浅述海绵城市的发展

【摘要】随着全球自然环境的恶化，温室效应的影响，越来越多的自然灾害应运而生，我国每年雨季爆发的洪涝灾害已经成为阻碍经济发展，影响人民正常生活的一个亟待处理的问题。拒不完全统计我国每年雨季大概11个省区市要遭受暴雨的侵袭。基本分布在我国的南方地区，广东、广西、江西、湖南、湖北等大城市屡成泽国，内涝问题已经成为近期困扰中国城市的燃眉之急。虽然由于环境污染导致的极端天气是造成城市内涝的主要原因，但也暴露出城市地下排水系统的软肋。如何有效的控制城市内涝，已经成为当代城市建设，维护城市安全的新命题。

【关键词】洪涝灾害；排水系统；海绵城市

1、海绵城市概念

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

2、海绵城市建设要素

2.1 渗

造成内涝的主要原因是雨水无法渗透到地下，原因是城市下垫面都是水泥材质，水泥具有不透水性，这种性质改变了原有的自然生态本质和水文特征。所以要解决这一问题，必须加强自然的渗透，减少水泥地面、多采用纤维网格铺装，把路面积水有效地排到管网里面，补充地下水，净化地下水，改善城市微气候。

2.1.1透水景观铺装

以前城市建设的过程中由于没有考虑城市因为极端天气的出现导致内涝的影响而在城市公共区域和景观公共区域采用透水性不好的材料作为铺装材料，因此导致雨水不容易渗透到地面，而在这一方面可以通过提升铺装材料的透水性实现雨水的渗透，或者可以通过沟槽和截流设施将雨水排入滞留设施里面以后加以净化利用。

2.1.2透水道路铺装

传统城市的建设中道路的建设面积约占城市面积的1/5-1/4，然而传统的城市道路的铺装材料却是透水性不好的水泥混凝土，这是造成城市地表径流增多、雨水透水性差的重要原因之一。所以改变城市道路的路面铺装材料，增强雨水的透水量，减少地表径流，可以将渗透的雨水储存在蓄水池里面加以净化利用，或者直接排入内河对城市内涝有绝对的帮助。

2.1.3 绿色建筑

海绵城市从多方面考虑雨水的处理，不仅仅局限于地面雨水的处理，还对屋顶和屋面进行处理：在适合的屋面打造绿色屋面，可以利用屋面绿色植被对雨水进行进化和排阻，也可以通过排水沟、雨水链将雨水进行储藏进化加以利用。

2.2蓄

传统城市建设，过多的结构物破坏了自然的地形地貌，短时间内雨水汇集到一个集中的地方，就形成了短时间雨水排泄不畅造成内涝。调蓄和错峰是所有海绵城市的要求。地下蓄水的样式非常多，大致常用的形式有以下两种：塑料模块蓄水、地下蓄水池。

2.2.1蓄水模块

一种新型的蓄水产品—雨水蓄水模块，它可以用来储存水，特点是不占空间；具有超强的承压能力；95%的镂空空间可以实现更有效率的蓄水。雨水蓄水模块需要防水布或者土工布配合才可以完成蓄水、排放，在做好这些的同时还需要在结构内设置好一些雨水处理装置，如：进水管、出水管、水泵位置和检查井。

2.2.2地下蓄水池

地下蓄水池是进行雨水收集装置，由以下几部分组成：出水水管、水池溢流管、高、低位通气帽，水池进水池曝气系统水池池体、水池进水沉沙井、水池出水井。

2.3滞

海绵城市可以通过雨水花园、生态滞留池、渗透池、人工湿地等这几种具体形式延缓雨水短时间内形成的雨水径流量，所达到的效果就是“滞”留雨水，对地表径流高峰的形成起到延缓的作用。

2.3.1雨水花园

雨水花园指的是在绿化带有树木或者草的低洼地区，雨水通过绿化带植被的作用将雨水滞留下来，并且滞留的雨水下渗到地表以下达到减少地表径流的效果，同时还可以通过植被的过滤将雨水进化。地势低洼的地方可以有效的延缓雨水的汇集，解决地面积水的问题，同时收集的雨水可以用于农作物的灌溉以及满足绿化带植物的用水。

2.3.2生态滞留区

生态滞留区就是利用绿化带或者景观区的土壤和植被进行储存和延缓径流的一种形式，

治理的区域大致包括有機覆盖层、草坪过滤和砂层，生态滞留区根据地形地貌的不同也有多种不同的形式。

2.4净

海绵城市代表的是对水的回收、处理和利用的一整套水处理系统。水的净化是通过土壤和植被的渗透完成的，经过处理的水再回到城市加以利用。雨水净化系统的设置是根据区域不同而定的，我国的城市现状大致可以分为三种区域：居住区雨水收集净化、市政公共区域雨水收集、净化工业区雨水收集净化。环节的设置根据区域的不同形式上也有所不同，现阶段大致分为三个环节：土壤渗滤净化、人工湿地净化、生物处理。

土壤渗滤净化：大部分雨水在收集的时候都通过了土壤的渗透，过滤了水的大部分杂质，并通过穿孔管将收集的雨水排入次级净化池或贮存在渗滤池中。

人工湿地净化：分为2个处理过程，一是初级净化池，主要是净化没有经过土壤渗透过滤的雨水；二是次级净化池，通过加入净化剂进一步净化由上一步净化的雨水；经过两次净化的雨水就可以直接拿来灌溉植被或者做生活用水。

生物处理：通过对水中加入微生物来分解水中的杂质，处理过后的水再进行二次处理以后加入城市蓄水池中进行利用。

2.5用

海绵城市的作用就是合理的利用水资源，通过以上的水的蓄水和净水之后，大部分水都可以直接利用起来。不管在哪个地方，都要加强对水资源的合理利用，净化的水不仅可以用在植被或者农作物的灌溉，也可以用在城市的生活用水：可以洗车、厕所用水等，海绵城市通过一系列的水的处理系统，合理利用水资源。

2.6排

内涝的主要原因是排水不畅造成的，传统的排水系统难以满足超标雨水的排放，故对超标雨水的排放要采用地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现，避免内涝等灾害。

3、海绵城市发展现状

海绵城市最早是在欧洲国家开始盛行，德国和瑞士都是把地下排水系统做的很好的国家，我国的海绵城市建设相对時间较晚，现阶段取得的效果不容乐观，由于城市不同，特点和地理优势也不尽相同，因地制宜采取符合自身特点的措施，海绵城市优点才能得到最大的发挥。

3.1德国

海绵城市的建设最先出现的是在欧洲的德国，德国人对事物的严谨性有益于他们对市政工程的建设，他们秉持“高效集水 平衡生态”的主题城市建设思想，在城市建设的过程中优先考虑地下管网系统和城市地理地貌有利结合起来，他们先进的雨水综合利用技术使得他们在海绵城市的建设中取得建设性的成果。

德国建设海绵城市的布局分为两点：一是城市市政的海绵城市建设，主要是城市地下排水管道的建设，这种管道多为综合性的管道，可以同时处理污水和雨水，由于管道多采用预埋的方式，所以为地上的城市建设节约了大量的空间，不妨碍城市的交通和其他管线的布置。二是郊区海绵城市的建设，郊区的建设管道采取分离式的管道系统，对污水和雨水分别进行处理，有利于提高处理效率。

3.2瑞士

瑞士的海绵城市建设是最成功的，它的建设是全国人民共同的努力，全国以家为单位，每个家庭在自己家的房屋上面做一些小的改造，屋顶的雨水可以通过管道收集到蓄水池里面，然后通过一些小的水泵送到各个房间，这是一套十分高效的水的处理装置。这个全民推行的雨水工程花费小、效率高、实用性很强，所以瑞士的海绵城市建设十分成功，环境十分美好，有“花园之国”之称。

4、阻碍我国海绵城市发展的因素

4.1资金需求

由于我国城市建设的初期没有考虑因自然灾害导致极端天气所引发的恶劣的影响，所以在城市建设的规划里面没有考虑建设海绵城市。预留空间的不足、地下管线的盘结交错等因素导致海绵城市的建设难度加大，所需的费用也十分庞大。

4.2收益回报

关于海绵城市的收益回报一直是一个比较复杂的问题，总的来讲有以下两方面原因：一、海绵城市的建设需要大量的资金支持，政府坚持的原则是发挥市场配置的资源和政府调控主导的原则，提供更多的优惠政策，积极推动PPP模式的开展，通过一系列的优惠政策吸引社会资本的参与，但是海绵城市的建设是一个长期的过程，需要的是连续性的投入，这是一个比较麻烦的问题。二、海绵城市可以带来水资源的合理利用，但是要经过净化处理，这涉及到多个个体的利益，怎么计算每个个体的利益也是不小的难题。

5、海绵城市的发展趋势

随着生态环境的恶化，极端天气的不断出现，改变生态环境，合理利用生态资源已经成为社会的趋势，海绵城市的优点有目共睹，在解决城市内涝的同时，节约水资源并且合理利用水资源，今后海绵城市的建设肯定是未来城市建设的主流。投资收益回报在短期内成为海绵城市建设的阻碍，但是政府主导的方向不会改变，随着PPP项目的日渐成熟和多样式化，在市场经济的前提下可以利用市场商家对水的需求进行投资收益，相信不久的未来中国的海绵城市建设会出现转机。

参考文献：

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[2]章林伟.海绵城市建设概论[J].给水排水.2015（06）

[3]杨阳，林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑.2015（03）

[4]俞孔坚，李迪华，袁弘，等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划.2015（06）

[5]翟立.海绵城市：让城市回归自然[J].中国勘察设计.2015（07）

作者简介：

葛彧辰，男，汉族，2000年1月11日，籍贯：江苏吴江，学校：上海市向明中学（浦江校区）。