海绵城市灰绿协调发展的思考

■ 史腾华 温 禾 陈 永 王国田 张文慧 张一航 崔鹏飞 郑 丹

“海绵城市”理念有别于传统的建设理念，它作为一种生态途径，但不应矫枉过正，过度夸大绿色设施的建设效果，其工程建设应用的核心应在于灰色设施与绿色设施根据地方特征按照适当比例相配合，以实现雨水资源化，解决城市水问题的有效途径，并对未来“海绵城市”的建设方向提供了发展思路。

海绵城市的实践与发展

（一）海绵城市建设的实践

近些年城镇化发展较快，城市内不透水面积逐年增加，不仅破坏了生物栖息地和物理完整性，也严重影响了自然界的水文循环。随着海绵城市试点城市建设工作的推动，可以看到海绵城市建设正在使城市原来的面貌发生改变，不透水面积在发生了缩小，植被和绿地空间在增加，径流雨水也得到了有效控制。30个试点城市在建设过程中，也逐渐根据自己城市的特点总结出建设的经验和特色。

（二）海绵城市建设的发展

海绵城市与水环境治理是相辅相成的。水环境是生态环境的生命线，治水绝不能就水论水，需要用系统性思维考虑水环境治理，构建完整的治理体系。

海绵城市的理念包涵了低影响开发的城市建设理念，改变城市下垫面在建设开发过程中的过度硬化，保持水的自然循环过程。通过“渗、滞、蓄、排”的作用，避免了雨水形成径流，可实现小雨不积水的目标，同时管网的修复和传输过程的改善，保障了雨水的顺利排走，平行管网、调蓄隧道的建立，可有效预防洪涝灾害的发生，实现“水安全”的目标。“渗”字决恢复了地下水的补给通道，避免了雨水形成径流后的快速排走，补充了城市的水资源。

海绵城市源头绿色设施的应用，除可控制径流雨水外，还可以实现对雨水径流污染的控制，末端雨水湿地、生物滤池可实现对雨水的强化处理。海绵城市理念对原来城市建设方式的改变，恢复了河岸的生态格局，避免了河道整治“三面光”的过度工程化，使岸上与河道融为一体，恢复生态联系，实现水环境的目标。海绵城市末端治理中生态浮岛、磁絮凝等手段的应用，对于河道内源治理，恢复河道水生态有积极意义，恢复河道本身的自然净化作用，实现“水生态”的目标。

海绵城市实现了景观和功能的有机统一。海绵城市改变了以往工程建设注重地上工程的“面子”而忽略地下工程的“里子”。以竖向控制为工程建设核心，统筹地上地下的同步设计与施工，把自然生态景观与吸纳净化雨水功能相协调统一，城市景观效果留在面子上，功能放在里子。

灰绿协调发展的探讨与分析

（一）灰色设施分析

灰色设施被定义为常规的储存容器和用于管理饮用水、市政排水管网或雨水管网，通常由混凝土或金属构成。它还包括街道、道路、桥梁和不包含用于实现环境目标的技术的建筑物。在海绵城市建设过程中，灰色设施主要包涵雨水调蓄池、蓄水模块等雨水调水设施，排水管网、调蓄隧道等转输设施。

灰色设施的应用主要是结合建成区的建筑密度大，天然的下垫面条件较差，可用于改造的公共绿地、场地条件有限，或者相关地质条件无法满足改造的需要等情况。在这样的背景下，加强地下排水管网的清淤、疏堵工程，改造提升泵站，建设雨水蓄水池等雨水回用设施实现对雨水的资源化和防洪排涝的目标。

（二）绿色设施分析

绿色设施最初在90年代中期由美国提出，它是指一个国家自然生命的支持系统，即由水道、湿地、林地、野生动物栖息地；自然区，绿色通道、公园；保护区，农场、牧场和森林；以及维系天然物种、保持自然的生态过程、维护空气和水资源并对人民健康和生活质量有所贡献的荒野及其他开放空间组成的互通网络。经过大量的工程实践，绿色设施不仅仅是减少雨水径流量，还可有效的去除径流雨水中的污染物。

绿色设施技术包括透水铺装、绿色屋顶、雨水花园、植被缓冲带等。绿色设施更强调以自然水文过程的渗透和蒸发蒸腾,雨水的渗透回用,净化径流雨水污染,减少地表径流量。这些技术措施通过从源头上恢复自然水文，解决雨水问题。绿色设施还可以包括保护敏感的上游地区,为地下水进行补给。天然下垫面的湿地和沼泽体系为暴雨提供了巨大的雨水调蓄空间，可以有效减缓市政管网的压力。绿色设施的乔木和灌木的叶冠可以减少雨水对地表的冲刷，根系可以吸收降雨，也有助于维持土壤孔隙度,这是至关重要的为雨水和渗透增加存储容量。

（三）海绵城市建设过程存在的问题

绿色设施的过度工程化。海绵试点城市在建设过程中，出现了绿色设施过度建设的问题。在低影响开发的理念下，大量上马工程建设项目，忽略不同地方下垫面本底条件和特征，无视土壤本身渗透能力的情况，不能有效结合地方气候和降雨特征选植绿色植物，大量的新建、改建绿化工程变成了对天然下垫面条件的破坏，过度的工程化并没有很好的使绿色设施得到应用。

过分夸大绿色设施的作用。在土壤渗透性较差的地方，将绿色设施的种植土经过换填后，可优化土壤的渗透性能和净化径流雨水污染的作用。但是绿色设施不论从规模还是调蓄容积都是非常有限的，在常规降雨量的前提下，绿色设施可以很好的发挥作用，起到控制地表径流量和降低径流污染的作用。但是遇到雨季的长历时降雨或短历时的强降雨，绿色设施起到的作用非常有限。在海绵城市建设的过程中，应清醒的认识到绿色设施的特点，不应盲目夸大其作用。

（四）灰绿协调发展的应用探讨

灰色设施经常被误认为与绿色设施不一致，不被认为是互利并统一的。随着海绵城市建设工程的推进，相关研究工作的深入，越来越多的认识到城市也是一个生态系统，也需要多个系统的协调统一。灰色与绿色设施的复杂动态关系使得它们能够互利统一，彼此相互够成了完整统一的城市雨水受纳体系。

绿色设施在常规降雨量的情况下，可以有效的实现对初期降雨的净化，降低雨水径流的污染，良好的渗透性使绿色设施可以有效的减少地表径流，控制径流总量。在有条件的地方，雨水回用设施与绿色设施的结合，可以使雨水得到净化并实现回用。在雨季当中，降雨量大且比较集中，此时绿色设施在源头对雨水的控制效果相当有限，灰色设施的应用就显得由为重要。雨水管网的摸排、清淤、改造等均可以提高城市的排水能力，平行管及浅层大口径管道的应用，可以更好的实现防洪排涝。对于积水严重，雨季易出现严重洪涝灾害的城市，调蓄隧道、调蓄模块等灰色设施的应用可以加效的消除内涝和积水，同时适应性的调蓄方案还得对溢流污染的控制起到关键作用。

在此基础之上，海绵城市绿色设施的工程直接费用相对较高，对于部分老城区，大量海绵设施的改造难度大，协调困难，后期维护的难度也较大，且建成的实际效果通常较难达到相关的目标要求。在权衡成本和效果的前提下，灰色设施的改造和建设对于内涝改善的效果非常明显，可以在一定的前提下，实现绿色设施和灰色设施应用的有机统一。这个思路不仅适用于目前海绵试点城市的建设，也适用于非试点城市的建设和改造。