海绵城市建设研究

熊　熙,冯慧玲,谭正清

(黄冈职业技术学院 建筑学院，湖北 黄冈 438002)

海绵城市建设研究

熊熙,冯慧玲,谭正清

(黄冈职业技术学院 建筑学院，湖北 黄冈 438002)

摘要：中国正面临着严重的洪水灾害和水资源短缺的问题，城市建设的不合理造成进一步的环境失衡。为建立完整有效的水安全管理系统，促进水资源的可持续利用，结合新的雨洪水利用和经营理念，提出了海绵城市建设的新观点。通过对海绵城市定义、发展要求、途径、发展现状及国内外已有建设成果的分析研究，得知海绵城市建设应用取得良好效果，必须进一步推广海绵城市建设和城市雨洪水管理模式转换。

关键词:海绵城市建设；可持续发展；资源管理

2011年，我国的城镇化率第一次超过50%，从一个发展中的农业大国步入一个城市化的工业发展中国家。都市的快速发展导致大规模的城市扩张,城市化进程的深入带来了很多的生态环境问题,尤其是水生态危机。最近几年来，国内许多大中型城市都出现了大雨和频繁的洪涝灾害，城市雨水排水系统建设的传统模式已造成巨大的水环境破坏，如“城中看海”的内涝灾害频繁。严重的径流污染和破坏的水文循环和生态环境的恶化引起国家更多的关注。也反映出了以刚性的、灰色的雨水排除系统为主的基础设施建设模式的局限性已经非常明显。

例如2014年6月，浙江，福建，江西，湖北，湖南，广西，重庆，四川，贵州，云南，十个省或者自治区、直辖市受暴雨袭击遭遇难见的洪涝灾害，540多万人受灾，28人死亡，2人失踪，30余万人紧急疏散安置，11余万人需紧急生活扶助，造成财产损失高达48.4亿元；2015年全国20个省(自治区，直辖市)，约2000万人民受洪灾影响，108人遇难，21人失踪，紧急疏散107万人，使1717千公顷农作物受灾，4.4万余间房屋倒塌。

远远超过洪水危害的是水资源短缺、水安全问题。目前我国每年平均约500多立方米短缺，2/3的城市水资源不足，在我国造成水资源短缺的直接经济损失每年高达3500亿元左右，与此同时，人类片面寻求经济利益，忽略生态环境的保护，一直向有限的水资源环境中任意排放污染物，使我们国家的水资源环境越来越差，污染越来越严重，在发展较快的这十年间，我们中国的城市水污染事件多不胜数，2011年广东化州市高岭土厂排污事件、湖北宜昌河流污染事件、2014年兰州自来水污染事件、温州苍南龙港新美洲河水一夜变红等等事件令人触目惊心等。以上种种恶劣现象进一步凸显了我国城乡居民饮用水的安全问题。过度的城市化和过度开发带来了一系列复杂水文问题，城市面对严峻的环境形势，仅仅依靠基础设施来管理雨洪水的方式急需要改变，要寻求一种弹性的、具备更多生态和社会的功能效益的可持续发展的全新方式，将更有利于雨洪水资源再利用。转化我国雨洪水管理方式的传统观念，从风景园林等领域拓展我国雨洪水的管理途径，着眼于城市园林绿地，以雨洪管理为目标，以节省型园林绿地，发展绿色建筑的建设为背景，研究在有限的城市用地里面，利用园林绿地、绿色建筑的设计对雨水加以径流留置、渗透、传输、储蓄和合理利用的一整套系统的方式方法。由此可见推进我国海绵型城市的建设方式是城市长远发展的必经之路。

一、海绵城市建设及发展

海绵城市[1]：海绵是指城市像海绵一样，适应环境的变化和自然灾害的反应等，具有杰出的“弹性”， 雨水的储存，雨水的渗透，雨水的净化，在必要时“释放”的积累和利用。海绵城市建设应遵循生态环境优先原则等，结合人工措施，在保证城市排水安全的前提下，尽可能实现城市地域的雨水储存、渗透和净化，加强雨水资源的利用和生态环境保护。在城市“海绵化”的建设过程中，我们应该计划作为自然界中的降水，自然中的地表水和地下水以及供水和排污这一个循环系统各个环境的协调，保证这个环境所能维持的长久性。

美国城市雨水管理[2-3]在进程中经历了排放、水控制、水质量控制、生态保护等过程，雨水管理方向和技术的重点慢慢向低冲击开发的源头控制变化，逐渐建立起了污染防治和减少总量相结合的多个目标控制的管理方法。美国国会积极以法律来鼓励雨水的储蓄及利用。1972年至1997年间，美国先后颁布了联邦水污染控制法、水质法案和清洁水法,这些法律都强调了雨水径流控制和污染控制的重要性。联邦法律要求所有新发展的地区实施“现场滞洪和存储”，新开发区或者重新修整的地域的雨水排放不得超过开拓之前的水平。在联邦法律基础上,国家颁布《雨水利用条例》以确保雨水资源的利用比例。与此同时,美国各级政府税收总额控制，采取发行义务债券，联邦和州补助及一系列的经济手段，以期鼓励合理处理及利用资源。

美国以改进自然渗透雨水资源管理的成效为目标，最为突出的方法是以城市雨水资源管理和雨水的污染控制实施最佳治理计划，通过工程和非工程措施相结合的方法，来进行雨水的操控和处理，重点是源头的控制，强调自然和生态措施及非工程方法。

德国是对城市雨水采用政府管制制度最早的国家，这些年来已经形成了关于低影响开发的雨水管理比较全面的法律法规、技术指导和经济上激励的政策。在德国政府的引导下，雨洪水处理利用技术已经进入标准化。

2013年12月12日，习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。2014年10月，住建部发布试行的《海绵城市建设技术指南》，同年的11月2日，住建部继《住房和建设部城市建设司2014工作要点》中提出的“海绵型城市”概念，标志着以低影响开发、雨水系统规划等生态友好型的建设方式，将成为今后城市发展的重要方向。2015年4月，我国通过海绵城市建设试点城市的竞争性评选，确定了首批16个试点城市，国家财政予以大力支持，目前我国海绵城市建设技术仍有较大发展空间。

二、海绵城市建设要求

海绵城市建设重点是为了实现综合目标：注重通过机制建设、规划统领、设计方面的落实、建设运行方面的管理等全过程、专业之间的协调和控制，利用城市绿地、水和其他自然空间，首选绿色水基础设施，结合灰色雨水基础设施，统筹应用“滞、蓄、渗、净、用、排”等手段，实现控制径流多个目标，恢复城市良性水文循环。

首先，应最大程度地保护城市发展之前就有的一些海绵特征，如原始河道，湿地，湖泊，水塘，例如沟渠水生态脆弱区，有充足的水源养护和降雨强度较大的森林、土地、湖泊、草原、湿地，来维持自然的水文地理特征之前的城市发展。

其次，有节制的开发及控制城市里的不透水区域与透水区域的比例，并通过海绵城市建设低影响开发设施，促进雨水的渗透、储蓄和净化，最大程度地保持或恢复自然水文循环的城市发展；最后，市人民政府作为城市建设的主要责任担当，应当统筹协调规划，道路、土地、交通、园林和水文体系低冲击开发等系统建设项目。相关职能机构、企业和事业单位，对雨水的低冲击开发系统设计承担主要责任。城市建设规划和其他相关部门在具体设计施工图设计审查、建设项目施工和监督、竣工验收存档管理等环节中要加强审查，保证海绵城市建设雨水系统及相关指标的落实更加到位。

三、海绵城市建设的途径

建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。 当前主要具体措施有以下几个方面：

(一)生物滞留带

深圳市光明新区23条市政道路门户区，共计17公里。设计者以低冲击开发概念为建立了一套完整的雨水措施：将道路红线范围内的雨水优先汇集进入两边的生物滞留带进行渗滤、滞留积储处理，雨水用来补充地下水径流，控制地下径流污染，减少的峰值流量和水文生态恢复。

植物、土壤和土壤微生物系统对植物、土壤和微生物系统的径流和径流的累积和入渗过程的设施称为生物滞留带[5]，通常设立在地势相对较低的地方，生物滞留设施有两种，即简单类型的生物滞留设施和复杂的生物滞留设施，根据应用的位置也被称为雨园、生物滞留区、花坛、生态树池等。从用途上来看，生物滞留带主要用于建筑和住宅建筑，道路和停车坪周围的建设，城市绿化带和其他城市绿地。

(二)园林绿地

光明新城公园占地面积约58km2，其中建筑1.4km2，绿地约53km2，道路广场约3.56km2，水体0.56km2。光明新城公园里面排水沟都用植草沟代替普通的排水沟，在排水的同时，会有一部分的雨水渗到地下补充地下水。从效果方面来看，雨水花园、沉没式绿地与植草沟这些设施的建设对控制地表径流和收纳部分周围硬质地面径流雨水，具有十分显著的成效。

(三)绿色屋顶

中国的光明新区群众体育中心项目建设在深圳市光明新城光侨路与华夏路交叉处，光明新村是一个重大民生的新工程。工程占地面积61885m2,总建筑面积约20000m2,主要由室外网球场、篮球场、健身房、游泳池、停车场、管理用房、室内网球场、羽毛球馆、群众体育俱乐部等。绿色能源的引入体育中心，建筑藏在山里，绿色屋顶的设计体现了绿色生态设计理念。延续的光区农业历史背景、历史和今天的对话,“自然之美”和“时尚和优雅的”能量的交换。绿色屋顶可以让雨避免27512加仑的年降雨量75%城市污水排水。绿色屋顶可以避免污水四处流放入湖泊和溪流。绿色屋顶栽种的植物保护毯比防水膜具有更好的防水作用。

光明新区群众体育中心部分建筑屋顶采用绿色屋顶，不仅外表美观,还可以减小雨水径流避，免城市径流污染和洪涝灾害。绿色屋顶也称种植屋面，根据种植基质的深度和景观把绿色屋顶花园分为简单类型和复杂类性，简单类型的绿色屋顶衬底深度一般不超过150毫米,绿色屋顶花园植树衬底深度可以超过600毫米,绿化屋面一般由排水层、过滤层、土壤和植被层组成。

绿色屋顶可以使用在荷载满足、防水满足等平屋顶建筑或坡度≦15度的坡屋顶建筑。

(四)透水路面

由于混凝土路面的透水性和透气性不足，雨水无法渗透到地面，导致植物严重缺水而难以正常生长；不透水路面是空气热、水交换困难，缺乏地表温度及湿度调节能力，导致所谓的“热岛现象”。不透水路面存在较大问题，如容易积水，路面舒适性和安全性不够。因此短时间降雨量较大时，仅通过雨水设施排入河流，大大增加了排水设施的负担。

透水路面具有以下几个方面的生态优势[4]：雨可以迅速渗透到地球表面，减少地下水，地下水资源能够得到及时的补充；改善表面通透性、透水性、保持土壤水分,改善城市的生态平衡；有效吸收车辆行驶过程中产生的噪声,保持较为舒适的城市交通环境。雨天可以减少路面积水从而避免夜间反光，改善车辆和行人的舒适度和安全性。因为透水路面优良的优势，一些发达国家如欧洲、美国和日本自80年代多年以来致力于孔路面材料的研究发展,并将此技术应用于广场、步行街、道路两侧、中央隔离带和公园道路和停车场等，增加城市空间的防水、透气，有效调节了城市小气候,对城市环境改善起到了良好的效果。

四、总结

建设海绵城市从绿色屋顶，透水路面铺装、园林绿地，生物滞留设施等方面应用，以低冲击开发、雨水系统规划等生态友好型的建设方式，做到在适应恶劣的环境变化和自然灾害等方面，能够具备良好的“弹性”机制，如下雨的时侯有效吸水、存水、蓄水、渗水、净化水，从而大幅提高水资源的利用率，杜绝城中看海的现象，作为以后城市发展的重要方向。

参考文献：

[1]王文亮,李俊奇,王二松,章林伟,曹燕进,徐慧纬.海绵城市建设要点简析[J].建设科技,2015(01).

[2]张相忠,刘建华,邱淑霞.城市雨水利用规划研究[J].规划师,2006(22).

[3]申随兵.绿色建筑小区道路雨水控制技术研究[D].重庆大学,2013.

[4]曹宇,王华文.透水混凝土的工艺优化研究 [J].建材世界,2010(02).

[5]王淞.城市道路在海绵城市建设的应用与探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(9).

[责任编辑：刘晓敏]

Research on Sponge City Construction

Xiong Xi,Feng Huiling,Tan Zhengqing

(HuanggangPolytechnicCollege，Huanggang438002Hubei)

Abstract:Nowadays,China is facing the problems of serious flood and lack of water resources,the unreasonable city construction is causing the unbalanced environment.In order to build a complete water security management system,promote the sustainable use of water resources,combing with the concept of new flood use and management,put forward new proposal of sponge city construction.Through the analysis and research on the definition,developing requirement,methods,developing situation and existed constructing results at home and abroad,the good effect has been achieved on the sponge city construction,and we should further promote the conversion between the sponge city construction and city flood management mode.

Key words:Sponge city construction; Sustainable development; Resource management

* 收稿日期：2016-05-12

作者简介：熊熙，男 ，湖北黄冈人，工程硕士，工程师，助教。研究方向：软土地基处理。

中图分类号：TU992.03+1

文献标识码：A

文章编号：1672-1047(2016)03-0099-04

DOI：10.3969/j.issn.1672-1047.2016.03.27