浅谈建设海绵城市的发展现状

2019-01-20林英姿王汉卿杨丞南杨

资源节约与环保 2019年2期

林英姿王汉卿杨丞南杨红

（1吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室吉林长春 130118 2吉林建筑大学市政与环境工程学院吉林长春 130118 3中国市政工程东北设计研究总院有限公司吉林长春 130000）

1 海绵城市发展背景

随着当今城镇化高速发展以，对于工程施工科学性的考虑不够周全，水资源开发利用过程中出现的过度开采以及污染被忽略等现象；水资源系统内各项工程均出现了不同程度的退化问题。再者，因城市地下排水系统的陈旧与落后问题，大雨强降水事件发生后引发的内涝问题，带来了包括经济损失在内的多种不良后果，城市排水问题日益成为人们谈论的话题焦点。

随着城市内涝和水生物栖息地破坏等问题日趋严重。2014年2月住房和城乡建设部城市建设司进一步明确了加快建设海绵城市举措。该年年底，《海绵城市建设技术指南》发布，这是一本各类技术集成的使用指南，但是这对于海绵城市的应用指导还远远不够。根据财政部、住建部、水利部《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》(财办建[2014]838号)和《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》(财办建[2015]4号)的要求，共有16个城市成为中央财政支持海绵城市建设试点城市。2016年4月，财政部、住建部、水利部公布，北京市等14个城市进入第二批中央财政支持海绵城市建设试点范围。这表明我国海绵城市正式进入实施阶段。海绵城市已经在多个城市试点建设，无论是从城市水环境的保护与构建、水资源的补给与循环还是城市景观风貌的营造来看，海绵城市在未来有很大的发展前景。

2 国外雨洪管理发展经验借鉴

海绵城市（eco-sponge City）是由中国提出的一种新的城市于洪管理体系与概念，意指让城市在适应环境改变的同时，对于降水特别是雨水带来的自然灾害面前能够体现出良好的适应能力，其他国家对于雨水的管理概念发展较我国较早，并且已经在理论与技术上获得较为成熟的成就，因此，有许多值得学习与借鉴的方向。

2.1 美国

起初在美国马里兰州为了实现减轻由于城市化进程造成的地面不透水性引起的恶劣影响，最开始实行水敏性排水。通过针对单个水敏性模块进行研发测试，得到了较为良好的实验效果。在雨水管理的水回用方面，美国常用的解决方式是在天然入渗能力方面进行改造升级为目标。为了同时解决城市对于防洪排涝的要求以及对于雨水利用的需求问题，在芝加哥市建立了地底隧道蓄水系统。在一些别的城市同时设立了屋顶蓄水系统以及地表回灌系统。

2.2 日本

早在1963年日本就已经着手于蓄洪滞洪设施而且已经开市利用储蓄的雨水作为喷洒道路、绿地，以及其他方面的回用水。蓄洪设施不同于英国，日本充分利用城市的地下空间从而减少储蓄设施的占地面积。自90年代起日本对于全国的建设规划又有了新的要求，对于所有新建改建的公用建筑必须设置相应的雨水下渗装置从而进一步的改善降水带来的环境影响。

2.3 德国

就目前而言，德国再与水回用利用方面是世界上首屈一指的。当下的德国再水资源利用尤其是雨水利用防洪防涝方面已经在技术上达到标准化产业化，市场上相应的产品更是层出不穷，包括收集装置、过滤装置、渗透装置以及储存设施等。在德国的雨水利用措施中主要的做法可以分为三种：第一是对于建筑屋顶的给水储蓄系统；第二是道路的截污拦污措施，首先是对于城市道路的雨水管口均设有截污拦污装置，用于拦截地表径流中携带的部分污染物，使得之后储蓄的雨水能够保证相对良好的水质，其次对于路面设置透水铺装对减少不透水路面面积，通过渗透原理补充地下水资源；第三是生态社区雨水回用体系，在社区沿排水道铺设表面附有植有草皮的渗透沟，，供雨水径流流过时下渗。超过渗透负荷的雨水则排入雨洪池或人工湿地用[3]。

3 “海绵城市”理念的由来与发展

海绵城市之所以用海绵来对城市的吸附功能进行比喻一开始只是因为业内和学术圈中的人们的一种习惯，例如布吉(Budge)利用海绵来对城市对人口的吸附现象进行比喻。当下海绵这个词越来越多的是用来对城市或者区域地块对于雨洪调蓄能力的一种比喻。“海绵城市”、“海绵体”等这些非本专业学术性概念之所以在领域内得到认可以及大面积的应用，原因就是其中的洪涝管理以及水资源利用概念收到领域内的一致认可，虽然对于具体的措辞有所不同，但是对于其表达的核心理念是共通的，“海绵城市”直观地表述了具有“海绵特征”的城市，而其他概念的“海绵”重在海绵城市功能的载体[4]。

4 海绵城市主要技术理论的发展

低影响开发技术是海绵城市的主要技术理论，低影响开发（Low Impact Development）源于上世纪九十年代的美国，其原理是利用可以对地表径流进行贮存、滞留、渗透、蒸腾的场地规划技术，尽可能使所要开发的地块保持最原始的状态，减少地域开发对于径流量的影响，并控制通过径流排入地表水的污染物总量[5]。与污水处理较大规模的工程措施不同，低影响开发技术倾向于通过设计零散的、规模较小的技术措施对于污染从源头进行控制从而达到对地表径流中污染物的去除，使开发场地的水文循环尽量接近于自然[6]。我国低影响开发（LI D）技术[7]主要包括：

4.1 绿色屋顶

植被屋顶系统，又称绿色屋顶。主要由土层、覆盖在土层上的植物、草坪以及树木和结构层（植物根阻拦层、排水层、防水层）组成。绿色屋顶是改善城市生态环境、减小径流、净化空气、降低室温、丰富城市景观的一项重要措施。目前“精细型”绿色屋顶逐渐被“粗放型”绿色屋顶（更少的结构材料、土层）所取代[8]。

4.2 透水铺装

通过在道路表面营造孔隙（微孔或大孔），使得路面具有透水功能，从而形成透水路面。道路雨水径流是面源污染的重要来源之一，减少径流量即可减少面源污染。透水铺装包括透水垫层、透水表层砖等结构，通过透水铺装措施可大大改善道路雨水的渗透速度以及渗透总量，减少地表径流量以及减少路面积水现象，同时对径流中悬浮颗粒物有较好的截留过滤作用[9]。

4.3 植被浅沟

植被浅沟是指在道路或者汇水分区内的沟渠表层附上植被的一种施工措施，又称为植草沟或植草渠。该技术措施在采用重力流方式收集雨水过程中通过植被和土壤的渗透拦截作用使雨水径流污染得到控制。其开放式结构非常适用于有一定坡降地势的小汇水面源头控制，也可作为汇流的输送过程控制措施。由于在设计和布局上的灵活性以及价格优势，植被浅沟能够被广泛应用于各种环境。

4.4 雨水花园

雨水花园，又称植生滞留系统或下凹式绿地。其中有被树叶覆盖的地表层、以及地表覆盖物之下的土壤层、多样性植物和达到一定深度的径流滞留区、进水口、出水口以及溢流口。雨水花园可以通过一定的渗透过滤方式来对地表径流的水质以及水量进行一定程度上的控制，对地表径流中的污染物有一定程度上的拦截作用，经过渗透过滤处理的地表径流可对城市或者地块区域的地下水有一定程度上的补充。

5 海绵城市今后发展趋势

当今海绵城市理论已基本成熟，部分地区已进行到试运行阶段，在今后发展过程中，海绵城市基础设施建设会不断改进，理念会逐步更新，来更加适应我国实际情况，海绵城市的管理和维护也会不断的智能化，随着海绵城市的不断发展和完善，传统城市建设与发展理念会发生转变，开发和建设都会崇尚遵循顺应自然、与自然和谐共处的低影响发展模式，在人、城市与其资源环境的协调发展中实现人与自然、土地利用、水环境、水循环的和谐共处，海绵城市会将城市的建设与发展提升至新的高度。