基于水循环视角下海绵城市建设研究

王鑫鑫　郭红　张晓红　谢世尧　王双宇　李恒

摘要：近年来，中国城市尤其是南方城市在暴雨天气普遍出现内涝现象。为应对这一问题，“海绵城市”概念应运而生。海绵城市是旨在保证城市工程设施安全的前提下利用自身海绵体使雨水在城市内就地吸收、利用的雨水管理模式。此文基于生态视角，主要从城市地面铺装、雨水花园、城市排水系统三方面对海绵体建设进行研究。对建设中面临的问题提出解决建议，并对海绵城市未来的发展做出了展望。

关键词：海绵城市；海绵体；建议；展望

由于城镇化的不断推进，城市建筑愈加密集，相应产生了一系列城市生态问题。这些问题的产生往往与城市建筑用地的扩张有关。城市建设造成的高大建筑物阻碍气流形成涡旋，城市工业发展使空气中漂浮着许多成云致雨的必要条件—凝结核，城市不透水下垫面使入渗率降低，地表径流量增加，增加造成城市积水问题。降雨反映在南北方的差异上，南方城市普遍内涝，北方城市季节性内涝、缺水。为解决这两项极端问题，海绵城市作为一种解决城市内涝、缺水问题的新兴理念被提出。2013年12月，习近平总书记于《中央城镇化工作会议》中提出“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”；海绵城市是指城市能够具有海绵吸水的特性，对降雨进行吸收蓄积，在需要时经过处理加以利用。具体经过渗、滞、蓄、净、用、排等从而实现水的良性循环，改善城市的生态环境。

1 海绵城市建设

1.1 城市地面铺装

土壤相较于水泥有良好的透水性。而城镇化的发展所带来的不透水硬化路面铺装使雨水自然入渗率由原来的80%降至20%，大多雨水汇集成地面径流，且光滑路面减少了径流摩擦阻力，使城市内短时间内积聚较多地表径流，形成城市内涝。传统不透水路面铺装阻隔了土壤与大气的水分交换，路面高反射率使得太阳辐射热量聚集在大气中，加重城市热岛效应[2]。对路面进行统一透水铺装替换能够保护土壤生物、增大积水的渗透、补充地下水位，通过渗透还能对污水进行过滤。目前公认的透水性能较好的地面铺装有透水砖、透水沥青、透水混凝土、鹅卵石等，分别根据不同场地需求选取不同的透水性材料。透水性地面铺装可以应用在城市路面、广场、球场等。但土壤吸水量有限，应对大规模暴雨天气时难免还是会形成地表积水，因此需要配合建设植草沟、地下排水沟渠，三管齐下，解决城市内涝问题的同时，将多余雨水输送到需要处进行灌溉、冲洗等事项。

1.2 排水管网

城市排水系统多是建城之期建造，设计规划陈旧，难以应付突然性大规模的地表径流排放。因此，要建设海绵城市，对排水系統的改善就必不可少。我国老城区排水系统多是合流排水形式，对城市积水多是进行尾端排泄，不仅使含有大量污染物的水排放至江河之中造成大面积污染及洪涝灾害，更使水资源大量流失。而现今城市用水量巨大，水资源愈加稀缺，对城市积水进行污染处理、循环利用就变得非常重要。

应对城市内积雨水，首先要考虑对其进行合理利用，其次考虑安全排放。充分利用与水资源。排水系统设立重点不能只在尾端排放，而是在雨水产生到排放整个过程中都需要规划设计排水设施。参考日本经验，在房屋屋顶修建蓄水池，当蓄水池蓄满水后会沿着连接的管道排放到花园或水池中补给地下水，蓄水池中的水经过渗滤可以作为浣洗类生活用水。通过对雨水源头进行分散式处理，缓解了排水管网的压力[3]。在雨水尾端排放时，应尽量采用分流制排放，使雨水、污水通过不同管道进行输运，有针对性地对污水进行净化，对可利用水进行循环利用，增加水资源的利用率[4]。另外可在城市周边建立大型蓄水池，用来储存多余雨水，并在需要时通过管道输送至城市缓解用水危机。

1.3 雨水花园

雨水花园是利用凹槽型绿地吸收雨水，通过凹地中植物、泥土拦截、净化雨水，将剩余雨水下渗补充地下水、景观用水或其他城市用水的生态雨水利用设施[5]。雨水花园区别于地面透水性铺装与排水系统优化的是其借助自然力量来实现对城市地表径流的拦截、净化、利用，以减少对城市的“再加工”，做到高效、节约、环保地解决城市洼积与水资源短缺之间的矛盾。

雨水花园主要包括屋顶雨水花园、城市公园、生物滞留池等类型，在建设中要做好植物与泥土的选取、结构的设置以及排水管的设计。在植物方面，选取易存活、不需照顾、有景观效益的品种；在泥土方面，选取吸水性强、腐殖质高的土壤；在结构上，采取自上而下蓄水、覆盖、土壤、砂石、砾石设计；在排水设置上，充分考虑花园系统难以负荷的水分，设置穿孔管排放多余雨水。雨水花园建设灵活、造价低廉、养护方便，已经越来越多地应用在城市生态建设中。

2 建议与展望

为海绵城市顺利建设，提出以下建议：

（1）不仅对地面进行透水性材料铺装，对透水性材料下的混凝土也进行透水性材料替换。

（2）在排水系统改建中，采取分流制排水，可在地下管道安装监控，以便日后监测管道阻塞情况。

（3）在进行屋顶雨水花园建设中，要注意防水处理，以免造成民众不满与经济损失。

海绵城市的建设不在一朝一夕、一寸一方，它是长时间、大尺度对城市整体的工程改建与生态改善。因此，海绵城市建设成果不会一夕见效，但只要科学合理规划，相信十几、几十年后城市不会逢雨必涝，居民不必在自家门口“看海”，城市生态环境会越来越好。

参考文献：

[1]乔典福.海绵城市背景下南昌市防洪排涝规划对策研究[D].广东工业大学，2016.

[2]余丽.城市道路透水性沥青路面结构研究[D].湖南大学，2013.

[3]浦晓茜.探讨收集利用雨水缓解防汛压力[J].科技风，2014（8）：204204.

[4]孟欣，田淑英，张平.探讨我国水资源保护的现状及治理对策[J].中国化工贸易，2015，7（26）.

[5]刘金昌，向志亮，周文，等.西安科技大学临潼校区雨水利用可行性初探[J].华章，2013（13）.