基于海绵城市理念的城市建设优化方法

许灵钰

近年来，我国经济发展迅速，伴随着我国城市化的进程加快，城市化影响范围越来越大。在城市化不断加深的同时，其对环境带来的影响越来越大，导致人们居住和生活的环境不断发生变化。城市化进程在带来很大的综合效益的同时，其引发的生态环境问题受到的关注也越来越多。

如今，城市建设速度越来越快，但在建设过程中如果没能很全面地考虑雨洪管理等问题，将会带来巨大隐患。大城市人口集中、建筑密度大，当暴雨和洪水来临的时候，对城市和人们的影响很大。发生暴雨时，容易造成积水和洪涝等现象，还有可能会导致交通中断、建筑物和各种设施被水浸等情况的发生，严重时将会威胁人们的生命安全和财产安全。在各种自然灾害中，洪水的危害尤其大，不仅来势凶猛，同时其影响范围较广，破坏性巨大。洪水不但淹没房屋和人口，卷走人们居住地的物品，并淹没农田，破坏建筑物、通讯与交通設施等，从而造成巨大的破坏。对于如此大的危害，我们必须做好预防措施，在城市建设的过程中综合考虑这些因素，建设出能够更好地抵御自然环境问题、生态更健康的城市。

针对上述情况，在城市建设的过程中，应当以“海绵城市”的理念作为引领，建设在雨洪管理方面更优化的城市。“海绵城市”是指城市在应对雨水、洪水等自然条件和自然灾害时，能够像海绵一样具有良好的弹性以抵抗灾害，它是现代城市雨洪管理方法。因为海绵在周围环境有较多水分时，能够起到吸水和储存水的作用；同时，在需要用水时，海绵能够释放其储存的水以供使用，这种关于水的良好弹性的特性被引申到城市雨洪管理当中，形成“海绵城市”理念。 “海绵城市”也可以称为“水弹性城市”或“低影响开发雨水系统构建”。“海绵城市”的理念是通过一些相关设施和途径在下雨时达到吸收水、储存水、渗水和净水的作用；同时，当城市需要用水的时候，可以将相关设施中储存的水释放出来并且加以利用，从而使城市更具有水弹性，更能抵御自然环境问题，生态更健康。

在城市建设的过程中，应当将“海绵城市”理念加以运用，构建生态更健康的现代城市。基于“海绵城市”理念，可以通过以下途径进行城市建设的优化。

一、雨水花园

雨水花园一般是在地势较低的绿地（可能是自然形成或者是人工挖掘的）上种植各种植物（乔木、灌木和花草等），结合其多层的地下结构过滤和净化雨水，将渗透到土壤之下的水作为地下水的补给，或者也可以用于景观用水等，实现水力循环的作用。

雨水花园是一种通过多层的复杂结构实现雨水的收集、过滤和净化的生态环保的雨水利用设施。图1是广州珠江碧道工程雨水花园实景图，可以从图中看到雨水花园的整体呈现效果。除了具备实用功能，雨水花园整体呈现出一种生态的自然美感。

如图2所示，雨水花园的多层结构由上至下分别为蓄水层、覆盖层、种植土壤层、砂层和砾石层。覆盖层可用卵石、树皮等，保持土壤的湿润度。种植土壤层上方种植各种类型的植物，此种植土不是一般的土壤，而是混合的介质土，其中混合了沙、椰糠等材料，能够更好地让雨水下渗和过滤。种植土壤层下方是砂层，可以更好地防止植物的养分流失。最下方是砾石层，设有穿孔管，在遇到暴雨时能将多余的雨水通过排水管排走。土壤表层设有溢流管，一般高于地面150-200mm；当积水超过设计蓄水量时，可以通过溢流管排到市政管网。

雨水花园根据其所在位置的不同，需要配置不同的植物。雨水花园的形状类型碗状，中间较低，两边较高。底部较低处的植物在有雨水时会受到浸泡和湿润，因此需要种植耐湿的水生植物。由于雨天只是占一定的比例，在晴天时，雨水花园是相对干旱的，因此中部和顶部较高位置的植物需要考虑种植耐旱植物，这样的植物搭配才能适应不同的天气。

除了具有雨水渗透功能之外，雨水花园中的植物能够通过植物蒸腾作用更好地调节空气湿度以及温度，改善局部小环境的气候。

雨水花园除了具有上述功能之外，还应当具有景观性和美观性。雨水花园呈现出自然生态的美感，可以供人们观赏和游憩。建造雨水花园的成本较低，它的维护工序比草坪的维护更简单。同时，雨水花园带给人的景观感受有层次感，能够让人们体会到更丰富的视觉感受。通过合理配置植物，鸟类和昆虫可以在雨水花园中有一个较好的栖息环境，这可以让雨水花园的生态更加和谐。

二、透水路面

城市的建设带来的是绿化面积减少，城市硬质化路面的面积增加，由于硬质化路面不透水，雨水难以渗透到地面以下，导致雨水在地面容易形成径流。当大雨或暴雨来临时，经过一段时间的降水之后，普通的硬质化路面就会积水，给人们和车辆通行带来极大的不便。当使用透水路面时，透水材料的孔隙率大，雨水很快就能从孔隙中往下排，最后汇入到地下水中，减轻城市排水设施的负担，防止河流泛滥和水体污染。通过透水路面，增加水下渗的速度，减小了形成径流的概率，对路面交通的影响小。地面的水可以很快下渗汇入地下水，同时还能维护地下水及土壤的生态平衡。

透水路面是使用了透水材料做成的路面。常见的透水路面材料有透水砖和透水混凝土。图3和图4分别是透水砖路面和透水混凝土路面。

透水砖路面由上往下一般由面层、找平层、基层和土层组成。面层是透水率不小于5%的透水砖。透水砖结构中的镂空部分以及透水砖之间的连接缝隙具有比较好的透水性。透水砖多用于小区步道、公园广场和停车场等区域。

透水混凝土具有重量轻、透水和透气的特点，其应用越来越广泛。它也被称为多孔混凝土，一般是由水泥、增强剂、骨料和水搅拌而成的。透水混凝土可以打造成不同色彩，透水混凝土路面的颜色可以和其周围环境的整体设计相适配，给人们更协调、更丰富的景观视觉体验。透水混凝土多用于城市街道、车道、公路或停车场等。当透水混凝土路面使用时间较长时，一些粉尘等污染物会吸附到透水混凝土的孔隙中，影响其透水性，此时可以用高压水冲洗，将孔隙中堵塞的粉尘等污染物冲洗出来。

透水路面除了具有上述功能外，它还有一些其他的优点：透水路面的孔隙结构在吸热和储热方面更接近自然植被覆盖的路面，能够更好地起到调节温度和调节湿度的作用；透水路面可以让地表径流较快地渗透到地下，一定程度避免了由于过度开采地下水导致的地基下沉；由于透水路面能够防止地面积水，因此在夜间路面不会因积水而反光，这为行驶在路面上的车辆和行人的安全带来更多的保障；透水路面的孔隙率较大，具有吸音作用，可以减少环境中的噪音。

三、绿色屋顶

绿色屋顶能一定程度缓解城市热岛效应，通过植物的冷卻能力来降低温度，缓解城市的酷热，如图5所示。绿色屋顶能够为城市带来更多的绿色植物，创造舒适的屋顶生态空间。对于海绵城市建设，绿色屋顶能够对城市的雨洪管理起到一定的帮助：绿色屋顶能减少雨水径流量，在雨水较多时能减轻地下水系统的压力。绿色屋顶的基地能够在下雨时储存雨水，屋顶中的植物会慢慢吸收一定量的水分，再通过蒸发作用和蒸腾作用返回到大气中。

如图6所示，绿色屋顶由上往下可以分为植被层、基质层（种植土）、过滤层、排水层、保护层和防水层等。防水层的下方就是建筑屋顶的结构层。

除了上述功能之外，绿色屋顶给我们带来的好处很多，例如：绿色屋顶可以美化城市的风景，并且可以作为一个休闲空间，可作为人们工作之余使用的公共空间，人们可以在此相互交流、休憩和观景；绿色屋顶能够很好地改善局部的空气质量，一定程度上过滤空气中的有害气体以及污染物，起到净化空气的作用，有利于人们的健康；绿色屋顶能够在一定程度上减少电磁辐射；绿色屋顶有很好的降低噪音的特性，有研究发现，植物较密集的绿色屋顶能够减少46-50分贝的噪音，而植物较少的屋顶也能够减少大约40分贝的噪音；绿色屋顶能够为城市中的鸟类提供一个较好的栖息地，能够起到保护鸟类和昆虫的作用，让这些动物和人们更和谐地生活在城市中；除此之外，绿色屋顶能够延长通风系统和空调系统的使用寿命。

四、生态滞留区

生态滞留区是通过工程土壤和植被，引导周边径流进行过滤下渗的储存和治理径流的一种形式。生态滞留区和雨水花园具有相同功能，但对于土壤的要求和工程技术的要求不同于雨水花园。根据生态滞留区所处位置的不同，可分为生态滞留池、生态滞留带、生态树池等。如图7所示，该生态滞留区通过对着街边的豁口将路面径流引导至收水区进行过滤、下渗和储存。

五、人工湿地

人工湿地是由人工建造的与沼泽地类似的综合生态系统，它是控制污水和污泥沿一定的方向流动，利用植物、微生物、土壤和人工介质的协同作用（包括生物作用、化学作用和物理作用），从而达到对污水和污泥进行处理的技术，如图8所示。植物遮蔽、养分吸收、蒸腾水分、微生物分解和转化、氧化还原、吸附、过滤、沉淀等都是人工湿地处理污泥和污水的一些作用机理。

人工湿地在雨洪管理中的作用主要是：可以在下雨时起到接纳和储存雨水的作用，让地表径流减少。同时，人工湿地中的各种作用机理能够净化其吸收的水，让水得到净化并且有了循环利用的可能，充分发挥了水资源的循环再生的潜力，防止环境的污染。

六、地下水箱

在建设密度较高的区域，例如在密度高的办公楼或者居住区等可以设置位于地下的储水箱，如图9所示。储水箱做在地下，既节省空间，又能达到储存较多水量的作用。雨水落在建筑的屋顶，可以通过排水管收集起来，排到地下水箱中储存起来，可以汇入城市地下水，或者可以作为浇花、洗地等二次利用的水。同样，地表水也可以通过雨水沟等加以收集，并汇入地下水箱中储存和使用。

海绵城市的建设沿用低碳-生态的城市规划建设理念，改善城市环境，建设生态生活区。海绵城市作为现代城市建设雨洪管理方法，是值得继续大力推行的，它惠及城市和人们的生活。上述城市建设的多个优化方法，需要推进并为之做出努力，让海绵城市的理念得到更好的贯彻和实施。当城市具有更好的水弹性，面临雨水或者洪水的时候，城市将会有更好的调节能力，更有利于城市的可持续发展。

责任编辑 陈春阳