海绵城市 基于自然的中国方案
2022-03-10韩忍冬
韩忍冬
中国的海绵城市建设,正是为了探索未来城市发展模式而给出的中国方案。
近几年,海绵城市成为人们越来越多听到的热词。海绵城市是把城市设计得像海绵一样能够自主调节水资源,更好地适应环境变化和调节局部气候。
国际上学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,近年来,更多的学者则将海绵用以比喻城市或土地的雨涝调蓄能力。
中国的海绵城市建设,正是为了探索未来城市发展模式而给出的中国方案。
基于自然的选择
城镇化是保持经济持续健康发展的强大引擎,也是促进社会全面进步的必然要求。然而,在快速城镇化的同时,不可避免地出现了一系列城市水问题,例如城市内涝频发、水环境恶化、水资源短缺等。
实际上,在各国城市化进程中,一系列水问题成为城市病,特大城市更常见。
一方面,全球气候变暖,与内涝有关的高强特大暴雨、飓风台风等极端气候频现。而城市又高楼林立、空气循环不畅,城市上空的热气流无法疏散,城市热岛产生的局地气流上升有利于对流性降雨的发生,同时城市空气中的凝结核多,也会促进降雨,由此形成的“雨岛效应”。
而另一方面,随着城镇化进程的不断加快,大量的硬质铺装改变了原有的生态本底和水文特征,由于降雨不能及时下渗,形成地表径流,传统的城市排水体系难以适应强降雨时形成的徑流量洪峰,产生城市内涝。
为此,必须创新城镇化发展道路,实现可持续发展。党的十八大报告明确提出“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位”。
之后,在2013年12月的中央城镇化会议上,习近平总书记首次正式提出要建设海绵城市,就此拉开了我国海绵城市建设的序幕。
2014年2月,《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确提出:“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防涝水平,大力推行低影响开发建设模式,加快研究建设海绵型城市的政策措施。”
接着,2014年10月,住房城乡建设部发布了《海绵城市建设技术指南》;2015年1月,财政部、住房城乡建设部、水利部3部门联合下发了《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》;2015年10月,《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》提出,要通过海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。
这些文件既有政策层面的,也有技术层面的,对海绵城市建设目标、具体操作都作出了明确详实的规定,可见国家建设海绵城市的决心之大、力度之大,也体现了海绵城市建设的必要性和重大意义。
2015年3月,开始了国家第一批海绵城市试点城市的申报和评选工作,16个城市入选。2016年,又有14个城市入选国家第二批海绵城市试点。这些试点城市,具有很强的地域代表性,其中第一批试点城市包括华东地区6个、华北地区1个、华南地区1个、华中地区3个、东北地区1个、西南地区3个、西北地区1个,同时也体现了不同城市规模,有直辖市、计划单列市、省会城市、地级市、县级市,基本涵盖了我国不同类型、不同区域的城市。
海绵城市的目的就是为了解决3个问题:城市内涝、水资源不平衡以及水环境恶化。归根结底就是要恢复水在自然和城市中的正常循环。
而“渗、滞、蓄、净、用、排”这“6字箴言”,则是落实海绵城市理念的措施。即:“渗”,是利用各种路面、屋面、地面、绿地,从源头收集雨水;“滞”,是降低雨水汇集速度,既留住了雨水,又降低了灾害风险;“蓄”,是降低峰值流量,调节时空分布,为雨水利用创造条件;“净”,是通过一定过滤措施减少雨水污染,改善城市水环境;“用”,是将收集的雨水净化或污水处理之后再利用;“排”,是利用城市竖向与工程设施相结合,排水防涝设施与天然水系河道相结合,地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放,避免内涝等灾害。
2017年的政府工作报告明确了海绵城市的发展方向,让海绵城市建设不仅仅限于试点城市,而是所有城市都应该重视这项“里子工程”。
2021年4月发布的《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》,进一步强调了海绵城市建设对于治理城市内涝、预防“城市看海”的重要性。
2022年1月,国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》中提出,全面推进城镇绿色规划、绿色建设、绿色运行管理,推动低碳城市、韧性城市、海绵城市、“无废城市”建设。
毫无疑问,海绵城市低影响开发模式的建设,不仅对我国未来城市发展有重大的意义,也给世界提出了基于生态的中国方案。它对减少城市洪涝灾害、控制城市面源污染、改善城市水体等建设都有着重要的意义。
古人排涝的智慧
“海绵”的提法虽然是现代城市治理的理念,但也是中国古来有之的智慧。
在北京大学建筑与景观设计学院院长俞孔坚看来,与其说“海绵”是工程措施,倒不如说是一种哲学思想:将有化为无,将大化为小,将排他化为包容,将集中化为分散,将快化为慢,将刚硬化为柔和。
中国古代对于排涝的智慧可谓是博大精深。自古以来,中国人便将雨水看作宝贝,于是才有了“四水归明堂,财水不外流”的讲究。不论是单体的四合院建筑设计,还是农家天井的蓄水缸、遍布广袤土地的陂塘,都是古人蓄水的智慧结晶。
迄今所知中国最早的排水系统,是一组出土于河南淮阳平粮台龙山时代城址、距今4000多年前、埋于地下的陶质排水管道。城址南门中间的路土下铺设有3组陶排水管,剖面呈倒“品”字形,水管节节相套,两端有高差,便于向城外排水。
河南偃师二里头,是迄今所知中国最早的王朝都城遗址。这是一处经缜密规划、布局严整的大型都邑,其存在时间约距今3800年~3500年。在早期宫殿建筑之间的通道下,发现了长逾百米的木结构排水暗渠。晚期宫城中大型宫殿建筑的院内,又发现了石板砌成的地下排水沟和陶排水管组成的地下排水设施,二者的铺设都是为了向院外排水。
而在商王朝的都城郑州商城、安阳殷墟,西周王朝的都城陕西丰镐遗址、周原遗址,以及北京房山琉璃河燕国都城遗址等地,都发现有排水管道、沟渠等排水设施。
故宫西北,占地70万平方米的北海团城已有800年历史,这座城堡便是古代海绵工程的典范。不管下多大的雨,都仅仅是雨过地皮湿。团城270米的围城上没有一个泄水口,秘密全在于倒梯形的青砖墙面。下雨时,雨水会通过砖缝流入地下,多余的雨水还会借北高南低的走势流入11个水眼,最终汇入涵洞储存,形成一条地下暗河。城上38棵百年古树至今蓊郁葱翠,全靠涵洞的雨水滋养。
可以说,元大都和明清北京城在排水系统上的设计建设,是积淀千年的中国古代都城排涝智慧的高度结晶。
在“江南宋城”江西省赣州市,有一座历经近千年,至今仍在发挥作用的中国古代城市下水道工程——福寿沟。福寿沟位于赣州市章贡区境内,因排水沟的走向形似篆体的“福”“寿”二字而得名。
福寿沟利用地势高差,连通城内坑塘水系蓄洪,通往城墙处的水窗;以单向水窗阻挡赣江洪水,并在洪水消退时向赣江排涝。虽经历了900多年的风雨,福寿沟至今仍完好畅通。
事实上,除了北京故宫、江西福寿沟,福州的三坊七巷也暗藏著许多古典海绵城市建设智慧。
三坊七巷的青石路上虽然是古时常见的青石板,但每块青石砖都是“微型水库”。而且历史上三坊七巷周边河网密布,曾有“百货随潮船入市,万家沽酒户垂帘”的景观。每当下雨时,各个庭院内明沟和暗沟的水就流入纵横交织的沟道支线和干线,最后流入内河。“河网水系形成了天然的排放雨水的‘毛细血管’系统,相当于预留了足够的雨水排放通道,保证了雨水的顺畅排放。所以,保护和重建内河对城市排水能起到极好的作用。”相关专家说,“老建筑的排水功能好,主要归功于天井、沟渠、内河这3个法宝。”
如今,求诸自然规律和先贤智慧,留住天上水,成了新时期治涝的新思路,并上升为国家战略。
因地制宜的中国方案
海绵城市的实施是一个系统工程,需要考虑到诸多因素。城市地形地势对雨水蓄集与排放具有重要影响,旱涝灾害的分布影响各地区建设目标的合理设定,植被的耐淹耐涝抗旱性与气温、土壤、降水有关,渗透设施的效果与不同地区土壤渗透性能和地下水位等有关。
海绵城市建设的核心问题是创新工法,既要解决建筑主体和道路主体的结构防水问题,还需保证影响设施的透水性、蓄水功效。而且中国地大物博,幅员辽阔,南北气候差异很大,因此技术的侧重点就会有所不同。北方土壤适合下渗,南方土壤渗透性较差,而且南方很多水位较高,下渗的较少,但从流域范围及整个排放系统来看,其差别不仅仅是南北方的差别,每个地方均有其特殊性。
所以,海绵城市建设需要因地制宜,具体分析每一个片区、每一个小块或是每一片流域,尺度不一样,应用也就不一样。例如,在有效缓解城市内涝灾害方面,北京市按照海绵城市建设理念,对环路下凹式立交桥区进行改造,综合采取渗、滞、蓄、排等措施,提升桥区的排水防涝能力;四川省遂宁市对阜丰巷老旧小区进行“海绵化”改造,小区内涝积水点得到了有效控制;而在城市黑臭水体整治方面,湖南省常德市对穿紫河经过综合调蓄、生态净化等海绵化措施,大大改善了河道生态环境……
正如习近平总书记指出:“城市管理应该像绣花一样精细”。建设“海绵城市”,不仅是净化、美化城市的“面子”工程,更是改善城市品质、提升群众获得感、幸福感的“里子”工程。
随着各地对海绵城市的不断推进,一个天蓝、地绿、水清的美丽中国,正在渐行渐近。
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