浅析海绵城市建设的认识误区

刘志强，张　倩，李　慧，孙　梦

（青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛266033）



浅析海绵城市建设的认识误区

刘志强，张倩，李慧，孙梦

（青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛266033）

摘要：自2014年11月住建部出台《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统的构建》以来，全国掀起了建设海绵城市的热潮。目前，国内对于海绵城市的建设仍处于探索阶段。在此大背景下，从低影响开发、雨洪调蓄系统、控制指标以及在城市洪涝灾害中的作用等方面分析了对于海绵城市建设在认识上的误区，以期对海绵城市的规划建设提供参考。

关键词：雨洪系统；海绵城市；低影响开发；认识误区

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.03.08

近来，海绵城市建设不断受到政府部门的关注，国务院发布的《关于推进海绵城市建设的指导意见》明确指出，各地方通过综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响。并且提出了到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标的要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标的要求。海绵城市建设在全国范围内展开，在全面建设海绵城市的热潮下更应清楚地认识到海绵城市在解决城市水安全、水资源、水环境以及水生态等一系列雨水问题中的作用。

1　现代城市雨洪管理系统的发展

城市雨洪管理系统建设开始于20世纪70年代末［1-2］，为解决在城市发展过程中所出现的内河污染、洪涝灾害及水资源不足等问题，美国环境保护署（EPA）提出了以深层隧道和调蓄池为主要代表的第一代雨洪管理概念——最佳管理措施（BMPs）。最佳管理措施在一定程度上缓解了城市雨洪问题，但其设施造价高，占地面积与施工难度大，仅对城市雨水起到调节效果。因此20世纪90年代，马里兰州乔治王子郡环境署提出第二代雨洪管理概念——低影响开发（LID），强调从源头实现对雨洪的控制作用，其代表工程为绿色屋顶。低影响开发恰恰弥补了最佳管理措施的不足之处，其设施占地小，对于单个工程的投资相对较少，并具有一定的景观效果，可提高城市的绿地率，改善城市环境。其缺点是只针对于中小型降雨，对于短时间的强降雨以及长时间的大到暴雨，低影响开发设施有其局限性。21世纪初现代雨洪管理系统得到了进一步发展，提出了绿色基础设施（GSI）的理念，最终发展成了美国现行的可持续排水系统（SUDS）以及澳大利亚的水敏感城市设计（WSUD），这构成了第三代雨洪管理系统。低影响开发理念与国内的实际国情相结合形成了海绵城市的概念，海绵城市是基于低影响开发的现代雨洪管理系统。

2　海绵城市建设背景

随着社会经济的快速发展，在城镇化演变过程中，大量的绿地、森林、湖泊、河流等被城市的建筑、道路、空间所取代，从而导致城市中不透水面积所占比例急剧增加，径流系数逐渐增大，不断改变着原有的水文循环途径，使得地下水匮乏、内涝灾害、热岛效应等现象成为国内城市面临的共同问题。大量的雨水资源白白浪费，成为威胁城市安全的隐患，严重阻碍了社会经济的可持续发展［3］。近年来，城市发展过程中所衍生的一系列问题越来越受到政府部门的高度重视。2012年以来国务院先后发布了《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》（国发〔2013〕36号）以及《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》（国发〔2013〕36号），其中均明确提出了在我国推行低影响开发的建设。此外，在新近编写、修订的相关规范中，低影响开发的概念、建设要求均有涉及，如《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）、《室外排水设计规范》（GB 50014-2006，2014版）、《城镇内涝防治技术标准》。2014年11月住建部出台了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统的构建》（以下简称《指南》），明确提出了海绵城市的概念，指导各地的海绵城市建设。并且由财政部、住建部、水利部联合组织海绵城市试点工作，政府以专项资金的形式支持各地海绵城市的发展。然而，在政府部门高度关注以及巨额资金鼓励支持的建设热潮下，更应该保持冷静、理性的思考，清楚地认识到各地区的海绵城市建设重点以及难点，切勿盲目跟风，采用生搬硬套的建设模式。

3　海绵城市的认识误区

《指南》中指出海绵城市的建设过程即为低影响开发雨水系统的构建过程，低影响开发（Low Impact Development）是指通过雨水在进入市政管道之前，在城市中建设小型、分散的低影响开发设施，包括绿色屋顶、生物滞留设施（雨水花园）、透水铺装、雨水桶、植草沟等，将雨水从源头开始进行就地消纳、收集，以缓解排水管道压力，增加雨水的入渗量，提高地下水涵养水平，最终使得城市开发后的水文特征接近开发前。此外，《指南》还提出将径流总量控制率、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等作为主要的控制目标［5-6］。各控制目标之间既有联系又有区别，从场地开发角度，对于中、小降雨总量，采用低影响开发设施通过对总量的控制可实现水质污染与资源利用的目标；对于暴雨流量的情况，通过源头对总量目标的控制可减少对下游场地的排放量，相应地可适当降低市政管网以及雨水泵站的设计标准［4］。因此，可优先选择径流总量控制率作为目标。在海绵城市建设初期，由于国内的低影响开发起步较晚，在认识上可能存在一定的误区。

3.1低影响开发的建设尺度认识存在局限

传统的低影响开发设施以小型的源头分散型设施为主，主要控制目标为发生频率较高的中小降雨事件，在应对短时间强降雨以及大到暴雨事件时有其局限性。我国疆域辽阔，各地的地理条件相差较大，南北方降雨特点也各不相同。仅2015年上半年，我国城市发生不同程度的暴雨内涝已达154座，城市长时间积水，径流污染严重，对城市的生活环境以及后期管理产生了巨大影响，威胁着居民的人身与财产安全［7］。除此之外，国内600座城市中有400多个城市面临供水不足的情况，严重缺水的城市达110个，严重阻碍着社会经济的可持续发展［8］。加之国内城市普遍存在开发强度大、建筑以及人群密集度高、城市绿化率低、可利用空间小等现象，建设海绵城市单靠传统的低影响开发雨水设施难以解决国内错综复杂的城市雨水问题。

3.2调蓄设施的理解混淆

目前对于各种调蓄设施的概念、分类以及在雨水径流过程中所起到的作用存在混淆的现象，调蓄是城市内涝防治规划以及雨洪控制利用系统的重要组成部分，正确地认识各种调蓄设施将影响到规划过程中建设目标的制定，甚至关系到后期海绵城市在解决城市雨水问题中所发挥的效果。

3.3控制指标的制定有误区

《指南》中指出可选择径流总量控制率作为主要控制目标，各地在制定控制目标时为尽可能地减少地面径流量，盲目追求过高的径流总量控制目标。然而，对于已建城市的海绵城市改造工程，会受到可利用空间、绿地率等各方面因素的约束；对于新建城市的海绵城市建设，过大的年径流总量控制率将会加大调蓄设施的规模，增加建设难度，以至于拖延建设期，加大建设期的投资，这样反而使得到的效果与增加的基建投资不成比例。

3.4海绵城市的定位不准

对于低影响开发设施的建设以及应用的范畴，目前存在“万能论”与“无用论”两种观点［9］。“万能论”认为低影响设施可从源头消纳超过70%的雨水，海绵城市建成后城市将永远摆脱城市洪涝灾害的影响；“无用论”则认为，海绵城市建设对城市内涝的作用微乎其微。

4　正确认识海绵城市，解决城市雨水问题

4.1着眼国情，建设广义的低影响开发

我国学者将具有生态功能、绿色景观效用、符合低影响开发理念的设施定义为广义的低影响开发雨水系统［4］，除传统的低影响开发设施外还包括多功能调蓄、湿地、雨水塘等大型的基础设施。鉴于国内的实际情况，海绵城市建设目标应是广义的低影响开发设施，也就是所谓的绿色设施。通过各尺度的绿色设施在径流过程中发挥不同的调蓄作用，从而达到防治城市内涝的目的。

4.2认清调蓄设施作用，应对各重现期降雨

调蓄设施在解决城市雨洪问题中占有重要的地位，车伍等［10］根据各设施在雨水径流过程中所起到的作用将调蓄设施建设性地分为调节、储蓄、多功能调蓄，其中调节设施的功能为减小洪峰峰值、延长径流时间，对雨水主要起到调节、滞留的作用，对雨水的排放总量不变，只是对降雨期间的峰值径流量进行短暂的存储，待洪峰过后再逐渐排放，从而达到削减洪峰流量的目的。调节设施并不会减少下游的排放量，且对水质没有太大的改善，主要针对重现期较大的大到暴雨事件［11］，代表设施为雨水调节池。储蓄包括储存和滞蓄，降雨期间，储存、滞蓄的部分雨水经过净化设施的处理，可使雨水水质得到进一步改善，最终达到雨水回收利用的目的；或经过土壤的过滤、下渗至地下水层，补充地下水，提高地下水的涵养水平，改善地下水匮乏的现状。在此过程中，可以达到减少雨水的排放总量以及净化水质的作用。储蓄设施对于重现期较小的降雨具有很好的控制作用，其代表为狭义的低影响开发设施。多功能调蓄的核心是调蓄暴雨峰值流量，把排洪防涝与城市的景观、生态以及其他城市功能相结合，提高土地的利用率，在达到控制城市洪涝灾害的同时，创造宜居环境，提高生活质量，充分体现可持续发展的思想［12］。城市多功能调蓄是在传统的雨水调节池的基础上经过发展形成的，其设施可分为干式与湿式两大类［13］。干式是指非雨季时的无水区域，可以设计成绿地、停车场或者其他场地；湿式是指非雨季节时，调蓄设施维持在正常较低水位的区域，可建成城市景观以及湿地，湿式调蓄设施可起到改善生态环境的作用。当暴雨发生时，调蓄池则通过常水位与高水位的空间，储存暴雨峰值流量，起到调节池的作用［14］，综合地应对不同重现期的降水。随着城市雨洪调蓄体系的不断发展与完善，出现了生物滞留设施、延时调节以及深层调蓄隧道等一系列调蓄设施，使得调蓄设施的形式更加多样化。

4.3因地制宜，合理制定年径流总量控制率

对于降雨总量控制率的制定，通常以年为单位，是多场降雨总量的概念统计，而不是对单场降雨量的控制。各地根据自身实际情况，结合《指南》中图3-3我国大陆地区年径流总量控制率分布图，确定出年径流总量控制率，经过相关计算求得相应的设计降雨量，从而得出通过自然蒸发以及低影响开发设施控制的径流总量。值得注意的是，在控制指标量化的过程中，由于调节设施一般不会减少径流总量的排放，因此在分解径流总量控制目标的过程中，不包括调节设施的调节容积［15］，多功能调蓄以及延时调节设施的容积由储存和调节两部分组成。同样，对径流总量控制起作用的仅包括储蓄容积，调节容积将不计算在内。

4.4明确海绵城市地位，规划多目标城市雨洪管理系统

值得肯定的是海绵城市在解决城市雨水问题上的重要地位，但并不是单纯地依靠海绵城市就能一劳永逸地解决国内大中型城市所面临的水资源问题。城市建设过程中除规划海绵城市的建设外，还应结合传统的管网系统、泵站等组成的灰色设施，构建以源头控制系统、小排水系统、大排水系统相互衔接的、多目标的城市雨洪管理系统。从而以应对不同程度的降雨，最终达到解决内涝等城市雨水问题的目的。

5　结语

在政府部门和社会各界的密切关注以及巨额专项资金支持的背后，更加需要保持理性、冷静的头脑，全面、详尽地梳理海绵城市建设过程中所面临的困难、误区以及各种障碍，把握关键，从长远城市规划着眼，从近期城市建设入手，才能为城市发展提供更科学、持续的推动力，保障海绵城市建设科学有序进行。海绵城市在各地的建设要近远期相结合，从近期入手，结合本城市的现状制定科学合理的建设计划，把握远期规划，将海绵城市的建设融入于城市的建设过程。

参考文献

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［5］《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》发布实施［J］.城市规划通讯，2014（21）：8.

［6］车伍，王建龙，何卫华，等.城市雨洪控制利用理念与实践［J］.建设科技，2008（21）：30-31.

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［9］车伍，赵杨，李俊奇.海绵城市建设热潮下的冷思考［J］.南方建筑，2015（4）：104-107.

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［11］车伍，马震.针对城市雨洪控制利用的不同目标合理设计调蓄设施［J］.中国给水排水，2009，25（24）：5-10.

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［13］车伍，张燕，刘红，等.多功能雨洪调蓄设施抵御洪涝灾害［J］.建设科技，2005（22）：20-21

［14］车伍，张燕，李俊奇，等.城市雨洪多功能调蓄技术［J］.给水排水，2005，31（9）：25-29.

［15］王文亮，李俊奇，车伍，等.海绵城市建设指南解读之城市径流总量控制指标［J］.中国给水排水，2015，31（8）：18-23.

（编辑：周利海）

The Misunderstanding of Sponge City Construction

Liu Zhiqiang，Zhang Qian，Li Hui，Sun Meng
（School of Environmental and Municipal Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao Shandong 266033，China）

Abstract：Constructing sponge city had set off a craze throughout the country since November 2014 MOHURD published The Technology Guide of Sponge City - The Constructing of Stormwater System for Low Impact Development. Currently the building of sponge city is in the exploratory stage. Under this background，this article analyzed the misunderstanding of the sponge city，from the aspects of LID，rain flood regulation system，control index，the role in urban flood disaster and so on，in the hope of providing guidance for the planning and construction of the city.

Key words：stormwater management systems，sponge city，LID，misunderstanding

中图分类号：X321

文献标识码：A

文章编号：1008-813X（2016）03-0025-04

收稿日期：2016-03-03

作者简介：刘志强（1963-），男，山东潍坊人，毕业于武汉理工大学市政工程专业，博士，教授，主要从事污水处理及回用技术的研究。