海綿城市與雨洪管理探研

王璐

摘要： 本文通過梳理海綿城市提出的背景以及國內“海綿城市”概念，進一步加深理解對于海綿城市與雨洪管理的深刻內涵，了解如今國內外海綿城市建設的現狀，同時對于現今海綿城市構建途徑與技術進行系統分析，并結合國內外案例，在符合我國城市建設的情況下，思考如何更好地建設海綿城市。

Abstract： Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city， this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management， discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad， in the case of urban construction in china， this paper thinks about how to better construct the sponge.

關鍵詞： 海綿城市；雨洪管理；低影響開發；技術

Key words： sponge city；the rain flood management；low impact development；technology

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0214-02

0 引言

近些年，我國頻繁地發生城市內澇，同時，忽視生態環境，導致水資源遭到嚴重污染、水資源短缺。另外，我國傳統城市建設模式在面對出現的各種水環境問題時，表現出明顯不足之處。主要歸咎于：①城市排水單一的使用工程管道式灰色排水基礎設施；②防洪規劃和排水工程規劃的落后；③對于雨水再利用的意識薄弱，天然雨水利用率極低，不到10%[1]。這些問題已經無法依靠某一單獨的管理部門去解決了，而是需要一個更為系統、綜合的解決方法，“海綿城市”理論便是基于這樣一個背景下提出的。

所以研究的目的就是通過對海綿城市建設的內涵、國內外研究進展、國內外案例分析等來梳理海綿城市建設主要是其中雨洪管理方面的要點，對目前我國海綿城市建設提出一些建議，以期對之后海綿城市建設起到參考作用。并且在進行研究時，對于國外的成功經驗不能一股腦地“拿進來”，一定要結合我國國情，有針對性地進行研究，更好地用于我國海綿城市建設。

1 關于“海綿城市”的內涵

《指南》對“海綿城市”進行了如下定義：城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災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]。其內涵可以具體解釋為3部分：①海綿城市就是在面對洪澇和干旱等自然災害時，可以靈活應對和適應水環境危機。②海綿城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不變的，主要通過低影響開發（LID）思想以及相關技術來實現。③海綿城市通過不同方式將雨水收集起來加以利用，體現了對雨水資源可持續的綜合管理思想。

2 海綿城市建設的現狀

2.1 國外海綿城市發展現狀 國外對于城市雨水管理的實踐與研究大量興起于20 世紀的八九十年代，并在二十年內取得了可觀的進步和發展[2]。以美國、澳大利亞、英國、德國和日本等為代表，主要包括美國的最佳管理措施（best management practice，BMP）和低影響開發技術（low impact development，LID）；澳大利亞的水敏性城市設計（water sensitivity urban design，WSUD）；英國的可持續城市排水系統（sustainable urban drainage system，SUDS）；日本的健全水循環體系；以及德國柏林推行“雨水費”制度。另外，除了雨水管理的理念和技術，國外還推出了一系列法規及獎勵政策，比如20世紀90年代，美國聯邦政府制定了《國家污染物排放削減許可制度》；設立綠色屋頂專項基金及優惠[3]。

2.2 國內海綿城市發展現狀 我國城市雨水控制技術起步于20世紀80年代，初期主要集中在雨水利用，近年來雨水控制技術重心逐漸轉向雨洪調控及污染控制[4]。2014年10月，住房和城鄉建設部發布了《海綿城市建設技術指南———低影響開發雨水系統構建（試用）》。2015年1月，啟動了鎮江、嘉興、廈門、濟南、武漢、常德、南寧等 16 個試點城市的海綿城市建設。

3 海綿城市構建途徑與技術

3.1 水生態系統的主體保護與修復

①劃定區域。劃定需要保護的生態斑塊比如湖泊、河流、濕地及水源涵養區，同時還有農田及原野，嚴加保護和識別。②進行保護。并且制定相應的法律法規，引導、規劃和約束各類開發、利用、保護水資源和水生態的行為[5]。對于確需建設的項目應上報各相關部門批準后，予以實行；而對那些不符合岸線控制利用和保護管理規劃的一切行為都應依法查處。另外，已經遭受到破壞的綠地、森林等雨水調控功能性強的斑塊、水體面積和體積及水質我們需要通過各項技術加以修復。

3.2 低影響開發技術 低影響開發（LID）就是根據自然界中的水文條件原理，從源頭對雨水進行管理和控制的一種雨水管理方式。

3.2.1 截留技術 截留技術就是通過不同方式，使雨水匯集面積增加，減慢雨水形成徑流的時間，以此達到延緩徑流的目的。

①綠色屋頂。綠色屋頂的結構包括四部分：植物層、土壤層、過濾層、排水層。對于不同的植物和介質層，綠色屋頂在夏天可以滯留70%～90%的降雨，冬季可以滯留25%～40%的降雨[6]。②冠層截留。根據上海交通大學對上海市156個植物群落中植物滯留能力的研究，發現植物截留主要分樹冠、枝干及其土壤，其對雨水的截留能力分別約為9%～12%、2%及40%，并且針葉植物冠層截留率要高過闊葉植物[7]。

3.2.2 促滲技術 促滲技術就是通過使用一些透水性的結構和材料來增加雨水的下滲量，同時材料或是結構具有一定的過濾凈化作用。①透水鋪裝。透水鋪裝其系統的結構，從上到下依次為：面層、基層、底基層、墊層。透水性鋪裝材料主要有五種：包括透水瀝青、透水混凝土、透水地磚、沙礫網格和嵌草網格。②綠色停車場。綠色停車場就是能夠匯集來自機動車的零件磨損產生的重金屬、汽車排放物以及周邊徑流匯集所產生的污染，進行初期處理減少面源污染。③綠色街道。綠色街道就是包括雨水種植溝、雨水種植池、路牙石擴展池、雨水滲透園與透水性鋪裝等設施，來保護地表和地下的水資源、使污染物減少，使雨水外排減少的道路雨水管理方式。

3.2.3 調蓄技術 調蓄技術就是在降暴雨時能收集雨水并對其凈化，在干旱時能向周邊綠地提供水資源。

①植草溝。植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統，地表徑流以較低的流速經植草溝滯留、植物過濾和滲透的作用，雨水徑流中的多數懸浮顆粒污染物和部分溶解態污染物得以有效去除[8]。植草溝的結構從上到下為植被層、種植土層、過濾層、滲排水管以及礫石層。根據上海交通大學對5條不同結構參數的生態植草溝進行模擬降雨徑流實驗，生態植草溝中對徑流污染物凈化效果最佳的結構組合是：20cm種植土+30cm砌塊磚+10cm礫石[9]。

②雨水花園。雨水花園也叫生物滯留池，指在低洼區域種不同植物的工程設施，通過土壤以及植物的過濾作用來凈化雨水，并將雨水暫時滯留后慢慢滲入土壤以此來減少徑流量。自上而下包括：蓄水層、樹皮覆蓋層、植被及種植土層、人工填料層、礫石層，其總厚度在50～80cm合適。

③多功能調蓄池。多功能雨水調蓄池具有雨水調節和雨水貯存功能。主要是為了調蓄暴雨峰流量，同時將雨水的排洪、減澇、利用與城市的生態環境和其他一些社會功能更好地結合，使城市土地資源更高效地利用的一種綜合性性設施。

4 案例分析

4.1 德國沙恩豪斯社區雨洪管理系統 沙恩豪斯社區位于奧斯菲爾敦，總面積約為150公頃，人口大概是9000，降雨偏少，屬于較干旱的地區。社區在規劃設計以及建造的過程中運用低影響開發技術，比如可再生能源、節能建筑、雨洪管理和開放空間多功能利用等等。

社區的雨洪管控系統有3個等級，首先一級組團生態設施接收來自建筑屋面、道路的雨水徑流，主要設施包括生態溝和雨水花園；二級處理設施接收各個組團間的雨水，主要是通過大型生態溝進入多功能蓄滲池、小型景觀濕地，最終再一起進入三級中型湖泊濕地。雨水的利用率高達95%，十分有效地緩解了城市的排水設施壓力，同時還補充了地下水部分。

4.2 哈爾濱群力國家城市濕地公園 哈爾濱群力國家城市濕地公園場地原本是一片濕地，然而周邊的道路建設和高密度城市的發展，導致該濕地的水源即將枯竭，造成濕地退化，并將消失的情況。該項目的設計策略就是將面臨消失的濕地轉化為一個雨洪公園。設計保留了場地中部的一大片區域作為自然演替區。沿其四周通過挖填方，人為地制造出一系列深深淺淺的的土坑和高矮不一的土丘，成為一條美麗的“藍-綠項鏈”，使之形成了自然和城市之間的一層過濾膜和體驗界面。然后沿四周布置雨水進水管，盡量收集城市雨水，讓經過水泡系統經沉淀和過濾后的雨水進入核心區的自然濕地，同時還在山丘上種植了很多白樺林，一個個水泡中主要是鄉土水生和濕生植物群落。讓整個場地煥然一新，成為城市周邊一處宜人地帶。

5 我國海綿城市建設發展的思考

海綿城市技術要把握的最重要的原則就是以匯水區為單元，包括工業、農業社區，雨水就地蓄留處理，要在源頭控制，完成地上與地下的水循環。并且在建設海綿社區時，我們要看到匯水區和濕地、河流和湖泊的關系，還要看到大的流域關系，要綜合地看待社區生態功能。要將海綿城市的技術綜合利用起來，形成一個系統，將利用率達到最高。筆者建議，還應加強相關的立法工作，盡快完善法規體系建設，比如運用收費、補貼、獎勵和罰款等經濟手段，提高落實低影響開發技術措施的積極性，通過各種渠道普及相關知識，轉變公眾觀念，增強公眾的生態意識，城市的建設不只是靠管理建設部門或是專家學者，更重要地是要讓公眾參與進來，讓公眾有這個意識，這是非常重要的。

所以在海綿城市建設的過程中，我們需要適時的向回看、不要完全被現代科學技術所束縛，要重拾尊重自然、模擬自然的智慧方法，更好地發揮現代科技優勢，解決人類生存的問題，因為任何的發展，不管是科學技術還是城市建設，只有在尊重自然的前提下，才會是可持續的。

參考文獻：

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[3]廖朝軒，高愛國，黃恩浩.國外雨水管理對我國海綿城市建設的啟示[J].水資源保護，2016，32（1）：43-45.

[4]傅文，王云才.以水保護為核心的綠色基礎設施系統構建研究——煙臺市福山區南部地區綠色基礎設施體系規劃案例探析[A].中國風景園林學會.中國風景園林學會2013年會論文集（上冊）[C].中國風景園林學會，2013：6.

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[8]王健，尹煒，葉閩，雷阿林，李思敏.植草溝技術在面源污染控制中的研究進展[J].環境科學與技術，2011，34（5）：90-94.

[9]沈子欣，闞麗艷，車生泉.生態植草溝結構參數變化對降雨徑流調蓄凈化效應的影響[J].上海交通大學學報（農業科學版），2015，33（6）：46-52.