我国海绵城市建设的困境及建议：基于国际比较的研究

王岱霞,陈前虎,钱爱华

(浙江工业大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310014)



我国海绵城市建设的困境及建议：基于国际比较的研究

王岱霞,陈前虎,钱爱华

(浙江工业大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310014)

近年来,我国掀起自上而下的海绵城市建设热潮,但短期内尚难以形成成熟的范式。首先梳理我国海绵城市研究和实践的动态及存在的问题,体现在偏重工程性建设、缺乏法律法规体系和评估、实施保障机制等。进而从建设理念、建设模式、评估机制、监管体系四个方面对发达国家的雨洪管理体系进行比较研究,为构建我国海绵城市建设体系提供切实可行的经验借鉴,并提出我国海绵城市建设的建议。

海绵城市；建设体系；国际比较

2013年12月,中央城镇化工作会议提出“建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”； 2014年10月,住建部发布海绵城市建设技术指南；2015年4月,财政部、住房城乡建设部、水利部联合公布首批“海绵城市”的试点地区；2015年10月,国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》；2015年12月,中央城市工作会议进一步强调建设海绵城市；2017年3月,第十二届全国人民代表大会第五次会议上,海绵城市建设正式写入李克强总理所作的政府工作报告。与政策层面的引导相应,国内学术界短短几年内迅速涌现了大量关于海绵城市的文章,各地也纷纷掀起了“海绵城市”的研究和建设热潮。毋庸置疑,我国海绵城市的建设实践还处于起步探索阶段,尚缺乏成熟模式和经验。发达国家的海绵城市建设领域经过不断发展和完善,积累了丰富的经验。比较研究国际上不同国家雨洪管理建设体系的经验并基于我国海绵城市建设的理论和实践现状,可以为构建我国海绵城市建设体系提供切实可行的经验借鉴与启示。

一、我国海绵城市建设的研究动态

(一)已有研究多偏重于工程性技术措施方面

已有研究集中在对基于低影响开发的理念构建海绵城市建设模式的技术框架,以及对海绵城市建设的理念、原则的探讨等方面。以《海绵城市建设技术指南》为基础,提出了海绵城市的雨水系统构建的基本原则及其技术框架,明确了城市规划、工程设计、建设、维护及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法[1]。一些学者进一步探讨了海绵城市建设的技术模式,如谢映霞(2015)、俞孔坚等(2015a)指出“海绵城市”统筹低影响开发雨水系统、传统的城市雨水管渠排放系统及超标雨水排放系统,构建弹性的雨水基础设施系统[2-3]；仇保兴(2015)提出建设海绵城市的途径主要有对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复、低影响开发,具体如区域水生态系统的保护和修复,城市规划区海绵城市设计与改造,建筑雨水利用与中水回收等[4]；俞孔坚等(2015b)提出可以把让自然做工的生态设计技术、古代水适应技术遗产，以及当代西方雨洪管理的先进技术纳入到“海绵城市”体系中[5]；秦升益等(2015)提出海绵城市建设技术方案是“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的技术系统组成雨水收集利用系统[6]。

(二)对海绵城市规划体系的协调关系缺乏深入研究

对海绵城市专项规划与城市规划体系的协调关系有较多的探讨,但深入到具体项目实施、操作层面的细化研究较少。李俊奇等(2015)、车伍等(2015)、王文亮等(2015)提出跨界规划需要通过跨思维、跨行业、跨专业、跨权界、跨时间实现,并指出海绵城市的建设应采用优先保护和科学开发相结合的低影响开发方法,通过在明确责任主体的前提下多部门多专业高度协作实现[3][7-8]。石婷婷和吕斌(2014)指出城市水系统规划是城市市政基础设施规划的重要组成部分,城市水系统由城市的水源、供水、用水和排水等四大要素组成,四大要素的相互联合构成了城市水资源开发利用和保护的循环系统[9]。

(三)海绵城市建设的非工程性措施系统研究有待深化

对法律法规、管理制度、政策体系等的研究较少,更缺乏对海绵城市建设项目的评估机制和监管模式的系统研究。已有学者如宫永伟等(2015)、任心欣和汤伟真(2015)指出验收考核是海绵城市建设工作的重要环节,应针对海绵城市建设的主要目标,提出相应的考核办法建议,主要包括踏勘验证法、监测法、监测与模拟联合法[10-11]。张钰靓(2015)以城市排涝为研究对象,提出从城市排涝的政策、管理、技术三方面入手,建立“蓄、滞、渗、排”四位一体的排涝理念,进一步落实“海绵城市”概念,提升城市排涝技术和手段,建立城市防涝体系来缓解城市内涝[12]。但目前对海绵城市的非工程性建设措施的研究仍十分薄弱,对建立健全相关的管理制度体系、环境和城市的发展政策体系、海绵城市建设项目的评估和监管体系,以及对专业从业人员的教育和培训体系、公众参与等方面的研究有待深化。

二、我国海绵城市建设实践的现状及问题

(一)具有以粗放型工程性设施建设为主导的建设初期特征

城市整体层面上缺乏成熟的海绵城市建设模式。如北京市构建市域层面的水安全格局与水生态基础设施[3]；上海市构建“源头径流控制、过程错峰缓排、末端两网统筹、河道岸洁生态、风险科学管控”的海绵城市体系[13]；济南市探索海绵城市理念下的城市总体规划、各专项规划、详细规划之间的有效衔接[14]；深圳市基于雨洪利用进行城市分区[15]；南宁、武汉等试点城市发布本地海绵城市规划设计导则[16]。

项目层面上,海绵城市建设项目对水循环利用、生态基础设施、道路和公园设计等诸多方面都有探索,但存在分散化、项目导向的倾向。北京丽泽商务区规划以碳排放测算判断水系统规划的生态贡献,提出提高雨洪的蓄集再利用率、中水回收利用率、污水源热泵热能使用率等水系统规划的多种可行优化路径[9]。北京雁栖湖生态发展示范区控规及景观规划探讨构建以水为核心的生态安全格局、落实水生态基础设施及其用地控制[3]。哈尔滨群力雨洪公园规划探索以绿色景观体系营造水适应城市[17]。

(二)技术层面设计标准不断完善而法律法规体系尚未建立

2014年的《海绵城市建设技术指南》是以技术指南的形式发布的关于海绵城市建设的系统的指导文件,随后自2016年开始相继出版《海绵城市建设国家建筑标准设计体系》《海绵城市国家建筑标准设计图集》,在技术层面逐步明确了规划设计、源头径流控制系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统的工程建设、施工验收和运行管理。其他与海绵城市建设相关的法规、标准及规范,如《城镇排水与污水处理条例》《城市排水工程规划规范》《室外排水设计规范》《建筑与小区雨水利用工程技术规范》中有涉及到对雨水排、调、蓄的相关要求；《绿色建筑评价标准》中把建筑的节水与水资源利用作为绿色建筑的评定标准之一。已有的技术标准尚缺乏针对不同地域建设海绵城市的具体指导,且在技术标准不断完善的同时,尚未形成海绵城市建设相关的完整、强制性的法律法规体系。

(三)成熟的评估体系和实施保障机制缺失

海绵城市建设方案的构建须对城市或研究地块开发前后的水文情况,通过水文计算及模型模拟的方法,研究控制指标、设施规模、年径流总量控制率目标,但目前的项目缺乏规划设计前的评估工作。在实施效果评价方面,目前是由《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》《海绵城市建设指南》和各标准、规范中的有关规定来判定,所涉及的考核办法与评价指标较多且其中规范要求及规定参数分布较分散,难以整合出完整且具有科学性的评价体系[18]。

三、海绵城市建设实践的国际比较

海绵城市的理念在国外发达国家本质上是基于雨洪管理体系的不断演化。因制度环境、经济社会发展阶段等的差异,国际上不同国家的海绵城市建设体系各具特点,但都是城市化背景下因地制宜的雨洪管理策略[19],在建设理念、建设模式、评估机制、监管模式等方面体现出很多共性特征,而这恰是我国当前海绵城市建设中急需重点研究和构建的方面。

(一)以雨洪管理为基础的海绵城市建设理念

1.美国的最佳管理措施、低影响开发和绿色基础设施理念。最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs)从属于传统的建筑工程、城市给排水工程等领域,偏重事后、末端管理,存在设施占地面积大、建设及维护成本高的问题。为弥补BMPs的不足,发展形成“低影响开发”(Low Impact Development,LID)体系,通过分散、小规模的源头控制来达到对暴雨产生的径流和污染的控制,在源头上控制雨水径流,其应用领域主要在城市化地区的径流控制方面。至2008年,在LID的基础上发展为“绿色雨洪基础设施”(Green Stormwater Infrastructure,GSI),2010年美国环保总署将其定义为“绿色基础设施”(Green Infrastructure,GI),重点在于通过复合的绿色基础设施网络体系增强城市环境的适应能力[20-22]。

2.英国的可持续城市排水系统理念。1990年代,英国在LID的基础上,把环境和社会的因素纳入到排水系统里面去,考虑水量、水质、水景观和水生态,通过综合措施改善城市环境水循环,发展成为“可持续城市排水系统”(Sustainable Urban Drainage System, SUDS),SUDS模仿自然过程,先存蓄雨水然后缓慢释放,促进雨水下渗,并运用设计技术过滤污染物,控制流速,创造宜人的环境；通过源头、传输和末端处理,对雨水削减和控制实现全过程管理[23]。

3.澳大利亚的水敏感性城市设计理念。基于长期干旱的自然环境,澳大利亚于1990年代提出 “水敏感性城市设计”(Water Sensitive Urban Design,WSUD)的雨洪管理体系,将城市规划设计与城市水循环管理、保护相结合,减少对自然水循环的负面影响，保护水生态系统的健康,形成水环境与城市建设的良好互动和城市的可持续发展。WSUD体系重在源头控制,以水循环为核心,将雨水、供水、污水管理等水循环的各个环节统筹考虑,兼顾景观和生态环境[24-25]。

(二)基于法律法规体系的工程性与非工程性并重的建设模式

不同发达国家的雨洪管理体系建设模式都体现出以完善的法律法规体系为基础,以工程性的技术研究与非工程性的管理措施相结合的特征。

1.美国以法规引领、技术保障、研究支撑、经济调节四位一体推进雨洪管理体系建设。在法规政策层面,美国制定了以《水质法案》为核心的一系列法律法规,控制水污染和雨水灾害；美国51个州也都有相应的雨洪管理建设手册或指南；美国的能源和环境设计先锋奖LEED也将用水系统的管理作为评定的标准,对于建筑的水效率管理的评分占据约10%的权重。在技术层面,结合多种工程技术措施综合处理场地径流,如保护性设计、渗透技术、径流储存、径流输送技术、过滤技术、低影响景观等。在研究层面,通过建立各种数学模型来评估雨洪管理工程项目的实效性,以及采取何种措施易于更好地推进雨洪管理项目在不同环境条件下的落地实施。在经济调节方面,美国大部分地区以税收、补贴等形式对建筑按不透水区域面积征收雨水排放费,同时辅以鼓励措施,如华盛顿地区的绿色屋顶专项基金等[20]。

2.英国以工程技术与非工程管理并举推进雨洪管理体系建设。英国鼓励居民在家中、社区和商业建筑设立雨水回收利用系统,采用多源头的分散式管理和建设措施提高整个城市对雨水的收集、再利用以及城市排水能力。工程技术包括设置家庭式雨水收集系统和地下储水罐,雨水从屋顶收集,通过导水管及过滤系统后导入地下储水罐储存,用于家庭灌溉、洗衣等非饮用水要求；市政建筑和商业建筑建立自身规模的雨水收集系统；并建设大型社区蓄水湖等。非工程管理措施主要是包括雨水回收系统在内的建筑可持续利用标准评估,综合雨洪管理建设工程措施组合评估,雨洪管理建设工程公众宣传计划等,以及采用调节水价的方式激励居民使用雨水收集系统。

3.澳大利亚以最佳规划实践、最佳管理实践、技术导则相结合的模式推进雨洪管理体系建设。最佳规划实践指场地评估和土地利用规划。最佳管理实践包括工程性和非工程性两类,前者指运用各种不同的类型和尺度的处理技术及设施,控制雨洪过程中出现的污染和洪涝问题,后者指通过管理、制度或教育等非技术手段实现雨洪管理的目标。此外,澳大利亚还通过各级政府、行业组织、科研机构和民间组织的合作,不断完善和统一各地区差异化的技术导则,自下而上地推动雨洪管理体系建设的发展[5]。

4.日本以法律体系为支撑、以规划设计为引导、以经济手段为激励相结合推进雨洪管理体系建设。自1880年以来,日本防御洪涝灾害的法律体系不断修订,各项法律法规不断完善,为河流管理、洪涝灾害的防治、水系生态环境的改善提供了坚实的依据[26]。日本还十分注重发挥规划设计的引领作用,1992年通过立法的形式正式将雨水渗沟、透水路面等雨洪管理建设工程作为城市总体规划的组成部分,提出了城市开发建设中的雨洪管理建设工程配建标准。日本对雨水利用实现补助金制度,采用经济手段鼓励雨水利用项目的建设,如在家庭建设地下储水罐等蓄水设施时直接给予较大比例的现金补贴,促进雨水利用技术的应用和雨水资源化。

(三)科学有效的多环节评估机制

发达国家十分重视对雨洪管理建设的评估,但评估方式、评估环节、评估内容各有侧重。

1.美国注重运用数学模型和计算机模拟开展雨洪管理建设工程措施建设前的预评估。美国在雨洪管理体系建设中普遍认为可以由不同工程措施组合达到最优实效,同一项雨洪管理建设工程措施在不同的时间、空间维度中的效用可能会有差异,而且雨洪管理建设工程措施的实效也极易受到天气、水文等因素的影响。因此,美国十分重视将各种数学模型和计算机模拟技术运用到雨洪管理的决策管理体系中,通过建立各种数学模型对雨洪管理建设工程措施的空间分布和最优组合进行模拟演算,通过成本—经济效益分析或者水文环境敏感性分析,探讨不同地区的雨洪管理建设方案,增强美国雨洪管理建设工程实施的决策科学性、空间集约性和经济可行性[27-29]。

2.英国注重对雨洪管理建设工程的全过程评估,并把雨洪管理的工程措施作为重要因子融入建筑可持续利用的评估体系中。英国通过地理信息系统等手段建立各种模型进行雨洪管理建设工程的预评估,并开展对雨洪管理建设工程的实施效果的评价,以此作为雨洪建设监管的重要途径。英国于1990年公布的全球第一个绿色建筑评估法BREEAM中,把建筑的雨洪控制、雨水收集利用、非传统水源地利用等作为评定绿色建筑等级的标准。进而,英国政府又通过《住房建筑管理规定》等法律规定,把雨水回收系统纳入建筑可持续评估体系中。2006年至2015年间,英国政府针对新建房屋设立1到6级的评估体系,要求至少达到3级以上的可持续利用标准才能获得开工许可,而其中最重要的提升等级方式之一是建立雨水回收系统[30-32]。

3.德国构建技术准则与工程建设标准化相结合的雨洪管理建设工程的评估体系。德国已建立了标准化的雨洪管理建设和评估体系,包括管理层面的技术准则和工程技术层面的建设标准两大类。技术准则方面,1989年出台《雨水利用设施标准》,1995年颁布了欧洲首个标准“室外排水沟和排水管道标准”,并在此基础上提出建立严格的地面建筑排水标准。在国家层面法律法规和技术导则指引下,各城市根据生态法、水法、地方行政费用管理等相关法规,制定各自的雨水费用的征收标准,以加强公众雨水管控意识。工程技术建设标准化方面,德国在屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用等方面的工程技术进入标准化,为雨洪管理各类建设工程提供详细、具体的标准,促进雨洪管理建设工程的推广应用。

(四)完善明确的监管体系

完善、明确的监管机制是发达国家雨洪管理建设的重要环节,保障了建设项目的实效。

1.美国以水污染防治与径流总量控制相结合的多目标雨洪管理建设项目监管模式。美国雨洪管理建设体系的根本理念是通过尽量减少土地开发对原生态水环境的影响来控制地面水径流和水污染,并通过多功能性的雨洪管理建设发挥综合的生态、社会、经济效益。因而,美国监管雨洪管理建设项目的设计、建设、运营,既考虑雨洪管理建设工程措施的经济因素,也关注社会、生态、景观等生态价值；既发挥雨洪管理在雨水径流管控方面的作用,也关注在水污染防治方面的积极效用。

2.德国引入社会监督的政府统一管理式雨洪管理建设项目监管模式。德国是最早对雨洪管理建设采用政府管理制度的国家,目前已经形成针对雨洪管理建设的统一的政府管理制度。由水务局统一管理与水务有关的全部事项,包括雨水、地表水、地下水、供水和污水处理等水循环的各个环节,并以市场模式运作,接受社会的监督[33]。这种监管模式保证了水务管理者对水资源的统一调配,有利于管理好水循环的每个环节,同时又促使用水者合理、有效地用好每一滴水,使水资源和水务管理始终处在良性发展中。在德国有近1/3的城市出台雨洪管理相关政策以促进雨洪管理设施的建设[34],且激励政策与强制性内容共同进行,推进雨洪管理。

3.澳大利亚“自上而下”与“自下而上”相结合的监管模式。由水专家和政策分析者、监管机构、政府等密切合作,长期监管WSUD建设项目的开发,动态监测潜在问题和障碍,不断验证新方法的实施和改善相关的指导方针、标准和监管和治理框架,以帮助政府机构拟定新的发展方向或相关法规条例。例如借助多标准的评估工具等方式,衡量建设项目的环境影响、政府和所有利益相关者的参与程度、财务成本,以此增强政府投资资金使用的公平性和实效性[35]。同时又由一些利益相关者、水相关团体等发起一些倡议或运动,促进WUSD建设项目的完善和相关实施条例的改进[25][36]。

4.日本以安全保障为核心的多部门协同、权责明确的雨洪管理建设监管模式。日本尤其重视通过工程措施和预警管理体系等来尽量降低洪涝灾害风险,工程措施建设和预警监管全过程周期由国土厅、建设与运输省、气象厅等部门分工协作,共同监管。国土厅主要负责对历年发生的山洪、滑坡、泥石流等灾害进行详细、准确、动态的记录和图示化。建设与运输省负责监督地方政府根据历年洪水数据和水模拟计算机模型,绘制“洪水泛滥危险区域预想图”和“洪水灾害地图”等洪水风险图并公布于众,结合雨洪管理建设工程措施将洪涝灾害的损失降低最低。气象厅设有覆盖全境的雷达雨量观测网,负责及时、准确发布暴雨预警。

四、构建我国海绵城市建设体系的建议

(一)国外先进的建设理念与本土化的特征相结合

构建海绵城市建设体系,应在立足本国国情的基础上,借鉴西方发达国家在海绵城市工程项目的建设和管理等方面的成功经验,探索适合自身的建设道路。BMPs、LID、GI、SUDS、WSUD等雨洪管理理念各有其适用性和时代、地理特征,海绵城市理念与国际雨洪管理理念具有一致的内涵,但并非是对任一种模式的搬用,可以说是国外经验的整合和集大成[37]。我国各地自然条件差别大,根据当地的具体情况,应建立具有地方特色的城市雨水管理体系、理论及方法[25]。相关的建设技术标准在完善中应考虑各地区不同水文地质条件、气候状况、经济发展水平等情况,因地制宜的制定体现地方特色的技术措施,以增强针对不同地域建设海绵城市的具体指导性。

(二)法律法规体系的建立和经济调节杠杆的运用相结合

将海绵城市的建设理念融入规范性文件,制定统一的法律法规将海绵城市的规划编制、运行管理提供统一执行依据,使其建设时目标更明确且可得到强有力的法规保障[18]。可以首先在海绵城市试点地区探索建立区域性的海绵城市建设法规,再结合相关法规的运行情况,逐步形成全国统一的相应法规[26]。进而,不断完善海绵城市建设体系的法律法规体系,建立涵盖设计标准、审批过程、设计评估、成果要求等的保障体系。在法律法规体系的基础上,辅以经济杠杆的调节,在相关法律法规等规范性文件中增加关于雨水管里的鼓励或惩罚性规定,使雨水资源利用由被动到主动,提高全社会有效利用雨水资源的积极性和主动性[38]。

(三)协调配合多方联动实现可持续管理

实现城市可持续水管理,既需要城市规划、景观设计、雨洪管理措施和市政基础设施、建筑设计协调配合,也需要水务、环保、规划、市容绿化及国土等多学科、多部门的联动工作[29]。城乡各级、各类规划的编制应从规划理念、编制方法、指标体系、控制导则和管理等多方面进行创新,探索雨水管理和规划结合的途径和方法[5][38]。在总体规划编制中,需控制区域内的雨水量、确定重点建设区域并预留大型水基础设施的位置；在详细规划深化设计中加强雨水疏导,配合建立规模和分布灵活的蓄水和排水设备,并使雨水体系与公共空间、景观设计、生态保护相结合；至建筑设计层面,一体化地设计地面建筑排水和雨水回收利用体系。

(四)健全项目全过程评估机制

应健全海绵城市建设的评估和决策制度,提高决策的科学化和民主化水平,强化决策约束机制,减少和避免海绵城市建设在投资决策上的短期化、周期化。建立严格的公共建设项目决策和实施程序,实现投资与建设决策的科学化和民主化。在对政府投资与建设实施管理的过程中,从项目的投资决策、立项审批、招标投标,到项目实施、监督管理和交付使用,政府各部门、各机构都应有十分明确的职责分工。同时,需要建立完整的海绵城市实施效果评价体系,保证海绵城市建设最终实施效果得以达到建设目标。

(五)构建完善的监管体制

逐步构建严格完善的监管体制,首先设立职责明确的监管机构,确定组织和负责部门,并以立法的形式对其监督权利和独立地位给予保证,任何部门都不能进行干涉和限制。其次,制定严格透明的工作程序,在海绵城市建设实施的每个过程和每个环节,都要按照具体的规定和严谨的程序接受各方面的审查和监督。进而,加强公众参与,采用示范教育、多渠道项目宣传等方式,增加公众对海绵城市的认知。最后,建立规范化和制度化的公众监督,增强公众对于海绵城市建设实施过程的知情权,公众的意见和建议能够通过完善的制度反映到政府部门,并得到重视,成为制约官员行为的决定因素。

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(责任编辑：薛 蓉)

Problems and suggestions of Sponge City construction in China: based on an international comparison

WANG Daixia, CHEN Qianhu, Qian Aihua

(College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

In recent years, China witnesses the heat of the construction of Sponge City nationally, but it is difficult to form a mature paradigm in a short term. Firstly, the paper reviews the trends and problems of the research and practice on Sponge City construction in China, like the stress of engineering construction, the lack of the systems of laws and regulations, as well as the evaluation and implementation guarantee mechanisms. Then the paper makes a comparative study on the management system of stormwater in developed countries from four aspects, namely, construction concept, construction mode, evaluation mechanism and supervision system, with an aim to provide practical references for the construction of Sponge City in China. Finally, the suggestions for the construction of China’s Sponge City are put forward．

Sponge City; construction system; international comparison

2017-05-03

国家社科基金重大项目(16ZDA018)

王岱霞(1982—),女,山东东营人,高级工程师,博士,从事城市规划与城市开发研究；陈前虎(1971—),男,浙江浦江人,教授,博士,从事区域与城市发展研究；钱爱华(1993—),女,浙江湖州人,硕士研究生,从事城市规划与设计研究。

C912.81

A

1006-4303(2017)02-0176-07