基于海绵城市的旧工业区改建策略

李阳

（中国航空油料有限责任公司西安分公司，西安 710064）

1 引言

随着我国城市化水平的不断提高，缺乏且落后的雨水利用设施和雨水管理理念导致不少城市及厂区在暴雨过后出现面源污染、城市内涝、道路积水、建构筑物下陷等现象[1]。如何将这部分厂区用地加以可持续发展理念的改造与更新，这是当代社会面临的一大关键性难题。传统改造后的旧工业厂区暴雨内涝、面源污染和积水现象频繁出现，植被绿化、厂区景观、雨水利用等元素之间的关系被忽视，原先工业区大面积硬化导致不透水的情况没有得到缓解，从而产生大量雨水径流。海绵城市理念就是将城市建设成为像海绵一样具有一定水弹性的机体，在降雨过后，城市将雨水进行初步净化，通过极强的下渗作用存蓄起来，当城市在遇到极端环境需要用水时，又可以将存蓄的雨水调配出来，其他国家将这种海绵化的机体城市建设称之为“低影响开发雨水系统的构建”[2]。我国政府层面对海绵城市的建设理念和功能机理进行了官方的诠释，海绵城市是指通过对城市规划和建设管理的加强，积极利用自然生态对雨水的蓄渗和吸收作用，让城市可以自然消解和净化雨水[3]。目前我国大多数地区正面临着许多由于水造成的城市问题，海绵城市建设理念从城市雨洪问题产生的途径出发，结合地下水资源涵养要求，全面且有效地解决当前城市所面临的雨洪管理问题。本文立足于海绵城市的建设理念，把其建设优势应用于旧工业厂区改造更新的实践中，将厂区内的主要改建内容和雨水资源利用的景观体系相结合，充分发挥城市海绵体的水弹性功能，为旧工业改造方案增加新的元素。

2 基于海绵城市的旧工业区改建策略

2.1 海绵城市理念与低影响开发技术

为应对我国城市雨水管理问题，充分发挥雨水资源的主观能动作用，利用人工辅助的手段，打造具有海绵化物理特性的城市或区域而制定的海绵城市建设战略规划，使人为建设的海绵城市拥有与自然相似的雨水渗透、净化、存蓄以及再利用的能力。海绵城市技术的实施，最直观的效果是当暴雨来临时，雨水给城市道路和建筑带来的压力被吸收和消解；而降雨过后，当城市需要水资源时可以将其存蓄和净化后的雨水作为资源二次利用，进而实现雨水的良性管理。海绵城市的建设需要将生态理念注入其中，尽可能将人为改造的方式贴合大自然的管理方式，使自然水生态循环通道保持畅通，将雨水资源化利用，改善原有水生态敏感系统，提高地下水源涵养。海绵城市的建设对于一座城市来讲，是一个综合的系统性问题，需要多部门协同建设多方位的雨水资源利用体系，其过程漫长且复杂。

低影响开发技术（Low Impact Development，LID），核心是将雨水作为一种城市资源进行管理，尽可能做到资源的再利用。低影响开发技术实施的重要任务是：合理地控制和管理径流总量、峰值流量以及峰现时间等，其实施的思路是采用“源头控制”的生态技术代替传统的“末端处理”技术，而源头管控最直接的办法就是利用单纯的、非结构性雨水设施对降雨过程中的总径流流量进行管理和控制，模拟自然状态下水循环的整个过程，尽可能地降低不透水面积，提高雨水利用效率，减轻面源污染，缓解暴雨积涝灾害，同时还可以增添与自然环境相融合的景观功能，以实现场地开发前的水文健康环境与开发后的特征保持一致。低影响开发技术和其设施可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能，直观地解决城市雨水管理问题，同时，对城市发展过程中区域生态高强度地破坏进行修复，高效地应对城市建设与环境之间不友好的现象，因此在推进海绵城市建设过程中，低影响开发技术起着关键性作用，更是海绵化理念建设的技术支撑。

2.2 旧工业区海绵化改建策略

2.2.1 改建区域的平面布置设计研究

平面设计的重点在于尽可能采用原始地形提供的基础条件，根据天然的土壤、湿地、洼地、小型土丘来依势而建。传统改造模式下的雨洪管理平面设计和海绵化改造模式下的雨洪管理平面设计如图1 所示，从图中可以明显地发现，传统模式的降雨多为集中处理，将散落各处的雨水通过各种硬性设施进行引导，最后汇集到整个场地的某几个集中处理的区域，这样大大增加了地表径流和雨水污染的可能性，在改造过程中还会破坏原有生态，为旧工业厂区增加更多灰色元素，而且易造成内涝和路面积水的问题。而从海绵化改造的场地平面设计中可以看出，在场地各处都存在源头消解单元，通过各个单元之间串联作用，使整个场地的雨水管理变得井然有序，同时要强调的是，虽然海绵化改造的场地也会将场地雨水通过引导的方式，进行末端处理，但是在雨水运输途中，根据场地条件会设置相应的LID 设施，例如，植草沟、下凹绿地、旱溪等，它们作为一种软性引导技术，不仅为厂区解决了雨水问题，还营造了绿化景观，对水体在传输中也做了初级净化的作用。

图1 传统模式与海绵化平面布局示意图

2.2.2 改建区域的竖向布置设计研究

竖向设计的优劣作为影响雨水分布和检验雨水设施的重要评判依据，所以旧工业厂区海绵化设计时，要尤为重视厂区的竖向设计（见图2）。而竖向设计又称地形设计，主要关注场地的高程、方位、坡度等因素，它将直接影响低影响开发设施的布置，进而会间接影响到厂区景观空间的布局。在对厂区进行竖向设计时，明确厂区的地形地貌特征和平面设计中的功能分区，并结合实际情况因地制宜，统筹规划场地内建筑、道路、广场、绿化的具体位置，做好各个排水单元之间的高程衔接，确保上游设施单元要比下游设施单元在场地中的地势要高。场地条件允许的情况下，可以结合场地自然高差，利用地势的巧妙之处，再搭配低影响开发设施来组织场地雨水径流路径，既保证了雨水汇集和净化的管理，又可以为厂区增添雨水利用的景观元素。

图2 阶梯式植草沟示意图

3 适用性分析

海绵城市建设理念的引入，为城市雨水管理问题提供了新的思路，相比于传统的雨水管理理念，具有生态改善、可操作性强和景观衍生等优势。

1）生态改善优势。海绵城市建设可以帮助旧工业厂区提高现有排水系统的消解能力，将暴雨洪峰来临时的地表径流量骤减，降低厂区内涝风险，规避对建筑的损害，提升使用者的满意度。从根本上将旧工业厂区在高强度开发后的自然水文特征恢复至该区域未开发前的状态，尽可能确保自然水循环路径不受闭塞，进而可以恢复整个生态系统受到水生态循环破坏后在结构和功能上的影响。

2）可操作性强。在海绵城市理念的改造下，采用低影响开发技术对研究区域进行操作，海绵化设施的建设难度与传统设施相比可操作性较强，在实际项目中也比较容易推广，效率高，成本低，而且还附带景观功能，有效实现城市环境层次感的提升。

3）景观衍生。工业厂区本身在建设初期就缺乏绿色元素，将海绵城市建设理念融入工业遗产改造项目的中，既能缓解雨水内涝问题，又增加了景观修复与改造的功能，也改善了工业厂区内部的生态环境，使废旧厂区重新焕发活力，同时在生态设计层面的可操作性较强，能够满足使用者对绿色生态景观的需求。

4 结语

海绵城市建设理念在旧工业区改造与更新设计研究中的高度融合，使旧工业厂区在海绵化设计后构建起了雨水资源利用体系，同时可以缓解场地内涝、排水困难、地下水匮乏、生物多样性遭到破坏等问题。海绵化改建方案在自然生态层面和水文特征层面均较现状的传统旧工业区改造方案得到积极的改善和提升，使旧工业区的水文特征恢复或接近至未开发状态，有效地将旧工业区改造成为集工业文化元素和雨水景观利用于一体的城市海绵体。