兰州市构建“海绵城市”的可行性探析

杨蕾 吴展齐

[摘 要] 甘肃省兰州市“海绵城市”的建设基本解决了城市雨洪灾害，并为解决城市水资源不合理运用问题提供了新方式。经过对“海绵城市”建设的不断实践探索发现，要想最大限度地发挥“海绵城市”优势，就要采取因地制宜的方式，根据城市自身不同的人文、地理特点制定出最符合本城市的“海绵城市”建设方针，从而改变该城市以往的生态环境，统筹兼顾地解决城市地下水系统和水资源利用等问题。

[关键词] “海绵城市”;可行性;蘭州市

[中图分类号] TU992 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）03-74-3

“海绵城市”的建设是解决城市内涝灾害最为有效的执行方案。本文将对甘肃省兰州市的城市构造、人文、地理特点以及土壤类型、流域特点进行深入分析，探讨建设“海绵城市”对兰州市发展的重要意义以及“海绵城市”建设的可行性。在建设海绵化城市的进程中将会出现许许多多不可预测的难题，我们可以运用低影响开发理念，积极推行房屋绿化、雨水花园、透水铺装、植被浅沟4项基本工程技术措施，致力解决雨水资源不合理运用、立体绿化、房屋绿化等城市问题，从根本上解决兰州市城市雨洪灾害，构建理想的“海绵城市”。

1 “海绵城市”的内涵

2012年在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，海绵城市概念在我国首次被提出。此后《海绵城市建设技术指南——开发构建低影响雨水系统》中阐述了什么是“海绵城市”[1]。“海绵城市”是指该城市对水资源的合理化运用，当城市水资源充足时对天然水进行吸水、蓄水、净水、渗水等，当城市水资源短缺时再将储存好的水资源进行“释放”并加以利用，使得该城市具有良好的“弹性”。“海绵城市”建设完美契合了我国生态优先、可持续发展的基本原则，使自然措施与人工措施相互融合，强化对城市的规划、建设、管理，完善城市的生态环保系统。不仅如此，“海绵城市”还可以有效控制雨水径流，充分发挥建筑、道路、绿地等城市设施对雨水的吸纳、蓄渗、释放作用，是预防城市洪涝灾害的重要措施之一。

2 建设“海绵城市”对兰州市发展的重要意义

2.1 兰州市城市概况与建设可行性

兰州市处于我国西北地区、甘肃省中部地带，是甘肃省的省会城市，同时也是国务院批准确定的中国西北地区重要的工业基地和综合交通枢纽，是西部地区的重要发展城市之一和丝绸之路经济带上的重要节点城市之一。兰州市位于黄河上游，该地带地质的90%都是黄土土壤，不仅如此，自重湿陷性土壤分布比较广泛，形成的地基湿陷等级较高。兰州市具有全年日照充足、温差较大、降雨量极不稳定、蒸发强度大等气候特点，夏季降水量几乎占据全年降水量的50%。夏季多为暴雨突发季节，常出现短时间的强对流天气，并伴有雷雨大风出现，极易造成城市道路积水，导致路面淤积、塌方、积水泡车等，形成城市内涝灾害[2]。“十三五”以来，为了改变此类状况，兰州市秉承科学发展观和生态环保建设理念，结合城市自身建设特点，提出了一系列解决方针。

2.2 建设“海绵城市”对兰州市发展的重要意义

“海绵城市”建设需要该城市各个部门统筹兼顾、通力合作。在对兰州市进行“海绵城市”建设的过程中，涉及城市规划、园林设计、国土规划、资源管理和生态环保等众多部门，致力解决雨水资源不合理运用、立体绿化、房屋绿化等城市问题。

兰州市所处地形狭窄，城市分区被黄河穿过，形成了“南北两山夹一河”的地形格局。对兰州段的黄河流量与含沙量进行统计，年平均流量为894 m3/s，8月丰水期的平均流量为1 314 m3/s，3月枯水期的平均流量为520 m3/s，全年平均含沙量为1 kg/m3，最大含沙量为98 kg/m3。由此可见，黄河兰州段流域具有水流流速快、含沙量大等特点。

兰州市建筑历史悠久，在“海绵化城市”建设过程中，需要面对兰州市内大规模参差不齐、破烂老旧的污水与雨水排水系统，兰州市政府应尽快安排部署对各大排水管道进行隐患排查，并及时更换更大口径的高质量污水管道，在做好雨水回收与污水综合处理的同时，加强对水资源的循环利用[3]。站在城市可持续发展的角度，“海绵城市”的建设有利于改善兰州市城市建设：第一，加大对地下水管道的建设力度，增加管道数量，将道路开发和遇水塌陷等安全隐患的发生率降至最低;第二，增加城市绿化面积，选取立体绿化和房屋绿化作为城市绿化试点工程，对城市建筑密度和建筑容积率进行合理把控，严格监控城市建筑施工现场改善城市热岛效应，解决风污染，营造良好的空气环境;第三，广场、道路、操场等公共设施要采用渗水性较好的材料建筑砖块，防止暴雨天气过后出现城市积水现象。另外，路基塌陷是由于黄土湿陷所造成的，对于地基湿陷等级较高的兰州市来说，路基沉陷现象屡见不鲜。为此，市政府需要对黄土地质的路基塌陷进行防治调查，高度关注雨水下渗问题，对相关资料进行收集并调查研究，掌握黄土地质路段塌陷的原理机制、塌陷条件、影响要素等，科学系统地提出路基塌陷的应对措施和挽救方案[4]。对于兰州市路基塌陷导致地下水资源流失问题，要有针对性地提出解决措施，完善路基塌陷防排水技术，及时对周边地区地下水管道进行检查维修，时刻关注管道漏水现象，改善兰州市逢雨必涝的现状。

3 兰州市建设“海绵城市”所面临的挑战

3.1 实现城市全面“海绵化”

小规模的“城市海绵化”难以解决整个兰州市的城市内涝现象。对全国首批进行“海绵化”的试点城市进行调查显示，在15个试点城市中，有7个试点城市再次出现城市内涝现象：在近期归入的30个试点城市中，又有14个城市再现内涝灾害，比重将近为50%。此类现象不禁引人深思，为何已经实现“海绵化”的城市频频出现内涝灾害。经专家调查研究发现，试点城市之所以会再次出现城市内涝灾害，原因主要包括2个方面：一方面，“海绵化”建设工程试点时间有限，部分项目还在考察规划、项目启动当中;另一方面，“城市海绵化”建设工程是一项系统化建设工程，大部分试点城市的“海绵化”建设规模在25 km2左右，小规模的“城市海绵化”建设区根本无法解决城市整体的内涝现象。

3.2 已建成城区改造难度大，职能部门对建设内容不了解

在“海绵城市”的整体建设进程中存在许许多多已经建成的老旧城区，这些老旧城区由于建筑老旧，年老失修，经常出现城内积水现象。在对这些老旧城区进行“海绵化”改造时会遇到进行房屋绿化后与其他部门政策产生冲突等现象，或引发住户不满情绪。当前，兰州市一些职能部门对于“海绵城市”的建设内容尚不了解。由于各个城市的人文、地理特點不同，“城市海绵化”建设目标与实施方式不同，难以汲取自身有用的经验，无异于“摸着石头过河”。

3.3 改造规模大，资金投入高

兰州市要想实现全方位的“城市海绵化”，势必需要高额的资金投入。城市规划部部长曾透露“城市海绵化”建设投资预计为1.0亿～1.5亿元/km2，地基湿陷等级高地区则有可能达到2.05亿元/km2。这些高额的资金投入，不仅仅需要中央政府的财政补助，更需要社会中大资本家的积极参与[5]。社会中大部分企业对“城市海绵化”建设存在一定的认识误区，社会人群普遍认为该工程项目具有技术门槛高、收入回报少、后期风险不明确等诸多弊端。此外，各大企业对“城市海绵化”建设投资存在一定的顾虑。

4 攻破“海绵城市”建设难点的措施

低影响的开发理念是以模拟自然环境水文条件作为基础，采用对自然环境源头进行控制的先进理念方式，实现对自然雨水的控制与利用。我国建设“海绵城市”的主要理念就是以低影响开发理论作为基础所提出的，可以理解为对城市雨水资源进行重复利用并进行城市开发建设的过程[6]。为此，结合其他城市的建设经验主要推行房屋绿化、雨水花园、透水铺装、植被浅沟4项工程技术措施。

4.1 房屋绿化

房屋绿化是指对不同种类的建筑物体如立交桥面、构筑物面、天台或者阳台的向光面进行花草树木的种植，实现保护生态环境、营造绿色空间的目的。对房屋进行绿化不仅仅可以起到绿化环境的作用，还可以通过种植绿色植物实现土壤蓄水层的吸收和过滤作用，从而有效地减少城市路面径流量，提高径流水质质量。在房屋绿化实施过程中，应重点考察当地的降水情况、楼屋结构和适合本地区生长发育的绿色植物。故在实施房屋绿化之前，要根据兰州市多雨的气候特点和适宜生长的植被，因地制宜地规划符合兰州市城市特点的绿化方案。

4.2 雨水花园

雨水花园是低影响开发过程中最为重要的一项自然雨水收集技术措施，主要是由种植的绿色植物来实现城市对初期自然雨水的收集、过滤、净化功能。雨水花园通常建设在城市中心地势较为低洼的地带，现如今已经被广泛地应用在居民小区、商业区、工业区等不同功能地带。雨水花园具有众多优势，如建设成本低、便于维护管理、易与当地的自然景观和人造景观相互融合等。兰州市的土壤类型为湿陷型，黄土土层较为深厚，土壤具有较好的渗透性，为自然雨水的储存提供了较为广阔的空间。建设一定规模的雨水花园，可以在很大程度上减少自然雨水的径流总量，从而减轻城市道路路面的径流污染。

4.3 透水铺装

透水铺装又称为透水道路，是一种兼具环保性、生态性的道路建设类型，是指将孔隙率较高、透水透气性较好的建筑材料应用于建筑路面。路面硬化与城市绿环面积不足是导致兰州市城市内涝灾害的主要因素之一，因此在“海绵城市”建设过程中对道路进行透水铺装是极为必要的。道路铺装建设材料主要采用生态混凝土，这种材料可以有效地使雨水快速渗入地下，对地下水源进行补充，从而缓解城市热岛效应[7]。生态混凝土不仅可以透水，而且可以透气，使得城市建筑道路冬暖夏凉，为兰州市居民营造出适宜的生活环境。

4.4 植被浅沟

植被浅沟是指在地表浅沟中种植绿色植被，可以截留雨水并渗入土壤层中，是一种传输雨水并利用植被净化雨水的绿化设施。雨水流入植被浅沟，通过根系渗入植被土层，增加地下水容量，并且与城市的雨水管网系统相互链接，提高了雨水的利用效率。同时，植被浅沟表面一般利用种草进行覆盖，美化城市环境，净化雨水资源，还可以调节附近的局部气候。

5 结语

建设“海绵城市”是预防城市洪涝灾害的重要措施之一，同时是城市发展过程中新兴理念与城市化形态相互融合的必然结果，兰州市推行“城市海绵化”是该城市发展的必然要求。在构想建设过程中，必须要坚持绿色生态的发展观念，遵循人与自然和谐发展。要想最大限度地发挥“海绵城市”优势，就要采取因地制宜的方式，根据兰州市的城市构造、人文和地理特点，制定最符合本城市的“海绵城市”建设方针，从而改变该城市以往的生态环境，统筹兼顾地解决城市地下水系统和水资源利用等问题。

参考文献

[1]刘赟，田恬.屋顶绿化在兰州建设“海绵城市”中的应用初探[J].中国建材科技，2017（6）：24-25.

[2]朱玲，徐兴，朱立国，等.无锡市海绵城市评价指标体系构建与实践[J].水利规划与设计，2018（6）：17-18.

[3]戴晓钰，陈平，沈德林.南方低层住宅楼雨水资源化利用系统在海绵城市中的应用[J].江苏水利，2019（8）：21-25.

[4]张飞，胡秀云，代勤，等.武汉城区雨水综合利用可行性及案例分析[J].山西建筑，2016（15）：131-132.

[5]王兴超.地下水库在海绵城市建设中的应用[J].水利水电科技进展，2018（1）：83-87.

[6]刘丹莉，王栋鹏.西安海绵城市建设的探讨[J].工业建筑，2016（6）：54-57.

[7]张宁丽，关路鹏，朱陈明，等.地理国情普查成果在海绵城市建设中的应用可行性分析[J].测绘技术装备，2016（2）：11-14.