文_趙亮(南寧市市政工程管理處高級工程師,廣西大學兼職副教授、碩士研究生導師)
制圖_邱勇哲(本刊記者)
海綿城市理念納入新型城市發展
HAIMIANCHENGSHI LINIAN NARU XINXINGCHENGSHI FAZHAN
文_趙亮(南寧市市政工程管理處高級工程師,廣西大學兼職副教授、碩士研究生導師)
制圖_邱勇哲(本刊記者)
隨著城鎮化建設進程的加快,現代化市政設施給我們帶來各種便利的同時,交通擁堵、水體黑臭、熱島效應等城市病也相繼出現。其中,城市“無雨則干燥、有雨則內澇”的現象不僅在多雨的南方城市已成為常態,在少雨的北方城市也時有發生。
未來的城市建設思路,是依然遵循原有的把降雨當作威脅、快排快干的理念,還是把降雨當成改善城市生態環境的重要資源來有效利用?這是擺在我們城市建設者面前的新情況、新課題。

國內外數據表明,在城市的發展過程中,因城市早期和中晚期所承擔的功能不同,市政建設標準也會做出相應改變,客觀上導致了老城區的雨水排水系統不盡完善、新老城區的系統銜接有出入的普遍現象。
城市在形成的初期階段,建設標準偏低,排水能力偏小,但由于城市原有自然蓄納雨水的地表特征變化較小,城市的洪澇現象尚不嚴重。但是,隨著城市的進一步發展,一方面由于原有可以滯蓄雨水的綠地、池塘逐漸消失,硬質地面的比例增大,雨水徑流的洪峰值明顯高于城市發展初期階段時的流量;另一方面,由于城市規模不斷擴大、高層建筑不斷增加,城市區域上空的大氣邊界層特性發生變化,原有地區的氣候特點發生改變,導致在市區范圍內出現降雨次數增多、雨量暴增的“雨島效應”,使五十年一遇、百年一遇的暴雨時常出現,加劇了城市的防洪壓力。
在城市少雨季節,由于硬質地面比例增大,城市建成區空氣中的水蒸氣含量無法通過足夠的水面、綠地的自然蒸發得到有效補充,使得整個城市范圍內的空氣變得干燥,人們居住的舒適度因此降低。

追根溯源,城市面積的擴大和土地開發強度過高導致了綠地面積急劇減少、地面硬化率激增,改變了原有自然生態的本底特征,提高了徑流系數。同時,城市雨島效應導致暴雨發生時降雨總量的提升。二者相結合,使得雨水徑流流量的洪峰值大幅提高,大大超過了原本在城市發展初期階段設計建設的雨水排水系統能力,成為近年來城市降雨引發洪澇災害的根本原因。

海綿城市從功能上可以理解為“雨水友好型城市”,即城市不再視雨水為威脅,而是將雨水看作是資源的一部分而加以利用,改變城市的水環境生態。
從原理上說,海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境的變化和應對暴雨災害等方面具有良好的“彈性”,充分考慮到生態需求并改善城市的水循環過程,讓水在城市的遷移、轉化和轉換等過程中更加“自然”,下雨時下墊面能夠有效地吸水、蓄水、滲水,需要時將蓄存的水“釋放”加以利用。
傳統城市,不考慮雨水的可持續開發與利用,重點強調的是“排”的管理概念,利用雨水口、雨水排水管道和雨水泵站等市政設施,對城市路面形成的雨水徑流進行快速收集和排出。

傳統城市降雨流向的比較

海綿城市降雨流向的比較

海綿城市,是從原有“雨水就近匯集、迅速排干”的工程理念,升級到“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合排水、生態排水理念的戰略性轉變。海綿城市的建設可以有效控制城市初期雨水污染、解決合流制溢流污染、削減暴雨地表徑流并有效補充城市地下水,旨在做到“小雨不濕鞋,中雨不積水,大雨不內澇,水體無黑臭,熱島有緩解”,從而有效改善城市居民的生活環境。
海綿城市的建設,是從原有的“土地與空間緊湊、高效集約利用”型的城市發展模式,轉到“土地與空間適度緊湊、基礎設施與自然生態和諧并存”的新型模式,是一種城市建設理念的重大改變。事實上,我們從曼谷等東南亞國家的中心城市可以看到,由于人口密度不大,容積率不高,城市中心的綠地率保持了較高的比例。可以說,這些城市在發展道路上一直遵循著雨水友好型的特點。

海綿城市從旨在構建多功能、多目標的城市生態系統出發,統籌解決城市水安全、水資源、水環境、水生態的承載挑戰,最終形成一個蘊含著城市魅力的、具象出城市靈魂的獨特水文化。

海綿城市建設指導思路

_蘭州黃河濕地公園。
海綿城市的建設思路,首先是原始城市生態的保護,把河流、湖泊、濕地、坑塘等水敏感地塊作為城市區域的自然部分,保護優先,不進行人工改造。其次,是對原有高生態附加值的“山水林田湖”的恢復。在城市區域,盡可能減少不透水面積,并利用海綿城市的相關技術對不透水的地面進行分割,減少大區塊的地表徑流,消減暴雨洪峰值,降低城市內澇的影響程度。再次,在城市開發建設的過程中注重生態型開發,合理控制開發強度,在城市中保留足夠的生態用地,控制城市不透水面積比例,最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞。同時,根據需要適當開挖河湖溝渠,增加水域面積,促進雨水的積存、滲透和凈化。
海綿城市的重點解決對象,是進入市政管網之前的城市徑流雨水。通過小型的、源頭的、分散的設施,對一般日降雨量不超過30毫米的中雨和小雨進行資源化生態利用。
海綿城市在強化以混凝土材料為基調的“灰色”傳統基礎設施的基礎上,大力發展“綠色”建筑和“綠色”雨水基礎設施。海綿城市把“低影響開發”建設理念作為核心的指導思想,對原有城市現狀不進行大規模的修改整治,盡量不破壞原有的生態環境。在低影響開發所采取的設施上,遵循“生態型設施優先”的原則,做到源頭處理的、小型分散的設施優先考慮,低成本、易維護的設施優先使用。
從海綿城市的建設實踐來看,雖然存在“滲”“滯”“蓄”“凈”“用”“排”6種不同的處理措施,但實際上,一種設施在運行過程中可能包含以上兩到三種效果。例如人工濕地,本身除了具有入滲、蓄納雨水的功能外,還具有一定的凈化功能。

_暴雨后,仰光市的小販在清理淤積的雨水。
值得注意的是,從建設目的上來說,這6種不同的處理措施不能齊平并論。海綿城市的建設理念,首先考慮的應該是雨水的入滲,在滿足補充涵養地下水的基礎上,再考慮阻滯雨水徑流、削峰減澇,最后考慮蓄納雨水的使用以及多余雨水的順利排放。在海綿城市的建設上,要避免以蓄滯雨水滿足日常使用量為建設目標,防止工程量過大造成投資浪費。同時,雨旱天氣的變換,容易導致使用效率低下。一旦維護不當,容易導致水泵等設備生銹而提前報廢。

海綿城市的建設是多個部門、學科的精細化設計、精細化施工、精細化管理的系統集成。從所需專業來看,涉及給排水、道路、建筑、城市規劃、結構、綠化、橋梁、水利、電氣、交通等多個學科;從主管部門來看,需要規劃部門牽頭,并涉及發展改革、財政、規劃、住房城鄉建設、園林、交通、城管、國土等多個部門。
在新型城市發展的規劃和建設中,應該將海綿城市的理念納入到城市總體規劃和其他相關專項規劃中。
在城市的總體規劃中,應該在城市排水的規劃中納入海綿城市的建設理念。首先,對于城市長期存在、難以解決的面源污染和雨污合流制溢流污染的控制問題,應通過海綿城市建設的相關技術手段和措施,因地制宜,合理布置初期雨水棄流設施和雨污合流溢流設施。同時,落實好雨水“錯峰調蓄”的大中型調蓄設施的用地規劃。另外,在落實新建城市污水處理廠的處理規模和占地需求中,應充分考慮到城市的面源污染治理尤其是初期雨水面源污染物的治理要求。
在城市的其他相關專項規劃中,只要是和海綿城市的建設理念相關的規劃,就應該增加海綿城市的內容。例如,在城市的水系規劃和排水防澇規劃中,應增加水系保護、水系利用、削峰排澇等方面的具體要求。在城市綠地系統的規劃中,要在城市綠地的規劃上,明確低影響開發控制指標,在滿足生態和景觀功能的基礎上,通過合理的設計,優化布局一些低影響開發的設施,實現“綠地—水環境”生態和諧的建設目標。在城市道路交通規劃中,要在保障交通安全、滿足道路養護和確保通行能力的前提下,盡量通過合理的道路縱坡、橫坡的設計,并結合道路的綠化中分帶、側分帶等設施,對路面雨水進行適當的滯、蓄和凈化。對于一些重要公路,沿路以適當的間隔考慮設立若干地埋式蓄水池,一方面可以蓄滯路面徑流雨水,另一方面可以用蓄水進行道路綠化的養護。

_綠色屋頂對雨水有蓄存作用。

傳統的城市建設理念中,認為城市的發展要遵循“土地利用集約型”“空間發展優先型”“單位經濟產出評價型”的發展原則。個別城市在發展的過程中,甚至把高價售地作為核心方式進行所謂的“城市經營”。這種以“單位土地面積產出GDP”的城市管理思想,追求的是自然資源利用的極致,不可能給人與自然和諧相處的空間。
事實上,任何一個城市的資源和環境的承載能力都是有限的。隨著現代化進程的加快,城市內澇問題和環境污染問題不但沒有隨之減輕并消除,反而愈演愈烈。各種城市病逐漸呈現迫使城市的管理者意識到這樣一個問題,即不能再走利用一切自然資源發展城市經濟、待城市病出現后再找對策的“先發展后治理”的老路,而是應該轉換思想,從城市發展的開始就能合理規劃,建設人與自然和諧相處的“綠色城市”。