淺談海綿城市建設現狀及存在問題

鄧恒

摘要：工程基礎建設的增加帶來水資源分配不合理的問題愈加顯著，由此海綿城市概念應運而生，海綿城市建設有效的解決了水資源流失和旱澇災害發生的問題，海綿城市的推廣對整個生態環境的發展和建設都具有重要意義。目前海綿城市建設仍處于摸索階段，其建設過程中存在諸多問題，本文綜合分析了當下眾多學者針對海綿城市的建設的研究現狀，進一步提出了海綿城市建設中的主要問題，最后給出了適當性的建議，以期為海綿城市建設提供一定的借鑒價值。

Abstract： With the increase of engineering infrastructure， the problem of unreasonable distribution of water resources is becoming more and more obvious. As a result， the concept of sponge city came into being. The construction of sponge city effectively solved the problems of water loss and drought and flood disasters. The promotion of sponge city is of great significance to the development and construction of the whole ecological environment. At present， the construction of sponge city is still in the exploratory stage， and there are many problems in the construction process. This paper comprehensively analyzes the current research status of many scholars on the construction of sponge city， further puts forward the main problems in the construction of sponge city， and finally gives appropriate suggestions， in order to provide some reference value for the construction of sponge city.

關鍵詞：海綿城市;研究現狀;存在問題;措施

Key words： sponge city;research status;existing problems;measures

中圖分類號：TU992 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0085-02

0 ?引言

近年來，我國基礎建設飛速發展，在提供人們優質生活的同時也帶來了一系列的問題[1]。道路硬化、房屋建設等工程直接影響了城市、鄉鎮的水循環系統，這種不透水墊層一方面導致了雨水、冰雪融水等水資源的大量流失，資源的大量浪費，另一方面給城市排水排澇系統帶了巨大的負擔，尤其在每年7-9月份的汛期，排水排澇不及時可能直接導致洪澇災害的發生，給人們的生活帶來巨大的財產損失，甚至直接威脅人類的生命安全。基于此問題，一種新的管理理念及配套措施應運而生——海綿城市。2003年，北京大學俞孔堅教授[2]最早提出了“海綿”這一概念來比喻自然環境、河流湖泊等對城市旱澇災害的調節能力，即類似海綿一樣，在水分充足時將水分充分吸收，蓄積在海綿內部，在需要水分時，可以方便的將水分從海綿中提取，推廣這一理念到城市建設中，即為海綿城市的建設。海綿城市概念的示意如圖1所示。城市化的建設是未來發展的重要趨勢，民心所向，因此海綿城市的合理推廣及廣泛應用也是未來必不可少的關鍵環節，但目前由于在海綿城市建設的理論知識、建設方法、管控措施等方面存在許多不足之處，給海綿城市建設帶來了一定的開發難度，尋求科學合理、便捷高效的海綿城市建設系統也是現階段國內外眾多學者研究的主要內容。

1 ?研究現狀

致力于海綿城市的建設，不少學者已經開展了相關的課題研究[3-4]。一些學者通過構造生態濾池建立了實驗模型來模擬海綿城市的運營方法，并針對生態池底部堵塞及植物管理等問題進行了研究，其通過物理、生物多方法探究了生態池的建設合理性問題，或者以低影響開發（Low Impact Development）技術在城市中布設源頭控制裝置來調控雨水的徑流和污染，通過不斷探究不同的LID單體模型及多項目模型，分析了土壤滲透率、生物滯留池、植物表面糙率等參數的敏感性問題，以不同城市背景給出了適宜當地城市的主要參數模型，從而達到進一步完善的海綿城市設施建設的目的。

另一些學者[5-6]發展性的探究了一種無砂混凝土，即透水混凝土。這一透水混凝土在保證混凝土正常功效的同時將雨水、雪融水直接通過透水混凝土下滲到地下，完成水資源的地下徑流過程，同時保證了綠化植物生長過程中的部分水分供應。其主要研究手段是通過“絕對體積”、“比表面積”等不同實驗方法對透水混凝土進行設計，監測不同方法對混凝土的工作性能、力學性質的影響，最終得出了合理的混凝土配比、骨料尺寸及膠凝材料選用等參數，為透水混凝土在工程中應用于推廣奠定了理論基礎。

針對海綿城市的管理模式、政府管控措施、人為地理條件等方面，學者們開展了對海綿城市的建設研究[7-8]。從當下海綿城市的現狀問題出發，針對各個城市的氣候、基礎建設等條件，合理的增加雨水收集站和布設相應的附屬設施，由政府統籌管理，進行合理的空間規劃。在必要時刻合理的調配水資源以解決人們生活中的用水問題，完善海綿城市的建設。盡管眾多學者開展了對海綿城市建設的實驗研究，但我國國土遼闊，各個城市的地域環境、公共設施、人文條件等各不相同，海綿城市的建設推進方案也就不能一概而論，本文以海綿城市研究現狀為起點，綜合分析了海綿城市建設過程中存在的問題并給出了不同的管控措施，為解決城市雨水流失和洪澇災害問題提供參考依據，對海綿城市的推廣具有重要意義。

2 ?海綿城市建設中存在的問題

2.1 實驗模型與工程實際誤差問題

眾所周知，實驗模型和數值模擬作為一種重要的研究分析方法被廣泛應用在海綿城市建設的推進發展中，其具有造價低、實驗結果可重復、概念模型易調整等優點，但其存在一定的問題。實驗模型或模擬是否能夠精準運用到實際海綿城市建設的工程中是該研究的根本問題。立足于實驗室或數值模擬的研究雖然在結果上獲得了海綿城市建的布設方法、管理措施、概念模型等，但這種研究方式與研究方法對實際海綿城市的一些氣候、土壤條件等參數進行了簡化，真正在實際海綿城市推廣中還存在諸多問題。人們生活的社會環境復雜，自然環境與人文環境的交互作用僅靠實驗模型或數值模擬是無法真正有效解決海綿城市建設問題的，將海綿城市建設推廣到實際生活中是解決問題的重要途徑。

2.2 氣候因素對透水材料耐久性的影響

海綿城市建設的推進勢必要對城市的部分基礎建設進行改造，以推進透水混凝土、透水磚、吸水材料墊層等措施為主要改進方法，但現階段研究表明，對這些透水材料的研究主要集中在其力學性能、材料配比、孔隙結構等對透水墊層的影響，其功能基本實現了吸收、涵養雨水的功能。但在實際應用中，未考慮實際氣候對透水材料的影響，由于透水材料的透水性與材料的孔隙率直接相關，孔隙的增加勢必會減弱透水材料的力學性能，降低材料的耐久性，相比傳統材料無論是在制備工藝、施工方法還是維護保養、缺損補修方面均沒有成熟的系統工藝。因此在雨季有暴雨沖刷作用時，透水材料能否抵抗多次的暴雨強沖刷作用而保證其使用壽命，提高使用年限;自然的季節交替產生的溫度應力會使透水材料產生熱脹冷縮，受周圍約束影響透水材料部分區域會產生裂紋甚至裂隙坍塌從而影響其正常功用及壽命;風力對透水材料的侵蝕、磨損等也會對透水材料耐久性造成重要的影響。由于透水材料特殊的結構組成，其耐久性問題與海綿城市建設的完整性、功效性息息相關，是海綿城市建設過程中的重要一環，但就氣候對透水材料影響的研究還有待進一步加強。

2.3 管控系統不成熟的問題

海綿城市的建設不僅是一項技術（實驗模型、透水材料等）的問題，更是需要融合一個城市的統籌規劃、合理配置的綜合性問題。海綿城市從提出發展至今不過數十年，其在管理模式上仍然存在亟待解決的問題，針對海綿城市的合理化建設當下人們仍然處于一個摸索前進的姿態。對海綿城市合理的規劃能夠使海綿城市建設過程中的技術優勢達到最大化，要充分考慮到城市建設過程中對生態環境的影響，充分考慮當地城市的生態承載力，將建立綠色生態環境與城市交通建設、人文發展相結合，放長眼光，在造福當下的同時為城市未來發展預留充沛的成長空間。但目前還沒有一整套成熟的管控模型系統來適配不同地區不同條件下海綿城市的建設，這就需要眾多研究者和建設者及各級政府協調合作，盡快搭建海綿城市的管理框架，早日完善海綿城市的管控系統。

3 ?結語

海綿城市的建設立足于當下，造福于未來，其功用效益是有目共睹的，致力于海綿城市建設及其普遍推廣是未來發展的必然趨勢。就現階段存在模型誤差問題其最好的解決措施為加快試點城市的建設，將實驗模型應用到實際工程中，為海綿城市全面化提供有力的經驗數據。加快氣候條件對透水材料耐久性影響的問題研究，開展對透水材料多方面、綜合考慮的工況條件研究，為實際工程透水材料的耐久性提供必要的數據支持。不斷探索合理的海綿城市管控系統，開展多城市不同模式的試點，最終建立完善的海綿城市管理模式。海綿城市的建設勢必會加速我國現代化事業的發展，為人們未來的生活添光添彩。

參考文獻：

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[2]俞孔堅，李迪華.城市景觀之路：與市長們交流[M].中國建筑工業出版社，2003.

[3]劉碩敏，吳榮芳，劉燦燦，王冬梅，解清杰.海綿校園建設中重力流生態濾池的管理問題與對策[J].排灌機械工程學報，2020，38（03）：261-265.

[4]馮峰，馬志坤，靳曉穎，謝秋晧.基于LID和雨水鏈的海綿城市微觀細胞設計[J].人民黃河：2020，42（5）：67-70.

[5]王曉妍，湯國芳，孟祥輝，盧傳泰，吳帥，馬忠華.透水混凝土在“海綿城市”建設中的應用研究[J].江蘇建材，2020（01）：17-19.

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[7]馬騰.海綿城市理念在城市規劃中的應用與建議分析[J].住宅與房地產，2019（33）：62.

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