朱 玲,徐 興,朱立國,姚 華
(無錫市水文局,江蘇 無錫 214000)
我國是水資源大國,淡水資源總量位居世界第四,但人均水資源擁有量僅為世界人均擁有量的1/4。近年來,我國城鎮化、科技化發展的腳步迅速,伴隨著城市發展,水安全、水利用、生態水、水污染、水開發等問題愈發成為城市建設過程中突出的幾個問題。
針對以上情況,國內外專家、學者們做出對海綿城市建設現狀分析與建設措施的研究。何造勝等針對海綿城市的內涵、目標、作用等作出了初步的闡釋和分析,并且以羅田水綜合整治為例,詳細剖析了新形勢下我國發展建設海綿城市的重要性。許士晨、廖朝軒、劉昌明等從水資源的循環利用角度對海綿城市的建設做出了深度剖析;張偉、吳丹潔、俞孔堅等則深刻探討了海綿城市的具體建設與未來規劃。
海綿城市是智慧城市發展建設的重要組成部分,是我國大力發展城鎮化、形成城市發展圈,是建設綠色城市、文明城市、智慧城市與國際化大城市的未來發展模式。大力建設海綿城市是解決城市水資源的合理利用、開發、污染治理以及水循環的重要方向。本文針對海綿城市建設,構建更加可靠的海綿城市建設實效指標體系,并以無錫市作為實例,深度研究該指標體系的實際可行性。
海綿城市,是指城市在季節性變化中能夠合理應對雨季洪澇以及旱季缺水的問題并合理解決二者之間的矛盾,通俗來說,就是下雨時通過物理、生物的方法技術將降雨適當的儲存起來,而當旱季需要水時,將蓄存的水釋放出來利用,是新興的城市雨洪治理措施,國際上也通稱為“低影響開發雨水系統構建”。通過采用滲、滯、蓄、凈、用、排等一系列措施,將雨季降雨合理存儲、利用,從而達到水資源的合理利用并在一定程度上解決城市供水與雨季內澇的問題,是解決水資源時空分布不均衡的最有效、生態的手段。圖1為海綿城市雨水循環示意圖。

圖1 海綿城市示意圖
海綿城市建設評價指標體系的構建是從多方面、多因素考慮的,是針對具體問題具體指標的評價體系。本著科學性、動態性、獨立性、可量化性、因地制宜的建立原則,重點考慮城市綠化覆蓋率、水資源消耗量與水資源存儲量比、水質綜合達標率、城市用水重復利用率、雨水資源利用率等指標,綜合考慮以上因素,構建指標體系實際操作評價模型。
城市綠化覆蓋率是城市區域內各種綠地(含公共綠地、道路綠地、宅區綠地等)綠化的面積占城市總面積的比率。從建設文明城市的角度來說,城市綠化覆蓋率是衡量居民生活舒適度、城市生態環境質量的重要指標之一。因此,將其納入海綿城市評價指標體系非常合理。圖2為近年來我國城市綠化覆蓋率大致情況。

圖2 近年我國城市綠化覆蓋率變化
水資源的供需關系是研究城市用水最關鍵的環節,對水資源的供需關系的調查主要包括水資源開發利用的現狀、分析天然水資源供水能力、分析各需水部門的需水量以及對區域內水資源的供需關系存在問題的分析等環節。
水質是指水體的質量,它標志著水體中各種成分以及物理化學性質,與我們的生活息息相關。水質綜合達標率是衡量區域內水體(包括河湖、民用水、工業用水等)的整體達標水準,水質綜合達標率越高,則當地可用水資源總量越大。
城市用水重復利用率是指在某時間段內,城市生產建設過程中重復用水量加回用水量之和,與城市總用水量之比。城市用水重復利用率對研究城市水資源的循環利用與環保工作具有重大意義,將其作為評價海綿城市建設成效的指標也是比較合理的。目前,我國城市用水重復利用率達80%以上。
雨水資源利用率是評價海綿城市建設效果的重要指標之一。年均可利用雨水資源量計算公式為:
W=αφHA
(1)
式中,W—年均可利用雨水資源量,m3;H—多年平均降雨量,mm;A—匯水面積,m2;ψ—綜合徑流系數,無量綱;α—季節折減系數,無量綱。
雨水資源利用率λa計算公式為:
λa=W/S
(2)
式中,S—區域年均降雨總量,m3。
綜合考慮以上指標,采取加權平均的方法,得出綜合評價計算模型為:

(3)
式中,K—海綿城市建設成效得分,其中0≤K<0.25,海綿城市建設成效較差;0.25≤K<0.5,海綿城市建設成效一般;0.5≤K<0.75,海綿城市建設成效良好;0.75≤K<1,海綿城市建設成效優秀;k(i)—各項指標得分(即各項百分率);ω(i)—各項指標的加權比重,具體見表1。

表1 各項指標的加權比重
以無錫市為例,通過理論方法與數值模擬計算,考證該計算模型是否適用于我國各大城市海綿城市建設成效評價工作中。經過現場調查與相關資料的查閱,得出近年來無錫市各項指標結果見表2。

表2 無錫市各項指標具體值
得出無錫市的綜合得分為:
K=0.32×0.41+0.21×0.55+0.11×0.85+0.13×0.8+0.23×0.05=0.4557
計算結果顯示,無錫市處于海綿城市建設效果一般級別。根據實際情況考察,比較符合無錫市目前的整體情況。
目前無錫市正處于大力建設海綿城市的過程中,通過采用“密渡橋路”等新型科技措施,將對所轄市區部分區域進行重點建設。
預計至2020年,城市建成區20%以上的面積達到海綿城市建設目標要求,70%以上的雨水得到有效控制,面源污染得到有效削減,力爭海綿城市建設走在全省前列[9]。圖3為密渡橋路工作原理圖,圖4為未來無錫市海綿城市建設規劃圖。

圖3 密渡橋路工作原理

圖4 無錫市海綿城市建設規劃
目前,海綿城市的建設仍存在許多問題,其中尤以建設成本較高、成果效益不穩定、評價體系不夠成熟完善等問題較為突出。通過構建海綿城市評價指標體系,可以得到較為完備的海綿城市評價系統,為實現因地制宜的評價各城市的海綿城市建設成效及發展程度;為城市未來市政規劃建設提供合理的建議與方向;為合理利用水資源、建設城市綠地,實現人與自然和諧相處、綠色發展的經濟效益;為政府決策提供一定的依據。