海綿城市排水系統優化與城市內澇整治

李狄

摘 要：城市內澇嚴重阻礙了城市居民的日常生活和工作，成為限制城市發展的主要因素。文章比較了美國、德國等國外發達國家，還有國內北京、武漢、揚州、贛州的排水系統特點、管道數據以及蓄/排水量，找出它們的優勢和不足，得出綠色海綿城市建設與城市排水系統應進行良好的配置，才能減少城市內澇的發生，使城市得到可持續發展。

關鍵詞：海綿城市;城市排水系統;城市內澇;優化配置

城市內澇，不但給人們的日常生活造成了極大的不便，更造成了嚴重的經濟損失[1]。2015年全年，在我國有154個城市發生了內澇的情況，共計受災人數高達250萬人，經濟損失達80億元。海綿城市的主要規劃建設理念是“緩釋放慢”和“源頭分散”控制，追求城市人水和諧已成為各國城市建設的重要選擇。[2]。雖然海綿城市能夠解決一部分城市內澇問題，但由于城市建設過程中老城區一些地面設施以及地下管道因為各種原因無法進行改造，導致一些城市的內澇問題沒有從根本上得到緩解。國外在城市排水方面有一些可以借鑒的地方，國內也有一些年代比較悠久的排水系統對于解決城市內澇起到了很好的作用，但是從以往的研究來看，對這方面進行比較、分析和歸納的研究尚少。本文比較分析了中西方排水系統的優劣，探討了海綿城市建設過程中的優點和不足，試圖從各種海綿城市和排水系統的建設中找出一個比較適合解決城市內澇的方法。

一、海綿城市與城市排水系統概述

（一）海綿城市

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在應對雨水帶來的自然災害和適應環境變化等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，國際通用術語為“低影響開發雨水系統構建”[3]。下雨時，它會吸收水并儲存水，當需要時，儲存的水將被釋放和利用。“海綿城市”材料應具有優良的滲透性、抗壓性、耐磨性、抗滑性、環保性、美觀性及色彩鮮艷、舒適、易維護、吸聲降噪等特點，建成“會呼吸”的城鎮景觀路面，有效緩解城市熱島效應，讓城市道路不再過熱。海綿城市象征著城市發展理念和建設模式的轉變，中國130多個城市制定了建設規劃，其目標的核心是通過海綿城市建設來吸收和利用當地70%的降雨。2020年，20%的城市建成區將滿足這一要求。如果一個城市的總面積為100平方公里，在2020年至少20平方公里將滿足這一要求。2030年，80%的城市建成區將滿足這一要求。

（二）城市地下排水系統

城市排水系統的主要部分是下水道，早在古羅馬就有下水道設施出現。現代下水道的雛形起源于法國的巴黎。到目前為止，巴黎仍然擁有世界上最大的下水道系統[4]。一個好的下水道系統對于市民的交通出行、城市的防洪排澇、飲食的衛生防疫等都起著巨大的作用。城市排水系統管理是一個長期動態的復雜過程，它涉及城市管理的多方面內容和多主體利益[5]。本文主要通過分析城市排水系統以及海綿城市，了解如何建設一個良好的排水系統，從而減少城市內澇，為城市的發展做出更大的貢獻。城市排水系統是城市公共事業的組成部分，負責城市污水和雨水的處理和排出。城市排水系統規劃是城市總體規劃的重要組成部分。城市排水系統通常由排水管道和污水處理廠組成。污水和雨水被分流，污水從排水管中收集并送入污水處理廠，排放到水體中或循環利用，雨水從排水管中收集后，排放到水體附近[6]。在必要的技術條件下合理設計城市排水系統是規劃設計中的一個重要方向。為了解決這一問題，中國出臺了《城市排水許可管理辦法》。

（三）海綿城市與市地下排水系統的關系

海綿城市建設應遵循生態優先原則，將自然法與人工措施相結合。在保證城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現城市雨水的積累、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護[7]。“海綿城市”的建設并沒有用一種新的排水系統取代傳統的排水系統，而是對傳統排水系統進行了還原和補充，最大限度地發揮了城市本身的作用。在海綿城市建設過程中，應綜合考慮自然降水、地表水和地下水的系統性，協調水資源循環利用的各個環節，如協調供水與排水的復雜性和長期性[8]。

二、國內外海綿城市與城市排水系統現狀與發展趨勢分析

作為城市基礎設施建設的重要一環，國內外對下水道的建設都是比較重視的。國外的城市排水標準，紐約是“十至十五年”的標準（注：一次降雨滿足36mm/h），東京是五至十年，巴黎是五年一遇的標準。近年來，在每一個汛期，暴雨使中國許多城市成為水鄉，暴露了城市排水系統的脆弱性[9]。城市內澇日益成為中國城市發展的一大弱點[10]。每年雨季來臨，總有不少城市相繼加入“水城”隊伍。全國防汛抗旱總指揮部2013—2015年度數據顯示，包括北京、上海、深圳、廣州、武漢等地，全國平均每年180個城市發生洪澇災害，2013年城市洪澇災害發生率為23.4%。媒體梳理發現，近年來，除了東南沿海，四川盆地、華北地區、東北等內陸城市內澇也變得嚴峻。

（一）國內海綿城市與城市排水系統現狀

從表1比較可以看出，目前國內的部分城市排水系統尚未做到管道寬度夠大，比如北京、武漢和揚州，不能保證徑流量，出水口多，坡度大，與之配套的蓄水設施也不齊全，另外地面透水做得也不夠完善，導致在雨量很大的時候依然積水很多，發生內澇。這不僅需要保持管道通路大，而且需要與池塘、河流等方便排水蓄水的地方緊密結合，并隨時保證水路通暢，如贛州規劃比較好，可以借鑒。

（二）國外海綿城市與城市排水系統現狀

從表2可以看出，國外的排水系統具有空間大、排水量高、維護監控機制完善、清理機制完整不易堵塞、總長度大、支線分布廣、雨污分流處理效率高、雨水循環回收利用等特點，處理方式多樣，充分利用雨水，減少內澇風險。

（三）國內外近年發展趨勢

1. 城市的氣候是多變的

近年來，中國降水有兩種主要的空間格局：一種是“南澇北旱”，華南和華北地區的降水是完全相反的。從20世紀70年代末開始，南方和北方的降水量減少。一種是三明治的形式，華北、華南地區多、江淮地區少，兩頭多中間少，隨后夾心形態有所加強。

2.城市規模增加

隨著經濟的發展，超大、新興城市以“煎餅”的形式迅速向郊區擴張。環道、互通立交和巨型社區出現在郊區，但沒有提供有效的配套基礎設施，更不用說地下排水管網的規劃和建設。原有排水系統不能滿足功能和規模的需要。

3.城市市政建設的偏差

隨著城市的擴張，市政建設也在擴大。因為城市下水道的投資不能給政府帶來效益和成就，地方政府受經濟投入、建設秩序和城市規劃的限制，更愿意在城市基礎設施投資，如電信、石油、天然氣、地鐵、房地產等，形成有利于政治成果的評價，而往往對地下排水不夠重視。[13]

“海綿城市”意味著城市可以像海綿一樣吸收水，是城市建設的新理念[14]。它突破了傳統的“以排為主”的城市雨水管理理念，以建筑、綠地、廣場、道路、水系等多種基礎設施為載體，綜合利用滲透、滯留、蓄存、凈化、回用、外排等多種生態化技術，構建新型的城市低影響開發雨水系統。為了解決城市內澇問題，改善居民的生活環境，保證城市的安全運行，就必須全面審視現有的排水系統，改變傳統的排水系統設計方法，系統化地對排水系統進行規劃設計，從根本上解決內澇問題。

基于以上研究發現，由于城市的快速發展，許多城市氣候變化導致降雨增加，加上基礎設施配套不完善，對地下排水設施不重視，使得很多城市排水設施不能滿足需要，導致下雨就容易出現內澇。在城市的建設過程中，我們需要全面考慮，既要將地面綠化、地面吸水蓄水做好，也要考慮地下管道分流調節排水能力，這樣才能持續發展，解決城市內澇問題。

三、海綿城市與城市排水系統優化配置對城市發展的影響

一是盡最大努力維護城市原有生態系統的完整性;二是積極采取有效措施對殘缺的自然生態環境進行相應的整治修復工作;三是對現代化城市實行低影響的開發以及改造工作。[15]

（一）對延遲現代化城市的內澇現象做出了巨大的貢獻

海綿城市的建設理念在城市中是從解決城市雨水洪澇問題開始運用的，它積極地對雨水進行調蓄以及進行雨水資源的儲存收集工作。由于雨水過后城市地下水量增加，海綿城市的建設理念積極地對地下水量合理排放與利用，城市的雨水管理系統得以完善。另外，海綿城市的構建，著重在自然生態環境體系進行水系統的管理以及調節工作，使傳統的市政地下排水管道和泵站提供水源的現狀真正得到了改善。

（二）促使優質的水循環系統形成

海綿城市的建立能夠有效降低我國城市洪澇災害發生的頻率，此外也能夠改善我國水資源短缺的現狀，以及對惡劣水質進行優化[16]。首先，海綿城市構建對森林生態環境的修整極為重視，一些地區森林砍伐現象極為嚴重，導致森林面積銳減，雨季時節水土流失得極為迅速，因此應該鼓勵當地居民退耕還林，政府下發經濟補貼，使當地人們的經濟來源有所保證;其次，森林生態系統的修整工作是海綿城市建設中的重點之一，但城市生態系統的修整與治理工作也應該積極開展，大眾廣場、硬地以及化工建筑工程作為城市中與地面貼近的建筑，在材料的挑選上應該多下功夫，多耗時間，盡最大努力使建筑原料或者工程材料具有通透性能，具有較強的透水透濕的屬性。

（三）預防城市水土的流失

我們都應該肯定的是，任何一個城市如果想要實現優質水源，防風防暴，以及為動植物提供優良的棲息環境，那么對城市水土進行有效的維護和儲備是最為關鍵的環節之一。[17]海綿城市的完美構建，在城市對雨水進行防控的實踐環節中提供了方便，實現防控工作的簡單進行，最終取得優異的成效。在海綿城市建設的實踐過程中，城市建設者應該明確城市開發前后水文屬性特點大體與原先保持一致，海綿建設的理念從始至終都在堅持低影響開發的規則。我們知道任何城市實現對該城市的水土進行高效維護的目的，均脫離不開對雨水進行科學的防控工作。[18]

總之，城市雨水調蓄儲存、城市綠化、地面透水、水土防護等方式都有利于城市對雨水進行合理處理，降低地面積水，減少內澇災害，實現城市的全面協調可持續發展。

四、結語

綠色海綿城市與城市排水系統優化配置對城市內澇起到一定的促進作用，根據國內外的經驗來看，許多城市之所以在大雨洪災之中保持安然無恙，是因為它們不僅有良好的地面綠化吸水蓄水，對于地下管道的建設也比較完善。這種寬度和深度都保證了地上水滲透到地下以后能及時排出，不至于存積造成內澇。

海綿城市的建設已然成為主流趨勢，海綿城市控制城市雨水徑流，以實現城區內雨水就近吸收、儲存、滲透、過濾、凈化等目標，達到雨水自然存積、自然滲透，緩解雨季內澇影響，達到水資源循環利用的效果。

我國目前的現狀是對于海綿城市建設比較看重，但是很多城市并沒有推廣海綿城市建設，在建設的過程中也存在許多問題，許多城市在海綿城市建設以后在下大雨時仍然會出現城市內澇等現象。另外大部分城市只注重地面部分的建設，如地面吸水和城市綠化，卻比較少注重地下排水系統的建設，比如管道擴建等，這些問題都值得我們去借鑒思考。

國內的排水系統應做到管道寬度夠大，保證徑流量，出水口多，坡度大，與之配套的蓄水設施齊全，不僅保持管道通路大，而且與池塘、河流等方便排水蓄水的地方緊密結合，并隨時保證水路通暢，只有這樣才能做到在雨量很大的時候及時排水，減少城市內澇的發生。國外的排水系統具有空間大、排水量高、維護監控機制完善、清理機制完整不易堵塞、總長度大、支線分布廣、雨污分流處理效率高、雨水循環回收利用等特點，排放方式多樣，充分利用雨水，減少內澇風險。基于以上研究發現，由于城市的快速發展，許多城市氣候變化導致降雨增加，加上基礎設施配套不完善，對地下排水設施不重視，使得很多城市排水設施不能滿足需要，導致下雨就容易出現內澇。在城市的建設過程中，我們需要全面考慮，既要將地面綠化、地面吸水蓄水做好，也要考慮地下管道分流調節排水能力，這樣才能持續發展，解決城市內澇問題。城市雨水調蓄儲存、城市綠化、地面透水、水土防護等方式都有利于城市對雨水進行合理處理，降低地面積水，減少內澇災害，實現城市的全面協調可持續發展。

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作者單位：

贛南師范大學地理與規劃學院