淺談建設海綿城市的發展現狀

林英姿 王漢卿 楊丞南楊 紅

（1吉林建筑大學松遼流域水環境教育部重點實驗室 吉林長春 130118 2吉林建筑大學市政與環境工程學院 吉林長春 130118 3中國市政工程東北設計研究總院有限公司 吉林長春 130000）

1 海綿城市發展背景

隨著當今城鎮化高速發展以，對于工程施工科學性的考慮不夠周全，水資源開發利用過程中出現的過度開采以及污染被忽略等現象；水資源系統內各項工程均出現了不同程度的退化問題。再者，因城市地下排水系統的陳舊與落后問題，大雨強降水事件發生后引發的內澇問題，帶來了包括經濟損失在內的多種不良后果，城市排水問題日益成為人們談論的話題焦點。

隨著城市內澇和水生物棲息地破壞等問題日趨嚴重。2014年2月住房和城鄉建設部城市建設司進一步明確了加快建設海綿城市舉措。該年年底，《海綿城市建設技術指南》發布，這是一本各類技術集成的使用指南，但是這對于海綿城市的應用指導還遠遠不夠。根據財政部、住建部、水利部《關于開展中央財政支持海綿城市建設試點工作的通知》(財辦建[2014]838號)和《關于組織申報2015年海綿城市建設試點城市的通知》(財辦建[2015]4號)的要求，共有16個城市成為中央財政支持海綿城市建設試點城市。2016年4月，財政部、住建部、水利部公布，北京市等14個城市進入第二批中央財政支持海綿城市建設試點范圍。這表明我國海綿城市正式進入實施階段。海綿城市已經在多個城市試點建設，無論是從城市水環境的保護與構建、水資源的補給與循環還是城市景觀風貌的營造來看，海綿城市在未來有很大的發展前景。

2 國外雨洪管理發展經驗借鑒

海綿城市（eco-sponge City）是由中國提出的一種新的城市于洪管理體系與概念，意指讓城市在適應環境改變的同時，對于降水特別是雨水帶來的自然災害面前能夠體現出良好的適應能力，其他國家對于雨水的管理概念發展較我國較早，并且已經在理論與技術上獲得較為成熟的成就，因此，有許多值得學習與借鑒的方向。

2.1 美國

起初在美國馬里蘭州為了實現減輕由于城市化進程造成的地面不透水性引起的惡劣影響，最開始實行水敏性排水。通過針對單個水敏性模塊進行研發測試，得到了較為良好的實驗效果。在雨水管理的水回用方面，美國常用的解決方式是在天然入滲能力方面進行改造升級為目標。為了同時解決城市對于防洪排澇的要求以及對于雨水利用的需求問題，在芝加哥市建立了地底隧道蓄水系統。在一些別的城市同時設立了屋頂蓄水系統以及地表回灌系統。

2.2 日本

早在1963年日本就已經著手于蓄洪滯洪設施而且已經開市利用儲蓄的雨水作為噴灑道路、綠地，以及其他方面的回用水。蓄洪設施不同于英國，日本充分利用城市的地下空間從而減少儲蓄設施的占地面積。自90年代起日本對于全國的建設規劃又有了新的要求，對于所有新建改建的公用建筑必須設置相應的雨水下滲裝置從而進一步的改善降水帶來的環境影響。

2.3 德國

就目前而言，德國再與水回用利用方面是世界上首屈一指的。當下的德國再水資源利用尤其是雨水利用防洪防澇方面已經在技術上達到標準化產業化，市場上相應的產品更是層出不窮，包括收集裝置、過濾裝置、滲透裝置以及儲存設施等。在德國的雨水利用措施中主要的做法可以分為三種：第一是對于建筑屋頂的給水儲蓄系統；第二是道路的截污攔污措施，首先是對于城市道路的雨水管口均設有截污攔污裝置，用于攔截地表徑流中攜帶的部分污染物，使得之后儲蓄的雨水能夠保證相對良好的水質，其次對于路面設置透水鋪裝對減少不透水路面面積，通過滲透原理補充地下水資源；第三是生態社區雨水回用體系，在社區沿排水道鋪設表面附有植有草皮的滲透溝，，供雨水徑流流過時下滲。超過滲透負荷的雨水則排入雨洪池或人工濕地用[3]。

3 “海綿城市”理念的由來與發展

海綿城市之所以用海綿來對城市的吸附功能進行比喻一開始只是因為業內和學術圈中的人們的一種習慣，例如布吉(Budge)利用海綿來對城市對人口的吸附現象進行比喻。當下海綿這個詞越來越多的是用來對城市或者區域地塊對于雨洪調蓄能力的一種比喻。“海綿城市”、“海綿體”等這些非本專業學術性概念之所以在領域內得到認可以及大面積的應用，原因就是其中的洪澇管理以及水資源利用概念收到領域內的一致認可，雖然對于具體的措辭有所不同，但是對于其表達的核心理念是共通的，“海綿城市”直觀地表述了具有“海綿特征”的城市，而其他概念的“海綿”重在海綿城市功能的載體[4]。

4 海綿城市主要技術理論的發展

低影響開發技術是海綿城市的主要技術理論，低影響開發（Low Impact Development）源于上世紀九十年代的美國，其原理是利用可以對地表徑流進行貯存、滯留、滲透、蒸騰的場地規劃技術，盡可能使所要開發的地塊保持最原始的狀態，減少地域開發對于徑流量的影響，并控制通過徑流排入地表水的污染物總量[5]。與污水處理較大規模的工程措施不同，低影響開發技術傾向于通過設計零散的、規模較小的技術措施對于污染從源頭進行控制從而達到對地表徑流中污染物的去除，使開發場地的水文循環盡量接近于自然[6]。我國低影響開發（LI D）技術[7]主要包括：

4.1 綠色屋頂

植被屋頂系統，又稱綠色屋頂。主要由土層、覆蓋在土層上的植物、草坪以及樹木和結構層（植物根阻攔層、排水層、防水層）組成。綠色屋頂是改善城市生態環境、減小徑流、凈化空氣、降低室溫、豐富城市景觀的一項重要措施。目前“精細型”綠色屋頂逐漸被“粗放型”綠色屋頂（更少的結構材料、土層）所取代[8]。

4.2 透水鋪裝

通過在道路表面營造孔隙（微孔或大孔），使得路面具有透水功能，從而形成透水路面。道路雨水徑流是面源污染的重要來源之一，減少徑流量即可減少面源污染。透水鋪裝包括透水墊層、透水表層磚等結構，通過透水鋪裝措施可大大改善道路雨水的滲透速度以及滲透總量，減少地表徑流量以及減少路面積水現象，同時對徑流中懸浮顆粒物有較好的截留過濾作用[9]。

4.3 植被淺溝

植被淺溝是指在道路或者匯水分區內的溝渠表層附上植被的一種施工措施，又稱為植草溝或植草渠。該技術措施在采用重力流方式收集雨水過程中通過植被和土壤的滲透攔截作用使雨水徑流污染得到控制。其開放式結構非常適用于有一定坡降地勢的小匯水面源頭控制，也可作為匯流的輸送過程控制措施。由于在設計和布局上的靈活性以及價格優勢，植被淺溝能夠被廣泛應用于各種環境。

4.4 雨水花園

雨水花園，又稱植生滯留系統或下凹式綠地。其中有被樹葉覆蓋的地表層、以及地表覆蓋物之下的土壤層、多樣性植物和達到一定深度的徑流滯留區、進水口、出水口以及溢流口。雨水花園可以通過一定的滲透過濾方式來對地表徑流的水質以及水量進行一定程度上的控制，對地表徑流中的污染物有一定程度上的攔截作用，經過滲透過濾處理的地表徑流可對城市或者地塊區域的地下水有一定程度上的補充。

5 海綿城市今后發展趨勢

當今海綿城市理論已基本成熟，部分地區已進行到試運行階段，在今后發展過程中，海綿城市基礎設施建設會不斷改進，理念會逐步更新，來更加適應我國實際情況，海綿城市的管理和維護也會不斷的智能化，隨著海綿城市的不斷發展和完善，傳統城市建設與發展理念會發生轉變，開發和建設都會崇尚遵循順應自然、與自然和諧共處的低影響發展模式，在人、城市與其資源環境的協調發展中實現人與自然、土地利用、水環境、水循環的和諧共處，海綿城市會將城市的建設與發展提升至新的高度。

結語

隨著我國海綿城市理論的推廣以及LID設施的進一步廣泛應用，我國海綿城市的管理和維護也會逐漸趨于成熟和完善。城市的面源污染以及洪澇災害問題將得到進一步緩解的同時水資源再生利用以及水環境可持續發展將更進一步。