此減少，而地表徑流會大增，在排水不暢的條件下容易積水，出現(xiàn)內(nèi)澇。土壤、濕地、綠色植被等對水具有凈化的作用。現(xiàn)在地面被硬化，雨水不能下滲，濕地、綠色植被減少，對雨水的凈化作用減弱。雨水直接在地表流動，在這過程中會匯集大量污染物，使得水質(zhì)惡化。雨水本來能夠通過下滲補充地下水，而城市中雨水下滲受阻，引起城市地下水位下降，進而可能導(dǎo)致地面下沉。濕地對水具有調(diào)節(jié)作用，暴雨時，能夠截留雨水，減少路面的水量，平時還能提供水資源。海綿城市建設(shè)要求能夠最大限度保護原有的河流、湖泊等水生態(tài)敏感區(qū)，同時還需要預(yù)留足夠的林地、草地、濕地，對已經(jīng)破壞的水體和其他自然環(huán)境進行生態(tài)修復(fù)，進行低影響開發(fā)，盡量減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞。［7］通過這些相關(guān)措施，加大雨水的下滲量，同時利用濕地等截留雨水，以便平時使用。由大氣、水、巖石、生物、土壤等地理要素組成的自然地理環(huán)境具有整體性，各地理要素間相互滲透、制約和聯(lián)系，某個要素變化會“牽一發(fā)而動全身”。城市擴張過程改變了土地的利用方式，原有的植被或者濕地變成了“鋼筋水泥”或者數(shù)量減少，生物的棲息地發(fā)生改變，生物多樣性會減少，雨水的下滲也會減少，改變水循環(huán)，沒有綠色植被和濕地的調(diào)節(jié)作用，大氣質(zhì)量會下降，城市空氣的濕度會降低，會引發(fā)一系列的問題。海綿城市建設(shè)盡量保護城市原有的生態(tài)環(huán)境特征，最大限度減少對城市原有環(huán)境的破壞，對已破壞的環(huán)境進行生態(tài)修復(fù)，這考慮到地理環(huán)境的整體性。

4.生物在地理環(huán)境中的作用

生物對地理環(huán)境的作用，歸根結(jié)底是由于綠色植物能夠進行光合作用，綠色植物具有凈化大氣的作用，植樹種草可以調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、改善生態(tài)條件。［8］不同植被覆蓋率的地面的地上徑流截然不同。良好的植被覆蓋只有2%的水轉(zhuǎn)化為地表徑流，剩下的98%都被植被和土壤截留或者通過它們下滲，變成地下徑流，裸露的地面仍有15%的水量被土壤截留或者下滲，水泥或者瀝青路面98%～100%的水直接變成地上徑流，基本上沒有下滲轉(zhuǎn)化為地下徑流（見圖5）。城市綠地具有吸煙除塵、過濾空氣、美化環(huán)境等作用，它能夠降低建筑區(qū)的氣溫，增大濕度，改善城市局部小氣候，緩解城市熱島效應(yīng)。城市綠地是建設(shè)海綿城市、構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的重要場地。［10］在進行海綿城市建設(shè)時，要確定綠地建設(shè)目標(biāo)，保證一定的綠地率，這就是在充分發(fā)揮綠地的滲透、調(diào)蓄和凈化功能。如在小區(qū)內(nèi)建設(shè)綠色屋頂、植草溝，在城市道路兩旁建設(shè)下沉式綠地、雨水花園、生物滯留帶，在城市廣場建設(shè)植被緩沖帶、植草溝等，這都是為了利用綠色植被能夠涵養(yǎng)水源的特性，加快道路雨水的滲透和排放，減少地表徑流，降低路面出現(xiàn)積水的幾率，同時路面雨水或從空中直接下落的雨水經(jīng)過綠色植被，水中的一些污染物能夠被其截留和吸收，進而起到凈化雨水的作用，降低地下徑流污染程度的作用。

圖5　各類地表的地上徑流［9］

三、總結(jié)

建設(shè)生態(tài)化的海綿城市，從中學(xué)地理視角看，通過各種措施，增加下滲，改變地表徑流和地下徑流，降低城市出現(xiàn)內(nèi)澇的風(fēng)險；補充城市土壤的水分，防止或減輕地下水位下降，進而防止地面下沉；利用蓄水池、雨水罐等儲水設(shè)施，以空間換降水時間分配不均，截留雨水然后再使用，緩解城市用水緊張狀況；通過建設(shè)下沉式綠地、植草溝、植被緩沖帶等城市綠地，充分發(fā)揮綠色植被涵養(yǎng)水源、凈化空氣和雨水、增加空氣濕度等作用，減輕城市熱島效應(yīng)；通過建設(shè)或者恢復(fù)各種濕地和城市綠地，恢復(fù)生物的棲息地，保護生物的多樣性。通過建設(shè)生態(tài)化的海綿城市，維持自然地理環(huán)境各要素的良性互動，實現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的目標(biāo)。

[1][3][4][7][10] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南：低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.

[2] 人民教育出版社,課程教材研究所,地理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書地理1必修[M].北京:人民教育出版社,2008.

[5][6] 人民教育出版社,課程教材研究所,地理課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書地理八年級上冊[M].北京:人民教育出版社,2012.

[8] 人民教育出版社,課程教材研究所,地理課程教材研究開發(fā)中心.全日制普通高級中學(xué)教科書（必修）地理（上）[M].北京:人民教育出版社,2003.

[9] GVL怡境國際.GVL告訴你什么是“海綿城市”?[EB/OL]. http://www.greenview.com.cn/newscontent. aspx?id=579.

（責(zé)任編校：方琦）