海綿城市建設思路與技術路線初探

孫迎春

摘 要：在生態文明理念指導新型城鎮化建設的背景下，海綿城市成為當下解決城市雨洪管理難題的新模式。海綿城市旨在以一種生態友好的方式收集、清潔和使用降雨，減少危險和污染的徑流。相關的技術包括可滲透道路、屋頂花園、雨水收集、雨水花園、綠地、池塘和湖泊等藍色空間。海綿城市的實施不僅可以減緩城市洪澇災害，還可以實現人與自然的和諧共存，實現水資源的合理利用，引導城市可持續發展，為政府解決城市雨洪綜合管理提供借鑒。

關鍵詞：海綿城市；建設思路；技術路線

中圖分類號：TU985 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）18-0005-02

近年來，我國多地暴雨頻發，城市內澇嚴重，引發了對城市水生態的關注和對傳統城鎮化建設的反思。在新型城鎮化建設與生態文明協調發展的背景下，海綿城市成為解決城市雨洪管理難題的新模式。隨著海綿城市的提出和試點城市建設的推進，海綿城市作為一種生態文明理念正在積極融入經濟社會發展與新型城鎮化建設之中，同時也為海綿城市地全面推進提供契機。中國的“海綿城市倡議”旨在通過滲透性表面和綠色基礎設施來改善城市“水問題”。因此，對海綿城市建設的思路與技術路線進行探討尤為重要。

1 海綿城市建設的意義

（1）優化城市配套設施。海綿城市的建設以“海綿體”為基礎。“海綿體”不僅包含池塘、湖以及河等水系統，還包含可滲透路面、綠地以及花園這樣的配套設施。雨水經過“海綿體”逐漸下滲、凈化、滯蓄并回用，最終剩余部分的雨水逐漸徑流從泵站、管網等通道外排出去，從而對城市整體的排水系統標準進行有效提升，實現對城市內澇壓力的降低。

（2）維持生態空間的合理比例。在對“海綿城市”進行建設的過程中，重點在于“海綿體”的質量、規模不斷提高。在以往的城市建設中，人們往往將用地的一馬平川作為目標，填湖平壑是較為常用的方法，依據《海綿城市建設技術指南》，各個區域在建設海綿城市時應最大限度地對原有濕地、溝渠、坑塘以及河湖進行保護，從而將“海綿體”受到開發活動的影響程度降到最低。此外，對于受到破壞程度較高的“海綿體”，應該采取一定的生態、物理、化學以及生物手段對其進行逐步恢復，并維持生態空間的合理比例。例如，“綠色”屋頂在對雨水進行滯留時，還能發揮其緩解熱島效應、節約能源、減少廢氣、廢物的排放等功能。

（3）推動城市建設發展。在新型城鎮化進程中，海綿城市建設可以更好的推動城市經濟與生態建設的發展。通過對傳統“快排”模式的城市雨洪管理進行改革，借助“滲、蓄、凈、滯、用、排”等綜合技術，并根據工程措施和非工程措施來實現對雨水資源的系統化管理，全面推進城市經濟和生態文明建設。例如，陜西省西咸新區是海綿城市建設試點，其實現了經濟和生態建設的協調發展，而且每年灃西新城地表徑流收集量達到了4500萬m3，可以將收集到的雨水通過相關技術處理后，應用到綠化景觀灌溉中，每年可以節約年費達到1.5億元，有效推動了西咸新區城市建設的發展。

2 海綿城市建設過程中存在的問題

（1）資金投入力度不夠。資金是海綿城市建設的一個重要約束因素。迄今為止，所有海綿城市項目已花費超過120億美元。每平方公里的海綿城市建設投資預計在1億元和1.5億元之間。首批16座試點城市計劃將在三年內投入865億元，建設面積達450平方公里。對于海綿城市建設，中央政府資助大約15-20%的成本，其余部分則由地方政府和私營部門承擔。但這部分資金受到限制性金融改革、債券評級下調和緊張債券市場刺激的新興市政債務危機的影響，資金來源途徑狹窄。另外，海綿城市的投資也面臨較大的困難，國內私人投資者的興趣不大。政府應改善鼓勵投資的條件，包括稅收激勵，更好的項目透明度和寬松的信貸市場。

（2）收益回報不穩定。缺乏較為穩定的收益回報也是海綿城市建設中遇到的重要難題。《關于推進海綿城市建設的指導意見》明確指出，積極貫徹政府引導的方針政策，激發社會的參與積極性，對市場高效配置資源以及政府高效調控引導的作用進行充分發揮，提高政策的支持力度，對海綿城市的建設營造出有利的發展環境。積極對政府與社會資本合作以及特許經營模式進行推廣，從而廣泛地吸收社會資本，提升其參與海綿城市建設的積極性。

（3）PPP模式無法有效融入海綿城市建設。當前，PPP模式在城市的基礎設施建設方面發揮重要作用。比如廢氣、廢水的處理等項目，每年政府以對服務進行購買的方式將公共投入部分回饋給廣大的投資商的，在這一方面，各方面政策及實踐已經相當成熟。然而，PPP模式在逐漸運用到海綿城市建設的過程中，也出現了一系列問題。特別是缺乏一個標準對其公共服務進行計算。海綿城市的建設可以看作是一項生態綠地系統的建設。該建設過程中服務費的計算是非常困難的，因此，實現PPP模式在海綿城市建設中的充分運用依然還有很長的路要走。

3 推動海綿城市建設的思路及技術路線

（1）優化海綿城市的建設思路。當前，海綿城市的建設思路主要由生態工業園、城市農業以及城市填充三方面組成，以下對這三大方面進行一一解釋：1）生態工業園。生態工業園的目的是連接多個公司和組織，共同努力減少對環境的影響，在推動海綿城市建設的同時，提高經濟效益。企業社區通過合作管理環境和資源問題來實現這一目標。建設生態工業園區的組成部分包括自然系統，更有效地利用能源、更有效的物質和水流量工業園區應建成適合自然環境的環境，以減少對環境的影響。例如，菲尼克斯設計公司在密歇根州建造了一座工業園，幾乎完全采用回收材料制造。該建筑的景觀設計包括原生樹木，草和花卉，園林綠化設計也成為該設施的氣候庇護所。在選擇用于建設生態工業園區的材料時，必須考慮進入建筑物的每種介質的生命周期分析，以評估其對環境的實際影響。在物質流動方面，生態工業園區的公司可能擁有共同的廢物處理設施，用于將副產品從一個工廠運輸到另一個工廠。為了在工業園區創造更高效的水流量，來自一個工廠的加工過的水可以被另一個工廠再利用，并且公園基礎設施可以包括收集和再利用雨水徑流的方式。2）城市農業。城市農業是種植和分配食物的過程，也是城市海綿建設的重要組成部分。城市農業不同于農村農業，因為“它融入城市經濟和生態系統：都市農業與城市生態系統相互作用，這種聯系包括使用典型的城市資源（如有機廢棄物作為堆肥和城市污水灌溉）與城市消費者直接聯系，對城市生態的直接影響。“城市農業背后有許多動機，但在創建城市海綿的背景下，這種食物種植方法可以節省食物運輸的能源和成本。3）城市填充。城市填充是一種對未充分運用的樓宇、土地進行發展的方式。城市填充發展具備的共同點在于并不對綠地、主要農業用地以及綠地進行占用，而是對已存在的社會公共服務區域進行開發，將大量資源合理地保留在人類的生活地點。所以，填充發展通常被認為可以滿足城市的持續增長及重設的需要，從而促進城市海綿的不斷改善以及現代社會的持續發展。

（2）屋頂花園。屋頂花園是建筑屋頂上的花園。除裝飾效益外，屋頂種植可以提供食物、溫度控制、水文效益、棲息地或走廊，具有生態效益。在建筑物的屋頂上種植食物的做法也被稱為屋頂農業。屋頂養殖通常使用綠色屋頂、無土栽培、氣肥養殖、空氣鑲嵌系統或容器花園完成。

屋頂花園最常見于城市環境。植物有能力減少建筑物的整體吸熱量，從而降低能耗。城市熱量積聚的主要原因是日曬，城市道路和建筑物對太陽輻射的吸收，以及將這種熱量存儲在建筑材料中以及再輻射。研究表明屋頂花園可以有效減少城市熱島，這有助于減少城市煙霧及與熱應激相關的一系列問題，并進一步降低能源消耗。

除此之外，屋頂花園也有助于減少雨水流失。隨著城市的發展，可滲透基質被建筑物和鋪設道路等不透水建筑所取代，引發城市暴雨洪水及污水肆溢事件。一個關鍵的解決方案是通過控制屋頂上的流量排放延遲或通過雨水保留盆地保留徑流來減少峰值流量，以備植物后續使用。

（3）可滲透鋪路。可滲透鋪路是一種鋪設車輛和人行道的方法，可以滲透流體。該方法在現代城市建設中得到廣泛應用。用于可滲透鋪路基底的介質可以是多孔的，以允許流體流過它或間隔開的無孔介質，以便流體可以在裂縫之間流動。除了減少地表徑流外，可滲透鋪路還可以捕獲懸浮固體，從而過濾雨水中的污染物，減少對地下水的污染。

多孔鋪路材料與無孔材料對環境的影響在性質上具有較大不同。無論是透水混凝土、多孔瀝青、鋪路石還是混凝土或塑料鋪路石，這些透水材料都允許雨水滲透和滲透表面區域，目標是控制源頭的雨水，減少徑流并通過過濾底層中的污染物來提高水質。

（4）建設微排水系統。在海綿城市建設過程中，關鍵環節是減少地表徑流，有效提升地下滲能力。海綿城市在遵循低影響開發理念的同時，還需要鼓勵建設微排水系統，通過植被的建設來實現對雨水的有效管理。在土地利用類型及多尺度項目中，可以通過改變下墊面的方式有效增加徑流，使雨洪問題得到有效解決。通常情況下，下墊面類型不同，徑流系數會存在一定的差異，產生的徑流質量也不相同。在進行微排水系統建設過程中，根據雨洪來源不同，采用不同的處理方法，例如建筑屋面排水，一般會選擇過濾、滲透的措施，能夠將其用于灌溉、沖廁等，從而實現對水資源的二次利用。

（5）雨水收集系統。雨水收集系統是海綿城市建設重要的組成部分，涉及自動系統和普通收集兩部分。其中自動系統主要是在地面地漏和明溝暗溝處、屋頂檐溝排水處、綠地低凹處設置集水口，以實現對雨水資源的有效收集，并在過濾后存儲于水箱之中，然后應用于綠地灌溉和建筑內的生活用水。當降水量比較大時，可以借助收集裝置對水資源進行科學規劃，從而有效降低城市洪澇災害的發生。普通收集一般是借助簡單的技術手段對雨水進行收集，例如在建筑旁設置滲透井、蓄水池，這種方法造價比較低，但其應用范圍有限。又因雨水收集系統的投入成本和后期維護費用比較高，因此要根據海面城市建設的實際需要進行科學合理的選擇，以達到一定的經濟效益。在雨水收集系統建設中，可借助相關政策將該系統推行到每家每戶，并將雨水回收口安裝到每位居民住宅的屋頂，借助水管把雨水引入室內蓄水池，然后通過沉淀過濾后對這部分水資源進行利用，如輸送到屋頂處，為屋頂花園植被提供所需要的水分。同時，沉淀后的雨水還能夠被輸送到廚房和衛生間，用于種花種草、洗滌衣物、清潔室內、沖洗廁所等，從而有效提高雨水資源的利用效率。

4 結語

綜上所述，海綿城市的建設符合可持續發展理念，有助于減少城市建設過程中的能源消耗和環境破壞。隨著海綿城市試點工作的推進，我國的海綿城市建設已取得了一定成效，加上創新理念和新工藝的應用，未來海綿城市的發展空間將進一步擴大。

參考文獻

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