低影響開發與海綿城市循環探討

曹越+覃澤成+高剛

摘 要：海綿城市建設的關鍵在于利用全新的城市建設規劃理念，積極改善水環境，修復城市生態。基于LID（低影響開發）理念，對海綿城市建設的有關內容進行論述，同時總結了國內外在該領域的實踐經驗，提出在LID和海綿城市這方面，應以技術創新為基礎，同時還應當進一步加強建后管理與制度建設。

關鍵詞：海綿城市；LID；建設方法途徑；比較相關建設實踐

[華北水利水電大學大學生創新訓練項目：城市景觀雨水系統修復與城市水循環研究，項目編號：2016XB122]

近幾年以來，強降雨引發的城市“看海”似乎成為了城市生活的新常態。如北京、廣州、南京、上海、武漢等國內大中城市的暴雨內澇災害頻發。我國每年遭受外洪內澇災難的城市平均達100多個，2012年至2014年期間，平均每年發生內澇的城市分別有184個、234個、125個。2010年，住房城鄉建設部對我國351座城市的排澇能力展開了專項調研，結果顯示在2008～2010年期間，遭受過內澇的城市數量占城市總量的62%[1]。

因此2014年年底，住房城鄉建設部考慮到內澇災害對我國城市的破壞力強以及不斷高頻發生等因素，印發了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》。2015年，低影響開發海綿城市試點選定為包括南寧市在內的16座城市。我國開始計劃實行海綿城市這一理念，對城市進行改造。如國內具有代表性的學者俞孔堅博士設計的一系列項目是進行城市雨水生態循環的有益探索，哈爾濱群力雨洪公園、上海世博會后灘公園、遷安三里河綠道項目等，都結合運用了海綿城市以及城市水循環的相關理念，這些項目為今后城市水生態設計與發展提供了良好的理論基礎。

一、LID

（一）LID概念

美國在20世紀90年代末提出了低影響開發（Low Impact Development）縮寫為LID，該技術主要針對暴雨管理和面源污染處理等問題，其核心內容是通過對大自然的水文條件進行模擬，并在源頭上控制管理雨水，達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制[2]。為解決水污染及城市雨洪問題，利用可持續的自然手段，如：生物滯留設施、植被淺溝、屋頂花園等措施建立起良性的城市水文循環；通過自然或人工的各種基礎滲透設施讓雨水向地下滲透，增加地下水。實現開發區域可持續水循環，使水生態系統增強自然修復能力，讓城市水環境得到明顯改善。

如表所示，LID技術體系總共有六大部分，包括滲透技術、保護性設計等。

二、海綿城市

（一）海綿城市概念

“海綿城市”是習近平總書記提出的城市建設新模式，是城市低影響雨水開發技術方法的簡稱。其內涵為：城市能夠像海綿一樣充分利用良好的水文循環系統，在降水時可以實現滯水、蓄水等功能，當需要時又可以將水釋放并加以利用，從而有效緩解城市水資源短缺與城市內澇之間的矛盾，并有助于修復城市水生態環境。

與低影響開發理念相比，海綿城市由最初的源頭控制理念逐步過渡到關乎源頭、中途和末端全過程，類似于美國近幾年新興的綠色雨水基礎設施。在海綿城市建設領域，雖然這些設施十分關鍵有效，然而也不應當完全取締過去的灰色基礎設施。這是因為由于在高密度城市化地區，海綿城市建設的重點在于“蓄與排”“源頭與末端”“地上與地下”“灰色與綠色”等要素的有機結合[3]。

（二）海綿城市建設內容

隨著城市的快速發展，形成了更大面積的不透水下墊面，城市大雨來襲，只靠灰色基礎設施，利用排水管道工程的傳統排水模式，無法在暴雨徑流短時高峰及時有效地將雨水排走，由此導致了逢雨必澇、澇后即旱的嚴重問題。同時，龐大的雨水量經過不可滲透表面流入城市雨水管道，嚴重破壞了城市地區的水生態環境。

1.建設生態城市“海綿體”。海綿體既包括河、湖、池塘等水系，也包括花園、綠地、可滲透路面這樣的城市配套設施。這些設施能夠滲透并積蓄雨水。海綿體能夠很好地改善從前的雨水循環過程，將雨水凈化、滯留、滲透及回用，最終利用管網、泵站可以外排剩余部分徑流。城市海綿體可以高效調節雨水徑流總量，進而保護水生態環境。

2.以我們城市的建筑物、廣場、綠地、道路和小區等作為海綿城市建設載體。屋頂花園可以滯留雨水、節能減排；人行道和廣場可以鋪設透水磚；道路綠化帶可設計為下沉綠地，同時還可將路面雨水引入周邊公共綠地進行消納，來解決綠化帶空間不足；城市綠地也應建成具有雨水調蓄功能的“雨洪公園”，通過下沉式綠地來下滲、調蓄和凈化雨水。

3.提高城市道路的透水性。過去的硬化路面極易形成大量徑流雨水和相應污染物，而作為新型生態環保型材料的多孔海綿水泥混凝土可應用在城市道路建設領域[4]；透水瀝青路面能夠降低地表徑流洪峰流量，使行車舒適性及安全性得到提升[5]，能夠明顯改善城市環境，降低城市熱島效應的影響。

4.低影響開發城市水系。城市水系具有保護城市生態環境、排放和調蓄雨水等重要功能。利用濱水綠化帶作為植被緩沖帶，減少城市徑流雨水污染；水系岸線應設計為生態駁岸，提高水系的自凈能力。

三、LID與海綿城市的技術對比

兩者相似點：都是通過雨水滲透、雨水儲蓄、雨水調節、雨水截污凈化等辦法，達到控制雨水徑流總量在限定的范圍內，讓河道生態環境、河流湖泊水生生態系統以及補給地下水達到平衡狀態。兩者的不同之處是LID技術主要是運用雨水調蓄系統、植草溝、雨水花園、下凹綠地、屋面雨水系統、路面透水、低影響街道等方法進行雨水徑流控制和污染源控制。而這些技術的設計標準都是根據雨情和設定的標準來確定的，并且是通過數學模型來設計。

海綿城市技術：在LID基礎上，進行更加符合國情的設計。通過服務功能：雨水供應補給服務功能、雨水量調節儲蓄功能等，創造良好的水生態系統。從根本上解決存在的生態問題，其中有創建防洪體系、實行生物保護和生物棲息地恢復發展、創建本土文化遺產網絡和創建游憩網絡等，海綿城市技術實行地方片區的雨水洪澇管理、水體自然生態凈化處理、補給地下水水量、保護地區生物棲息地及保育、建造公共空間的公園綠地以及城市微氣候調節等等。endprint

四、國內海綿城市實踐案例分析

落地在貴州的六盤水明湖濕地公園項目，就是通過充分利用海綿城市設計原理，挖掘地形地貌特征，通過雨洪管理技術、修復生態水系統、公共開放空間的系統性集合與城市河道濱水景觀用地的價值提升結合起來，讓景觀的生態服務功能得到很好的發揮。1.對原河道的生態進行改造：對原河道進行改造，用曲折蜿蜒的河流形態來應對洪水，提升河流自身的凈化力，將原硬質鋪裝的駁岸改造成自然生態型駁岸。2.陂塘蓄水系統：利用陂塘形式與溝渠形式、梯田和河流構成小型的蓄水系統，主要通過留住地表徑流量、減緩高峰徑流、增加自然蒸發和補給地下水，起到了雨水洪澇調節的作用。流經陂塘、農田、溝渠的雨水，被水生生物過濾、沉淀、植物吸收、微生物降解等，達到凈化水質的作用。3.梯田濕地系統：通過保留及攔截水分，陡峭坡地也能夠栽種糧食。梯田狀棲息地使水流減慢，水中過剩營養物質可以為植物及微生物提供其生長需要養分，進而幫助除去水中的營養物質。4.低堰壩設計：場地采用堰壩蓄水，可有效降低實際的水量需求。同時壩體改變了原有河流縱立面，以及降低流水速度及流水流量，減少了大部分的需水量。5.公園慢行交通系統設計：公園的慢行交通系統設計理念與梯田相結合，人行小道分布在生態濕地與保留樹島之中，延續了原來田埂的特點，并且起到體驗文化線路的作用，也展現了當地的鄉土文化景觀。

成效：通過改變河流形態，回歸自然形態，改變了原來生態環境日益惡化的現狀，并且成為全國著名的濕地公園。在功能方面，河道景觀生態效益為城市生態基礎設施發揮重要作用，其中有雨水洪澇調節儲蓄、河流水體凈化處理，還有生物自然棲息地的修復和管理。也為當地居民提供一個自然有活力的公共空間。

五、結語

海綿城市設計內涵與理念的初心，是轉變我國目前城市建設規劃狀態，具體來說應做到四點：1.從水流源頭進行減排；2.在水流動過程中進行控制；3.有規劃的系統管理；4.進行統籌兼顧建設。修復城市生態系統，減少城市內部洪澇災害，增加透水性路面鋪裝，增加雨水收集與利用，促進城市水循環，減輕城市用水壓力，實現良性發展。

1.海綿城市在建設改造過程中，應按照已有低影響開發技術，遵循整體水體循環理念。城市管道改造應充分利用低開挖、低消耗、零浪費、零排污的方式，進行綠色生態改造。充分合理利用資金，優先考慮解決城市內澇重災區。老城、新區分別對待規劃建設。

2.加強水循環管理技術研究探索，確定符合實際情況的、安全合理的海綿城市雨水系統要求，如控制河流的總流水量、控制河流徑流的峰值、控制地表徑流污染程度等。同時做好雨水地面下滲，河道地下水補給，也是控制河道在雨水季節減輕總流水量的有效方式。

3.加強法律、制度的建設。我們可以查閱借鑒外國相對成熟的法律法規，再結合我國具體實施的相關法律法規，做到有法可以依據，持續發展。

4.充分加強城市的水體循環建設工程的后期維護管理工作。充分發揮海綿城市效益，加強后期工程維護管理，切實把具體工作落實到具體單位。最終實現低影響開發與海綿城市水循環建設，達到城市的良好發展，人與自然和諧共存。

參考文獻：

[1]王春曉，林廣思.城市綠色雨水基礎設施規劃和實施以美國費城為例[J].風景園林，2015，（05）：25-30.

[2]車伍，張鹍，趙楊.我國排水防澇及海綿城市建設中若干問題分析[J].建設科技，2015，（01）：22-25.

[3]馮月月.多孔海綿水泥混凝土路用性能研究[D].長安大學，2013.

[4]何定舉，王世槐，高亞雄等.基于海綿城市理念的透水性城市道路路面應用研究[J].山西建筑，2015，（17）：112-113.

作者單位：

華北水利水電大學藝術與設計學院endprint