“海綿城市”視域下對循環體系的探討

胡雨婷 梁曉紅 趙雪妍 陳映珠 郎靖怡

(東北林業大學園林學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

21世紀是一個不平凡的世紀，我們所處的時代科技飛速發展，人類文明達到了前所未有的高度。但我們的生活環境也隨著工業發展、人口密度加大等等產生了一系列的問題，城市面貌“千城一面”，建筑林立高聳入云，到處都是鋼筋混凝土大廈，城市綠化減少，熱島效應日益嚴重，水資源相比以往更加稀缺，各類污染嚴重，城市彈性減弱，自然災害不斷發生。所以，未來城市的發展趨勢一定是建設一個更加具有彈性、更加生態平衡的城市，海綿城市應運而生，而如何將海綿城市建設得更加完善、系統是我們應該探討和研究的問題。

2 循環體系與“海綿城市”的聯系

我們的城市規劃與建設是在一窮二白的基礎上，可以說是在摸索中探究出來的一條路，起初是建國前，例如德國、日本等國家在部分半殖民地城市所進行的一些規劃與建設，新中國成立后蘇聯先后來了四批專家對城市規劃與建設進行了技術性的指導，之后就是我們的前輩、無數科學工作者一點點摸索出來的，適于中國現狀與國情的城市建設方法。

由于我們城市的建設與規劃并不是整體進行的，有的是新區包圍舊城區，有的是局部開發翻新舊城區，所以在建設海綿城市這一方面并不能達到理想化的設想。舉個例子，在城市道路基礎良好，城市肌理完善且有一定的歷史意義的情況下，我們不能將整個城市的路面都完全廢棄重新翻修成透水性路面，我們也不能拋棄原有的綠化系統建設下沉式綠地，這樣既破壞了城市的原有肌理與歷史回憶，也會耗費大量的資金與人力，在翻修的期間也會給人們的生活帶來大大的不便。海綿城市建設的周期肯定不是僅僅五年、十年，我們需要長時間的投入與改建才能收獲回報，單靠建設一個濕地公園，建設一個有海綿城市理念的小區綠化是遠遠不能做到的。

所以，為海綿城市的建設提出一套可行的循環體系是重要且必要的，那么在城市不能大拆大建的情況下，我們如何建設一套完整的循環體系呢。本文中的循環體系基于建筑，建筑在物理條件上是組成城市的一部分重要因素，考慮需要投入的資金與實際的難度，改建建筑優于改造城市。將部分表皮改建使之更有生態效益，聯系建筑內部產生的廢水、廢物整體循環處理再反哺給建筑表皮的生態綠化，在海綿城市的生態大循環中加入人工小循環，這也是海綿城市的再發展，有利于海綿城市的建設、完成生態系統的循環。

3 基于“海綿城市”對循環體系的思考

3.1 水處理與循環體系

水資源的循環利用是循環體系的重要組成部分之一。在當代城市建設與發展中，水資源是必不可少的重要資源，各種人居活動與生產活動都需要水資源。而隨著城市用水需求量逐步增加，如何合理有效地利用水資源、提高水資源利用率成為了城市發展中的重要課題。

在本循環體系中，水體循環主要分為三部分。第一部分是自然生態水體循環，打造具有與“海綿城市”理念相符的建筑，將建筑屋頂的表皮生態綠化，這種生態綠化不同以往的屋頂綠化，我們選擇種植農作物，既能提高生態效益也能緩解糧食壓力、縮短糧食里程。農作物會自然地吸水儲水，農作物本身可利用的水會被植物本身吸收，多余的水分被水循環裝置收集；第二部分是人工水循環體系，在城市用水中，市民生活用水占據了較大的一部分，同時，大部分生活用水在使用后會轉化為不同污染程度的廢水，被無差別排放。這一過程會造成水資源的大量消耗，給城市供水帶來巨大壓力。隨著城市化進程的加快，水資源的供需矛盾會更加尖銳，進而影響城市經濟的發展和居民的生活質量。在人工水循環體系中，城市生活用水按照功能與接觸程度被分門別類，通過具體的分類對生活污水進行回收、凈化和循環使用。我們主要把生活污水分成灰水及黑水兩大類，由廚余、沐浴、盥洗產生的灰水，在一定程度上受到污染較小，可以通過簡單過濾裝置處理轉換成低品質的生活用水，再通過水循環體系對屋頂農作物進行灌溉，而含有糞便物質的黑水，由于沖刷糞便等排遺物和排泄物污染程度較重，難以進行深度的凈化處理以用于生產生活，我們會通過循環裝置對其處理，將有害水質處理成無害廢水再排掉。對生活污水的處理與利用就是水循環體系的第二部分；第三部分是農作物微觀水體循環，屋頂農作物本身進行光合作用、呼吸作用，微觀上水分子參與這一部分循環。

3.2 固體廢棄物處理與循環體系

循環體系中的固體廢棄物處理與循環也是較為重要的一部分，屋頂生態農作物的生長必然少不了肥料，而生活中人們也會產生一些廚余垃圾，其實這些垃圾通過處理便可以成為很好的有機肥料，如何創造一個無危害的、生態的、有機的固體循環體系便是我們應該思考的問題。

對此，本循環體系中的固體廢棄物循環與利用主要包含兩部分，綠化廢棄物和廚余廢棄物。綠化廢棄物是指屋頂農作物自然凋落或由人工修剪時，所產生的枯枝、落葉、草屑等植物殘體。將綠化廢棄物通過循環裝置處理成肥料，再將其回歸土壤，充分利用，便可以替換掉黃土，產生更好的效益，將水分更有效的鎖住，實現綠色廢棄物的循環利用，同時也減少了人工處理綠化廢棄物的人力物力消耗；廚余廢棄物主要是生活中產生的廢棄物，例如丟棄不用的菜葉、剩飯、果皮等等，這些通過廚房的水池下面的廚余粉碎機將垃圾粉碎，再通過固體循環系統沼氣發酵直接連入到水池管道接口處，成為供給農作物肥料系統的一部分，循環體系工作流程圖見圖1，示意圖見圖2。

4 循環體系的社會價值

4.1 循環體系相對于其他循環裝置優越性

我們的一二線城市，乃至三四線城市，都被人詬病“千城一面”，建筑高聳沒有特點、沒有美感。本文提到的循環體系，首先是通過屋頂農作物完成了吸水儲水，農作物本身可利用的水會被植物本身吸收，多余的水分被水循環裝置收集，同時，與建筑產生的生活廢水一同通過過濾自動儲存，建筑產生的廢物廢氣也會經過處理作為農作物的肥料。整個循環體系相對于其他市面存在的循環體系有如下幾個優點：第一，作為循環體系的第一部分，也就是生態綠化屋頂農作物可以改良城市面貌，打破“千城一面”的局面，給城市在不同季節帶來不同的景色，在城市美化方面優于其他循環體系；第二，本文提到的循環體系將生態循環和人工循環相結合，再反哺給自然，較為完整全面，優于市面上單一的水循環、廢物循環、生態循環；第三，由于本文提及的循環體系有一部分是借助于海綿城市理念的自然生態循環，所以相對于其他的循環體系更加節能、環保，更適于當下時代。

4.2 海綿城市理念下的技術支持

循環體系的不斷完善和創新，意味著海綿城市從一個抽象的理論學術概念，逐步走向實踐，使城市逐漸成為一個低耗能，低污染，少浪費的完整生態系統。循環體系的建設過程為“海綿體”的建設提供了多元方向和措施手段，循環體系建設過程中通過改善現有的灰色基礎設施(城市老舊運輸管道和原有排水排固體廢棄物系統)，建設完善高滲透率、利用率的新型海綿體循環體系，改善城市氣候。循環體系在打破制約的同時，秉承“生態優先，綠色發展”的理念，不斷實踐和發展，為海綿城市的建設提供了方向，其所取得的經濟、社會、教育方面的效益也調動了群眾和政府的積極性，在發展過程中取得的創新性研究，刺激和促進了海綿城市發展，有效推動城市向資源節約、人與自然和諧共生的方向發展。循環體系為海綿城市的建設和發展提供了技術基礎，循環體系在維護城市生態系統的穩定、城市可持續發展和新城開發中都扮演著重要角色。

4.3 海綿城市建設與循環體系的相互促進

城市是一個運動中的有機生態系統，其發展和活動受到城市本身和外在因素的影響，循環體系就是其中一個重要的環節。海綿城市新概念是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用。而循環體系就是在當前城市灰色基礎設施老化，資源流失嚴重，城市污染排量大的現狀上，通過自然途徑和人工手段干預的方式，結合“生態優先，綠色發展”的基本理念，使城市成為一個科學健康完整的有機生態系統。所以循環體系的探討研究與海綿城市的建設相互促進。明晰循環體系的根本目標、措施手段、基本理念，是我們更好地建設海綿城市的根本，實現水體循環向“滲、滯、蓄、凈、用、排”新時代的戰略性轉變和固體廢棄物向“利用，減排，輕質”方向發展，是我們更好地改善與研究循環體系的根本。

5 結語

近年來，海綿城市的建設已經成為城市建設規劃的主流方向之一，我們對海綿城市的建設與打造絕不是在一朝一夕、三年五年之內就能完成的，需要長期的實踐與不斷的摸索，才能探究出一條適宜于當代城市發展的方法與理論體系。怎樣更高效、更合理的建設海綿城市，是我們應該不斷思考的問題。綜上所述，循環系統作為可以提高海綿城市效益的一種體系，將循環系統更加完善，可以將海綿城市的建設推向另一個新的領域，循環系統是海綿城市建設中不可或缺的一部分。