“海綿城市”建設的關鍵科學問題與思考

蔣蓓蓓

摘 要：在我國快速發展的過程中，“海綿城市”是學術界、政府和企業界特別關注的熱點之一，具有有效防止城市雨洪災害、改善水生態和水環境、提高生物多樣性等多方面的服務功能，有助于城市社會經濟發展。在目前全國范圍內發生城市內澇的嚴重情況下，科學地進行“海綿城市”建設顯得尤為重要。對“海綿城市”的研究背景、概念與內涵、建設途徑、主要技術、國內發展現狀等進行了總結和歸納，并提出“海綿城市”建設的關鍵科學問題，并進行深入思考，建立“SPONGE”框架來概括整個“海綿城市”的建設內容，為今后的“海綿城市”研究和建設提供參考。

關鍵詞：海綿城市；城市內澇；雨洪管理

引言

城市水資源和水環境與城市生活密切相關，很多城市面臨的一方面是城市環境的質量急劇下降，河道水資源匱乏，另一方面又經常出現暴雨過后城市內澇的排水問題。2013年12月，習近平總書記在《中央城鎮化工作會議》的講話中提出了“提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來，優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市"的要求。為建設海綿城市與自然環境相結合，達到協調發展的目標提供了指導思想。加強對海綿城市制度的完善、政策的支持及公民的參與，分析城市建設過程中的缺點和問題，才能夠發揮高效的生態系統服務。從根部解決我國城市的現狀，減少污染、災害帶來的問題，改善水資源，實現城市與環境相結合，使我們的城市健康地發展。

1海綿城市特點

海綿城市的含義指城市在面對環境變化和水災時可以像海綿一樣擁有良好的吸水、蓄水、凈水能力，在緩沖水災的同時儲存并處理水資源，并在需要時將水資源進行二次利用。海綿城市最大的特點是自然性積存、滲透和凈化，實現特點的方法分為保護生態系統，修復生態環境和LID（低影響開發）。保護生態系統，是指對生態環境中原有的江河湖、濕地、溝渠等水源性生態環境進行最大程度的保護，在開發城市時依然保留充足面積的擁有吸水緩沖能力的生態環境；修復生態環境是指通過生態手段對城市開發過程中破壞的原有自然生態環境進行修復；低影響開發是指在開發中遵循可持續開發理念，對降雨加以儲存和利用。所以海綿城市建設是一種多元化，多功能，多理念的可持續化開發，其內涵十分豐富。海綿城市作為一種特殊形態的彈性城市，一樣不離彈性城市的三個本質特征：承受改變并保持結構與功能、自組織以及學習適應。總而言之，海綿城市屬于彈性城市中的涉水子分類，自身體系較為完善，可以與其它彈性城市的子分類互相配合，而推進海綿城市建設對于當前城市建設與城市生態問題的解決是一條有效的道路。

2關鍵科學問題與建設思考

2.1“海綿城市”的科學研究

從目前海綿城市概念與內涵、實踐案例等研究來總結，“海綿城市”的主要理念可以歸納為一個核心指導思想、三大建設途徑、三大雨水系統、四大關鍵目標。核心指導思想是低影響開發理念；三大建設途徑是生態系統保護、修復與低影響開發建設；三大雨水系統是低影響開發雨水系統、傳統雨水管渠系統和超標雨水徑流系統；四大關鍵目標是水安全、水環境、水資源和水生態城市的實現。大多數研究傾向于以“低影響開發建設”來代替“海綿城市”建設，而“海綿城市”是解決城市水問題的系統工程，與多個部門的統籌規劃、設計、建設等密切相關，并且受到人口、經濟、自然等多種要素的影響，需要各方面的綜合研究。研究尺度上，在開發微觀尺度的建設技術同時，應從宏觀、中觀、微觀等不同尺度來綜合研究海綿系統和海綿體，進行中遠期的國家規劃建設。如在宏觀尺度，流域空間格局上進行水生態安全格局分析，使它成為區域的生態基礎設施；中觀尺度上，有效利用規劃區域內的河道、坑塘，集水區和匯水節點，形成“海綿系統”；最后進行微觀的“海綿體”研究。這些不同尺度的研究和建設，可以互為補充，共同構成一個完整的生態基礎設施網絡，特別在水生態系統的尺度上，研究海綿體的生態系統服務和生態演變機制，使研究具有科學性、系統性、創新性和可操作性。

2.2“海綿城市”各系統建設措施

（1）滲水系統的建設。城市雨水的耐受性往往取決于城市綠化面積。增加城市綠化面積，提高城市雨水吸收能力。通過增加城市雨水花園的數量，增加雨水的吸收能力，并通過不同土壤材料層的組合過濾雨水。雨水通過地下管道收集預處理，增加地下水和城市蓄水。（2）蓄水系統的建設。傳統的城市生態環境建設往往停留在喬灌木水平，生態環境相對簡單。海綿城市建設是建設海綿城市濕地公園，最大限度地發揮城市生態特色，增加水環境。水環境增加了城市雨水儲存能力。當城市進入旱季，它可以為城市居民提供日常用水。在汛期，可以緩解湍流，提高用水效率，雨水利用率最大化。（3）過濾系統的建設。雨中有很多雜質，所以應該先過濾和凈化。“海綿城市”具有綠色化功能，允許雨水的初始過濾，綠色植物能充分吸收雨水中的重金屬，不僅能凈化雨水，還能促進城市綠色植物的生長。過濾層也可添加到土壤中。該過濾器可由較細的礫石和吸附的木炭組成。它不僅有助于綠色植物根系的生長和呼吸，還能過濾掉雨水中的雜質。

2.3“海綿城市”建設的系統框架

我國地理位置與季風氣候決定了多水患，暴雨、洪澇、干旱等災害集中在夏季，占到全年的60%—80%，氣候變化的不確定性帶來了暴雨洪水頻發、洪峰洪量加大等風險，導致每年夏季成為內澇多發時期。而且快速城鎮化也帶來了水資源過度開發、水質嚴重污染和水資源嚴重緊缺等城市生態環境問題。因此，解決這些城市生態環境問題需要考慮不同的地理環境特征和空間格局，統籌降水、地表水和地下水的系統性，協調水循環利用，考慮其復雜性、多樣性和長期性。“海綿城市”的本質是科學地考慮城市生態需求，改善城市的水循環過程，讓水在城市的遷移、轉化和轉換等活動中更加“自然”。整體上，“海綿城市”建設需要規劃-設計-建設-管理的一套系統性建設途徑。在規劃方面，微觀的海綿城市規劃是解決不了最終的城市水問題，需要宏觀到微觀的統一的規劃體系，能體現出國土、流域、城市的水生態安全格局的綜合城市規劃體系。在此基礎上，確定子系統規劃，再進行低影響開發建設。宏觀上全流域-區域水系-河湖水系-濕地生態系統連接是關鍵，微觀的區域空間-水生態系統-土地利用-景觀格局-自然生態也是必不可少的。在建設方面，海綿城市建設模式應多元化。特別在一個熱點的興起時期，盲目模仿國外實踐案例去建設綠地、濕地等基礎設施會缺乏自己的特色。海綿城市建設應考慮水生態格局以及生態系統對人類的服務功效，實施相應的生態規劃、設計和建設措施，發展“因地制宜”、“源頭控制”、“以自然為本”的建設模式，體現出生態安全與保障、生態景觀和文化共同發展的生態城市內涵和要求。

結語

海面城市作為一個涉及面廣、內容繁雜的理念，對于城市生態環境的保持、修復和可持續開發等方面均有積極作用，同時作為彈性城市的子分類，也可以提高城市的抗災耐壓性，對于推動城市環境生態自然化和構建城市景觀等方面都有著重要意義，也是城市建設的一個轉折點，將城市的發展前景由傳統的經濟發展變為了生態人文與經濟相結合的多功能城市建設理念，是未來城市管理建設的大方向。

參考文獻

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（作者單位：商丘市城市管理局）