陕西省海绵城市建设标准体系研究

白雪琛， 朱海荣， 梁 正， 陈 虹， 张 燕

(中联西北工程设计研究院有限公司， 陕西 西安 710077)

1 研究背景

随着我国城镇化的快速发展，城市的硬质铺装率大大提高，雨水管网等基础设施建设落后，再加上极端降雨的频发，造成水资源短缺、水生态恶化、水环境污染、内涝频发等一系列城市水问题[1-3]。为解决这些问题，作为生态文明建设的重要举措，海绵城市建设已上升为国家战略层面[4-5]。目前，我国已公布两批共30个海绵城市试点城市。在国家和地方的大力推进与高度重视下，全国已掀起了海绵城市研究与建设热潮[6]。

2016年3月，陕西省人民政府办公厅发布了《陕西省人民政府办公厅关于推进海绵城市建设的实施意见》，提出陕西省海绵城市建设应遵循“转变理念、生态为本；因地制宜、科学规划；统筹建设、有序推进；政府引导、社会参与”的原则，到2020年，要求全省城市建成区20%以上的面积达到海绵城市建设的目标要求，到2030年，全省城市建成区80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求[7]。

然而，海绵城市建设是一项以城市水问题综合治理为核心的系统工程，具有多学科(规划、给排水、环境、水文、景观等多个专业)、多层次(源头削减、中途转输、末端循环)、多维度(不同地域)属性，需要构建一套全面、系统的综合标准体系来协调不同层次、不同专业海绵城市建设[3,8]。陕西省横跨3个气候带，南北气候具有较大的差异性，不同的地域环境特点对海绵城市建设的要求差异较大。因此，结合陕西省的实际情况，在满足国家相关要求的前提下，研究一套因地制宜的海绵城市建设标准体系，探求适宜自身的海绵城市建设路径，已成为当前本地区海绵城市建设急需解决的重要所在。

2 需求分析

2.1 地域环境对海绵城市建设提出相应要求

海绵城市建设过程包含狭义低影响开发系统(源头)、常规雨水径流蓄排系统(中途)、超标雨水径流排放系统(末端)，通过渗透、调蓄、净化、利用、排放等多种技术的结合，提升对雨水径流的调控能力，构建城市海绵性能，实现城市的良性循环[9]。然而，由于水文地质条件、气候状况、土壤特性等地域差异性因素，海绵城市建设的需求目标不尽相同，并且为保障低影响开发设施的实施效果，应考虑地域性因素对其进行适应性评价，并优化其构造做法与相关设计参数[10-11]。

陕西省所属地域南北较长，从气候分区来看，分别位于3个不同的温度带上。陕北为温带半干旱半湿润气候，关中为暖温带湿润气候，陕南为亚热带大陆性季风气候[12]，其气候及海绵城市建设主要特征如表1所示。因此，陕西省海绵城市建设不能完全借鉴于东南沿海与国外经验。

表1 陕西省各地域气候与海绵城市建设特征

由表1可以看出，整个省域气候差异较大，降雨量时空分布不均，整体水资源短缺。除此之外，陕西地处西北黄土高原，黄土是一种风成沉积的产物，结构相对疏松，垂直节理发育，而海绵城市所采用自然存积、自然渗透的理念，将一定范围的径流收集到内，会进一步强化水对黄土的渗流力学过程，极有可能诱发黄土湿陷，破坏周边设施。通常在工程实践中，由于湿陷性黄土特殊的工程性质，需进行地基处理，通过不同的方式消除其湿陷性的影响，如采用3∶7灰土垫层、冲击压实、强夯等[18]；在西咸新区(第一批海绵城市建设试点城市)沣西新城秦皇大道(非自重湿陷性黄土场地，湿陷性等级为1级)低影响开发雨水系统改造工程中，采用了一种“L”型钢筋混凝土防水挡墙，用于路基侧向支挡及防止雨水侧渗对路基的影响[19]。由此看出，在识别地域特征及重难点的基础上，研究新技术，开发新材料，并形成行业质量标准对于海绵城市建设至关重要。

2.2 海绵城市的快速建设急需技术支撑

海绵城市建设是一个跨行业、跨部门、跨学科的综合性事业，需要多方位的技术支撑，其内容涉及城市建设的诸多方面，除对建筑与小区、市政道路、绿地广场的低影响开发改造，市政基础设施的新建、改造与优化，及城市水系保护利用等工程以外，还包含工程的后期运行管理及海绵城市建设绩效评价等[20-22]。

标准规范是城市基础设施建设的重要基础与依据，系统了解并掌握标准规范对海绵城市建设至关重要[20]。近年来，我国对海绵城市建设十分重视，相继修订和提出海绵城市建设相关标准规范，更多地融入了低影响开发、源头控制、全过程治理的理念与要求[23]，见表2。

表2 现行海绵城市建设主要相关规范及导则

自我国确立海绵城市建设试点城市后，各地方已陆续颁布了针对该地区的《海绵城市建设规划设计导则》、指南相关标准图集等，用于指导和规范相关工程规划与建设，但相比于发达国家城市更为精细化的低影响开发设计导则[24-26](以美国阿拉巴马州低影响开发手册为例，见表3)，面对复杂的地域环境特点，海绵设施适用性、构造参数、植物配置等诸多方面的部分内容仍较为粗放，导致应用于设计施工后其实施效果欠佳[27]。

总体而言，陕西省在海绵城市建设和实施过程中仍面临诸多问题：相关技术规程、技术标准研究制定的地方适应性不强，亟待加强技术指导；部分设计与施工单位对于低影响开发设施建设经验不足，建筑、结构、景观、给排水、水文等专业之间协同性不足以及相关工程验收、管理和评价体系缺失等。因此，构建一整套标准系统对于陕西省海绵城市建设至关重要。

3 陕西省海绵城市标准体系构建

3.1 构建原则

(1)体系应充分借鉴国家试点城市与国外先进经验；

(2)根据本地气候水文条件、地质土壤条件等因素，科学编制图集，以易操作、易管理、低养护、低造价、经济性好等特点的技术作为技术支撑；

(3)在规范设计的基础之上，加强精细化研究；

(4)应形成内容全面、层次分明、结构清晰的标准体系。全方位地推进海绵建设，打造生态宜居的城市环境[3,28]。

表3 美国阿拉巴马州低影响开发设计手册内容

3.2 构建方法

为及时、准确了解陕西省海绵城市的建设状况和标准需求，笔者团队对陕西省典型城市的海绵城市建设和企业进行了实地调研。结果表明，海绵城市契合各地发展需求，各地的政府主管部门对海绵城市建设都给予了高度重视，在各自相关规划和行动方案中结合各地特色和需求。标准体系的建设和完善，既需要根据政策制定顶层设计，也需要根据实际情况做具体设计。本标准体系的构建是在充分调研和了解各层次人们需求的基础上，结合陕西省的实际情况进行具体构建。

3.3 构建框架

首先需要明确的是陕西省海绵城市标准是以国家标准为指导，在遵循国家现行的相关海绵城市标准规范的基础上制定的。在标准体系中，既应包括为了明确海绵城市建设目标的专项规划、基础标准规范等，还应涵盖为了指导建设过程中细节的落实与完善，对工程建设后期的竣工质量验收、运行管理、评估与绩效考核及行业产品技术标准进行指引的指南标准、图集等，如图1所示，各标准项目的具体内容见表4。

(1)规划设计标准。陕西省海绵城市规划设计标准首先应针对陕西省的区域特点，因地制宜地制定陕西省海绵城市规划设计导则，明确不同地域特点的规划、设计、竣工验收、维护管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法。在规划设计方面，西安市、西咸新区、铜川市、宝鸡市已起到示范先行作用。同时，为了有效地指导省内各地区海绵城市建设的具体设计，以城市规划编制体系为基础，在总体规划、专项规划、控制性详细规划、修建性详细规划各层级提出海绵城市要点，保证建设要点的法定化[29]。各地市应相应编制市级技术指南或规程等，以期供各区域内县级及县级以上的城市在海绵城市设计时进行具体参考。

图1 陕西省海绵城市建设标准体系构建技术路线

表4 陕西省海绵城市标准项目列表

(2)设计施工标准。海绵城市建设是多专业协调的工程建设，伴随着建设的迅速开展，目前还没有专业的施工团队，所以当前海绵城市建设普遍存在设计与施工脱节的问题，导致建设的质量参差不齐。

为了大幅度提高海绵城市建设的效率，保证工程质量，海绵城市建设标准图集的制定是不可或缺的。因此，根据陕西省的气候分区，在充分结合建筑与小区、城市道路、城市绿地与广场、城市水系等的现状条件及雨水净化利用技术条件的基础上，编制海绵城市建设技术标准图集。在图集中，为了保证工程的安全性，应针对各区域典型的土壤类型，如风沙土、盐土、湿陷性黄土、膨胀土等进行具体编制，并明确各单项设施的施工要点；当存在高地下水水位、车库顶板覆土厚度限制、湿陷性黄土等因素时，应针对其进行专题研究以作处理，从而进一步深化和完善地方标准。

(3)质量验收标准。目前，陕西省内各地海绵城市建设试点工作正在有序推进。作为重要的基础设施，低影响开发设施受环境、材料、结构等多方面因素的影响，其对径流水量、水质的调控能力存在差异，并且与雨水管网、超标雨水系统的耦合是否能够实现海绵城市建设目标，需进行质量验收工作[29]。同时，根据是否影响设施主要功能、安全性、环境保护等因素，在标准中明确各单项设施质量验收的主控项目与一般项目(表5列举了济南市部分低影响开发设施验收指标[31])。在编制陕西省海绵城市建设施工及验收细则时，应充分考虑设施内外部因素，细化验收指标，明确检验方法，并充分考虑湿陷性黄土易由其渗水带来严重的安全问题等因素，列入验收主控项目。

表5 济南市低影响开发设施工程部分验收要点(列举)[31]

(4)运行管理标准。运行管理是海绵城市建设的重要组成部分，为了维护城市低影响开发体系及设施的正常运行，应针对海绵城市建成后的运行管理提出相应规定，即编制陕西省海绵城市运行管理规定。内容中明确规定不同类项目的维护管理单位。如对城市道路、立交、公园绿地、广场等公共项目的海绵设施，可由各项目管理单位负责维护管理或由政府组织成立统一的海绵城市设施管理单位对海绵城市设施进行日常维护管理；公共建筑与住宅小区等其他类型项目海绵城市设施，可由该设施的所有者或其委托方负责维护管理[32]。另外，规定中也应对维护管理制度和操作规程进行详细说明。并且，在运行管理过程融入信息化管理，支持海绵城市建设全生命周期管理，为设施的建设、运行、考核提供依据，保障设施的持续运行[33]。

(5)评估与绩效考核标准。通过制定海绵城市建设评估与绩效考核标准，为陕西省各地海绵城市建设提供科学、全面的评价办法。对陕西省而言，应在遵循国家级海绵城市建设绩效评价与考核办法的基础上，明确海绵城市建设绩效评价与考核的阶段性，做好各个阶段的评价工作。不同区域可分别采取踏勘验证、实地监测、监测与模拟分析相结合的方式[29]，对建设效果进行绩效评价与考核。其中，对于较大区域，可建立信息化管理控制平台，利用在线监测技术多方位记录海绵城市相关设施的建设及运行情况，为考核评估提供依据，也为后续建设提供经验指导，同时有助于提升海绵城市建设及后期的运行管理水平[33]。

(6)先进适用技术与产品。积极研发陕西省地域性的海绵城市建设先进适用技术与产品，以功能性可分为收集与渗透技术、调蓄技术、转输技术、截污净化技术、水体治理技术、监测与管理技术[34]；并针对某类技术设施中具体构件进行技术化研究，提升设施功能性，延长使用周期，如复杂型生物滞留设施填料种类(在考虑设施结构安全、出水水质、使用周期的基础上，研究废弃物作为设施填料的可行性)，防渗型低影响开发设施渗排管，绿色屋顶保温隔热层、防水层及防穿刺层材料及厚度等，形成海绵城市建设产品行业标准，明确规定各产品的主要技术内容及适用范围，为海绵城市建设提供有依有据的技术支撑。

4 结 论

(1)陕西省气候差异较大，降雨量时空分布不均，整体水资源短缺。因此，陕西省海绵城市建设不能完全借鉴于东南沿海与国外经验。除此之外，由于湿陷性黄土在整个省域分布广泛，对海绵城市建设的推进具有一定的阻碍性，因此，在识别水文地质条件、气候状况、土壤特性等地域特征及重难点的基础上，进行适应性评价，研发新技术新材料以至形成行业质量标准对于陕西省海绵城市建设至关重要。

(2)相比于发达国家城市精细化的低影响开发设计导则，国内各地所颁布的规划设计导则、指南相关标准图集的部分内容仍较为粗放，导致设施的应用效果欠佳。陕西省在海绵城市建设和实施过程中仍面临着技术规程地方适应性不强，设计施工经验、各专业之间协同性不足，以及相关工程验收、管理和评价体系缺失等问题。

(3)综合考虑陕西省具体实际情况，为保障全省海绵城市建设全过程的顺利推进，其标准体系具体应包括六大部分即规划设计、施工、工程验收、运行管理、评估考核、先进适用技术与产品，以上各个部分的实施应在充分吸收国内外先进经验、综合考虑地域特征、细化制定各类要点的基础之上。海绵城市建设标准体系的逐步实施将会对陕西省海绵城市建设水平、工程质量等产生积极影响。