陳虎，趙迪，田宇荃

（湖南文理學院資源環境與旅游學院）

1 海綿城市概況

1.1 海綿城市概念

一般而言，海綿城市集排、滯、蓄、滲、凈、用水等功能于一身，可以在城市暴雨時期快速排水，將大部分雨水儲存起來，用作植被灌溉等用途；同時還能凈化污水，防止澇災期間的疾病擴散。據統計，城市傳統排水模式排放的地表徑流大于80%，而海綿城市對地表徑流的排放小于40%（見圖1）。

1.2 海綿城市建設的原因及意義

在城鎮化建設過程中，自然滲水道路硬化為不透水路面、建筑用地的增加等加大了地表徑流系數，使雨季降水滯留在地面而無法下滲，暴雨時期極易形成內澇，對城鎮居民的生命財產造成一定威脅[1,2]。

此外，國家越來越注重解決城市問題，為了提高城鎮建設質量，保證城鎮居民的生活水平以及維護城鎮的生態穩定，急需研究一套人與自然和諧發展的解決方案。海綿城市的建設為解決城市生態問題提供了技術支持。

1.3 國內海綿城市建設現狀

圖1 海綿城市對平均地表徑流的處理

我國的海綿城市建設有相關政策的大力支持，2013 年《習近平同志在中央城鎮化工作會議上講話》提到“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”；2015 年《國務院關于印發水污染防治行動計劃的通知》提出“水十條”措施等。截至2018 年，全國共有30 個海綿試點城市。但是，各試點城市的效果并不明顯，仍然存在許多問題。

海綿城市的研究對象主要是水，我國城市的水問題主要包括：淡水資源短缺、水資源開發過度、水質污染嚴重、城市內澇、地下水位降低等問題，嚴重影響城市的居住環境與生態平衡。恢復城市化過程中被破壞的生態環境，維持城市的生態平衡，是海綿城市概念的生態核心。因此，“海綿城市”中的生態建設問題是重中之重。

1.4 國外研究現狀

國外對海綿城市的研究較多較深，時間較早，基本形成了完備且發達的體系。

1.4.1 美國

美國對雨水的利用強調生態和低影響開發（Low Impact Development，LID），是一種強調通過源頭分散的小型控制設施，維持和保護場地的自然水文功能，有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加等問題[3]。以西雅圖市為例，2004 年建立了西雅圖樣板街區，將15%的水泥地面改造為有植草溝相連的雨水花園等生態地面，且在2007 年大暴雨期間，98%的暴雨徑流留在原地，沒有造成城市內澇。

1.4.2 德國

德國的“雨水收集系統”主要有三種：一是屋面雨水蓄集，利用屋頂收集雨水作為工業和生活用水[4]。其中，綠色屋頂也屬于屋面雨水集蓄設施；二是雨水截污與滲透，如漢諾威的Kronsberg居住小區有雨水滲透溝、生態植草溝等生態海綿體對雨水進行截流凈化和下滲；三是生態小區的雨水利用。

2 生態海綿城市概況

2.1 生態海綿城市

優先考慮生態效益，需要最大限度地恢復被破壞的自然生態系統。生態海綿城市是以綠色植被或生態手段為“海綿體”的城市建設，不僅能使降水自然儲存、凈化，減少其他物理化學手段造成的二次污染，還能形成城市生態景觀，保護城市生態多樣性，為居民提供環保休閑場地。

2.2 常德市的生態建設

2.2.1 海綿城市示范區概況

示范區主要位于常德市武陵區，地處洞庭湖西部，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，全年平均氣溫16.5℃～17.5℃，年降雨量1400 毫米，年均相對濕度68%～89%。地形以丘陵和平地為主，占地總面積為289km2，其中城區占地約90 km2。境內湖泊有白馬湖、柳葉湖等，穿紫河水系全長為17.3 km，是常德市唯一一條環城水系。

2.2.2 部分生態海綿體設施

1）雨水花園

主要通過植物、土壤、微生物系統來蓄水滲水、凈化地表徑流。其中設有立體溢流井，能有效控制混合污水，還可以在降水期間對雨水進行截留下滲，有效去除徑流中的懸浮顆粒、重金屬離子等污染物。

2）生態植草溝

是一種低于地表的種植植物的溝渠。與傳統排水溝渠相比，植草溝中的植物能減緩地表徑流流速，增加徑流在溝渠中的滯留時間，使更多的地表徑流下滲，且能過濾凈化地表徑流中的懸浮顆粒等污染物。

3）生態停車位

使用由透水磚、水泥砂漿、透水混凝土、碎石、素土等組成的透水鋪裝停車位，對增加雨水的滯留與滲透有一定作用。

4）綠色屋頂

通過在屋頂種植植物的方式截留和集蓄雨水，包括耐根穿刺防水層、排（蓄）水層、隔離過濾層、基質層、種植層等。一般適宜作綠化的為6 層以下、18 m 高度以下的建筑物的平面頂及坡度小于 15°的坡屋頂。

常德市區主要在校區、購物中心等有集中且面積較大的綠色屋頂，能夠補償被建筑物占用的綠地，降水時減少屋頂徑流、儲蓄雨水。同時綠色屋頂儲蓄的雨水經沉積、凈化后，還能作為廁所用水，提高利用率。

5）儲水公園

比較典型的有被稱為常德“綠心”的白馬湖文化公園，其水面約有18.5 萬m2，占公園總面積的1/3，還有7.8 萬m2的綠地，其核心建筑物“三館”“三中心”占地5.2 萬m2，部分屋頂種植有灌木和 草坪。

2.2.3 建設生態海綿體的效益

1）生態效益

大部分生態海綿體的主體為綠色植物，能調節局部小氣候，通過光合作用、蒸騰作用吸收陽光、釋放水分，調節局部溫度和濕度，緩解城市熱島效應。其次，生態植草溝等海綿溝渠代替傳統地表排水溝。第一是增加地表徑流的下滲，對地下水進行回補；第二是凈化地表徑流，防止混合污水直接排入河流造成的水污染和水環境破壞；再者，城市人口眾多，使用汽車等產品向大氣排放大量二氧化碳、粉塵等廢氣和污染物，且城市光噪污染嚴重，植物葉片對懸浮顆粒、光、噪音等有一定的吸附和吸收能力，光合作用也能消耗大氣中的二氧化碳，釋放氧氣。

2）社會效益

綠色植物具有一定的觀賞性，雨水花園、儲水公園等既可用作水工程，又可豐富鋼筋水泥灰色城市的景觀。生態海綿體可以結合休閑娛樂，如白馬湖公園的娛樂健身場地使用塑膠等透水 材料。

3）經濟效益

海綿城市實施雨污分流，減小了污水處理的壓力；生態海綿建設可以催生在園林、規劃、制造、維護等方面的就業機會，促進第三產業的發展，帶動相關領域的就業機會。

3 結語與展望

常德市對城市水問題所采取的主要生態措施是建立雨水滲透系統（如生態植草溝）、雨水滯留系統（如綠色屋頂）、雨水集蓄系統（如儲水公園）、雨水凈化系統（如雨水花園）等，采用LID 模式協調城市與生態之間的關系。

結合常德市現有生態海綿體和國外對雨水利用的成功案例，對未來的海綿城市建設提出以下設想：

①提高屋面的利用率，對于滿足建設綠色屋頂的建筑要推動屋頂綠化的行動；不滿足建設綠色屋頂的建筑可以采用屋頂雨水集蓄設備儲蓄屋頂徑流，初步凈化后可用于家庭廁所用水、園林灌溉用水等。

②加大對水泥地面的改造，公路采用滲水材料，公園、小區等人行道可以建設為雨水綠道，部分停車場可以改為鋪有滲水材料的生態停車場。

③政府呼吁全民參與“海綿建設”，讓市民建設家庭“小海綿體”，收集雨水后用水泵輸送到每家每戶，可用作澆花、廁所用水等。不僅能提高雨水的利用率、減小了地面徑流，還節約了干凈的水資源，減少居民的用水花費。

我國海綿城市的起步較晚，實際情況較復雜，對傳統的排水管道系統的更新替換需要時間。海綿城市建設是長期工程，不能因為試點期間出現的問題而全盤否認海綿城市未來帶來的效益。其次國民提高海綿意識，全員參與海綿建設，能使我國打造海綿城市更順利。目前我國要在借鑒國外成功經驗的同時結合各地的實際情況，慢慢摸索出真正適合自己的道路，才能使海綿城市的功能發揮到最大。