浅谈海绵城市建设技术指南

边华英 宋建安 张昊 李桂

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）

浅谈海绵城市建设技术指南

边华英1,2宋建安1,2张昊1李桂1

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）

探讨了海绵城市建设技术指南，简单介绍了海绵城市的概念、海绵城市建设中采用的LID技术以及相关的设施，分析了绿色屋顶技术、海绵城市的地面径流水循环模型，谈及了海绵城市建设中应用的透水铺装材料。

海绵城市；低影响开发；LID；透水铺装；绿色屋顶

0 前言

为了贯彻和落实中央城镇化工作会议的精神,大力推进海绵城市建设，由住房城乡建设部组织编制的海绵城市建设技术指南（试行版）于2014年10月进行了颁布实施。在“十三五”规划建议中，海绵城市建设已经上升为国家层面的重大决策。2015年12月20～21日，北京召开的中央城市工作会议再次明确提出要加强建设海绵城市。

根据海绵城市建设技术指南可知，海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害方面具有弹性，能够在下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，在天气干燥需要水时能够将蓄存的水释放得以利用。海绵城市建设主要采用低影响开发LID（Low Impact Development or Low Impact Design）雨水系统技术，使得未来的新型城镇在开发前后的水文特性保持不变，达到有效削减雨水径流流量、暴雨洪峰流量、减少雨水径流污染的目的，是一种可持续发展的新型城镇化城市与社区建设方式。LID系统建设技术的组成元素包括散布于源头和末端的绿色屋顶、初期雨水弃流装置、渗透井、植被浅沟、透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、人工湿地等生态化设施单元[1]。

未来，与海绵城市建设有关的行业与产业作为建设“绿色中国”的重要载体，在一段时间内拥有着巨大的投资和发展空间。海绵城市建设的要旨在于提高城市的宜居性，增强城市内部布局的合理性，提升城市的通透性和微循环能力，致力于开展生态修复、建筑节能发展以及加大新型绿色建材的使用力度，控制既有模式的传统城市开发强度，推动形成绿色、低碳、生态和谐的生产生活方式。

1 海绵城市建设技术

海绵城市的显性特征之一在于能够解决当前存在的“城市病”，解决近些年出现的“逢雨必涝”、“城市看海”和“热岛效应”等问题。

在海绵城市建设中要统筹规划和设计，科学评估，低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。城市雨水管渠系统是指传统的排水系统，超标雨水径流排放系统主要应对特大暴雨季降水超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流。

海绵城市建设的原则有以下三点：

1）对城市原有生态系统进行保护

尽最大努力保护原有的河流、湖泊、坑塘、湿地、沟渠等水生态敏感区，留有足够的涵养水源，保护应对强降水的林地、草地、湖泊、湿地，维持地域在城市开发前的自然水文特征。

2）生态恢复和修复

对传统的传统的粗放式城市建设模式下受到破坏的水土和其他自然环境，运用生态的手段进行恢复和修复，维持一定比例的生态空间。

3）综合应用低影响开发技术

按照科学合理的生态化城市环境设计理念合理控制开发强度，在城市中保留足够的生态用地，控制不透水面积的比例，融合绿色屋顶、初期雨水弃流装置、渗透井、植被浅沟、透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、湿塘、人工湿地等设施和技术，最大限度地减少对气候和水生态环境的破坏。

在海绵城市建设中，各类用地可以根据各自不同的功能用途、用地构成、规划布局和水文地质特点，选用不同的低影响开发设施和技术。表1对各类用地中选用的低影响开发设施进行了推荐。

经过精心设计和建设之后，海绵城市地面径流水循环模型见下图1、图2，其中采用的典型LID绿色屋顶结构模型见下图3。

表1 海绵城市设计中不同功能区采用低影响开发技术和设施一览表

图1 海绵城市水循环示意图

从图1、图2、图3可以看出，理想的海绵城市在建设中综合采用绿色屋顶、初期雨水弃流装置、渗透井、植被浅沟、透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、湿塘、人工湿地等设施和技术之后，将能够对超过80%的雨水径流进行收、滤、蓄和循环利用，可以有效解决当前的城市病，缓解城市热岛效应。

图2 海绵城市年径流总量控制率概念示意图

图3 海绵城市绿色屋顶结构示意图

2 海绵城市建设用绿色透水铺装材料

在海绵城市建设进程中，新型建筑材料产业蕴藏着新的机遇和市场空间。在生态湿地、环境修复设施建设过程中，一些新型的绿色生态建筑材料应用较多，比如新型的利用固体废物制成的透水混凝土、透水砖、多孔陶瓷、泡沫玻璃等。

郑州作为干燥少雨缺水城市，在中原经济区和都市建设进程中更要前瞻性地进行生态化海绵城市建设，这不但能够解决雨季排涝问题，更可缓解城市缺水问题。

在城市发展和建设的进程中，拆旧建新、进行棚户区改造是目前的常态。那么由此产生的大量建筑垃圾如果不能找到一个更适合的利用途径，消纳量不足够大的话,将是一个很严重的问题。建筑垃圾的堆存，将占用大面积的农地或建设用地，并且造成的扬尘或雨水渗沥等二次污染。河南建筑材料研究设计院有限责任公司利用建筑垃圾制造再生骨料和绿色的生态性透水铺装材料透水混凝土和透水砖，为大量建筑垃圾找到了利用途径。

可以在市政道路或广场建设时，将设计中的种植土层下的砂土、废旧黏土砖破碎成的再生细骨料作为原材料，将砾石层部分改为利用建筑垃圾制成的再生粗骨料或是再生粗骨料与砾石掺配使用，表面铺装透水混凝土或透水砖，改善路面或广场地面的吸水能力，使渗、滤、蓄的能力确实达标。在海绵城市建设中应特别重视一些广场地面的透水铺装，改变以前的简单硬化缺少绿化的弊端。比如河南省淮阳县太昊陵广场的地面目前采用的是天然石材,其透水性不好，稍有降水地面便湿滑难行，而且广场上难见绿树或草坪，在炎热的夏季，广场上炙烤难行。结合海绵城市建设的思路，宜尽快将如此大面积的广场地面材料更换成透水材料，栽植绿树增设雨水花园，以低影响开发的方式进行雨水收集和利用，改善微环境气候。

当前，常用的透水材料彩色透水混凝土是使用一定粒级的小石子、水泥、透水外加剂、增强剂、稳定剂、水等，以一定的比例掺合调配制成的多孔轻质环保的地面铺设用干硬性混凝土材料。彩色混凝土基本不使用细骨料和掺合料，而是由粗骨料作为骨架材料，通过胶结剂和助剂黏结成一种多孔性蜂窝状透水材料，能够有效地透过雨水，让雨水透入地下，并有效消除地面油污，缓解城市热岛效应。彩色透水混凝土可以预制成混凝土透水砖，也可以集中养护。彩色混凝土施工时，能够提高铺装效率，缩短工期，加快项目速度。

3 海绵城市发展展望

2016年2月21日中央公布了一份重磅文件《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，文件中提出了“新建住宅小区要推广街区制、原则上不再建设封闭住宅小区，并要求已建成的住宅小区和单位大院要逐步打开”。笔者认为，这一要求关系到新型城镇化的方向，即一定要兼顾生态化与海绵城市发展的宗旨，让全社会共同享用社会发展的红利。

在中央的高度重视和政府相关部门的倡导、支持之下，新型城镇化建设在遵循与融合了海绵城市与智慧城市的发展宗旨与元素之后，老百姓将在享受到丰足的物质文明的同时，也享受到人与自然更加和谐的人文生态文明,使大家的幸福感大大提高，幸福生活如有源头活水般绵远流长并得到保证。

[1]海绵城市建设技术指南.住房城乡建设部.2014.10.