我国海绵城市建设现状及问题分析

杨棉涛

（中恩工程技术有限公司，广东广州 510000）

人类文明的发展、社会的进步，都与水息息相关。城市给排水系统在城市的建设和发展过程中起到至关重要的作用。

早期的城市排水为“助导流，快排式”排水模式，普遍认为雨水应尽快向城市外，汇集至河流中，避免产生城市内涝，但随着城市人口的快速增长，土地开发强度越来越大，山体、绿地、水体等自然环境面积骤减，人类高强度的活动极大地改变了城市下垫面的结构和形式，导致部分透水性下垫面被硬化路面所代替，加大了市政排水管网的负担[1]。因此，亟待探索一种人类与自然和谐共处的城市发展模式。

文章介绍了海绵城市理念在市政工程中应用的必要性，通过分析我国海绵城市建设过程中的不足，简要探讨海绵城市建设要点，展望未来海绵城市发展。

1 海绵城市概述

海绵城市是城市覆盖率上升背景下的雨洪管理所提出的新概念，是指城市在面对复杂多变的自然环境时能够像“海绵”一样具有“弹性”，通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术手段对雨水统筹管控，实现城市水文良性循环，有效应对自然洪涝灾害，保证城市的正常运转。

1.1 广义角度

海绵城市将山、水、林、田、湖等自然生态与城市设计相协调，在城市发展过程中最大限度保留或模拟现有生态环境，以减少对水环境的破坏，从而实现城市开发后的水文特征与开发前相似的目标[2]。

低影响开发水文原理如图1所示。

图1 低影响开发水文原理

1.2 狭义角度

海绵城市指分散的、小规模、低影响的开发方式。现阶段海绵城市常用的低影响开发方式主要有下沉绿地、雨水花园、透水铺装、绿色屋顶、雨水调蓄池等，其共有特征表现为“通过人为或自然的竖向控制，使自然降水优先以径流的形式汇集到低影响城市设施，利用土壤、植物、微生物或新型材料的滞留净化作用”，以结合式的设计手段满足城市空间设计的同时，实现对雨水径流总量、雨水径流污染进行控制的目的。

雨水径流原理如图2所示。

图2 雨水径流原理

2 海绵城市建设的必要性

2.1 有利于提高自然灾害抵抗能力

随着我国科技的不断发展，大气监测单位已经能够较为准确地预测天气情况，在此基础上结合海绵城市理念，充分发挥大、中、小海绵的能力，将极大地提高城市对自然灾害的抵抗能力。在暴雨来临前，一方面可对内河涌等自然水体采取预降水位等措施，提高水体受纳容积；另一方面可沿雨水径流源头设置低影响开发设施，实现雨水径流控制，进而削减自然降水峰值，降低市政排水管网的压力，提高对突发水情的抵抗能力。

2.2 有利于缓解水资源的短缺

我国地域辽阔、经纬度跨度大，水资源在时间和空间的分布并不均匀，呈现南多北少的局势，部分城市存在供水不足现象[3]。海绵城市理念可以有效缓解城市水资源的短缺问题。例如在城市道路运营管理过程中，通常需要定期对城市道路及绿化带进行洒水养护，但由于降雨在时间和空间上具有不确定性，不仅无法满足日常养护需求，而且大部分雨水经市政管网外排进入河道，造成了水资源的浪费。如果在城市道路建设过程中能够引入海绵城市概念，充分利用低影响开发设施的滞水和净水能力，在降雨期间留住部分雨水，将雨水进行有效处理后可作为城市道路及绿化带的养护用水，既实现了水资源的高效利用，又能缓解我国水资源短缺问题。

2.3 有利于黑臭水体的整治

城市道路作为城市空间不可或缺的一部分，由于车行道多为大面积硬化路面，主要作为城市雨水径流产生和排放的重要场所，而在城市生产运转过程中，不可避免会有污染物滞留于硬化路面，降雨期间大量自然降水冲刷路面形成污染物浓度较高的表层径流，这种初期的表层径流通过地表导流进入市政排水管网，最终排入水体，加重了水体的污染，与我国的治水理念背道而驰[4]。

在城镇化过程中，若能有效融入海绵城市理念，在城市道路建设期间通过竖向控制使初期雨水优先进入下沉绿地等低影响开发设施，利用土壤、植物或新型材料的截留作用，对初期雨水进行“过滤”，吸附大部分污染物，实现雨水净排，有利于黑臭水体的整治。

3 现行海绵城市问题分析

3.1 运维养护力度有待增强

目前，部分地区已开始试行海绵城市建设，但收效甚微，运维养护力度有待提高。

海绵城市建设作为一个庞大且复杂的生态系统，各类设施的运营管理极其复杂。海绵城市建设涉及城建、水务、园林、环保等多个部门，由于各部门的职责不同，行使职权的范围、力度、依据也存在差别，在分工和协作上较难协调[5]。由于部分低影响开发设施是利用植物、土壤、级配料、新型材料等载体的孔隙率对污染物实现截留，如果在城市运行过程中对此类设施无法及时养护，势必会造成孔隙堵塞，失去截留污染物的能力，造成排水不畅，诱发其他水情[6]。

3.2 大坡度道路海绵做法有待商榷

城市道路横断面主要由机动车道、非机动车道、人行道、绿化带等部分组成，常规的海绵型道路建设方式为沿道路两侧绿化带设置下沉绿地等低影响开发设施，并间隔适当距离设置开孔路缘石，利用车行道“中间高，两边低”的特性对自然降水完成导流，并以地表径流的形式通过开孔路缘石进入绿化带内的低影响开发设施，从而实现雨水的径流控制。但对于纵坡较大的市政道路，由于雨水纵向径流能力远大于横向径流能力，开口路缘石收水能力大幅降低，大量雨水集中沿道路纵坡径流，导致下游收水压力过大，低点位易形成内涝。

4 海绵城市建设要点探讨

4.1 善用规划、尊重自然

城市规划作为城市建设活动的主要抓手，应以发展的眼光看待海绵城市建设，制定科学合理的海绵城市目标和建设指标，指导和规范海绵城市建设活动。

城市规划建设过程中，应从实际出发，认清城市发展现状，根据城市的区位条件、自然地貌、水文特征、社会经济、水生态、水环境、水安全、水资源等基础条件，按城市水系流域划分汇水区域，通过搭建模型评估城市雨水径流总量控制能力、管网排水能力、区域内涝风险、流域污染排放等，确保海绵城市建设的可达性。

辨识各汇水分区的主要问题，从源头控制、水环境综合整治、排水防涝、水资源利用等多角度因地制宜提出应对策略。对于新建片区，重点以雨污分流、雨水径流控制、污染削减、再生水回用等作为发展目标，通过构建低影响开发设施落实年径流总量控制率、年径流污染削减率、雨水回用率等海绵指标。对于老旧片区，更多从水环境、水安全角度出发，以解决城市内涝、水体黑臭等问题为导向，结合各排水分区的灰色设施建设及运维情况，综合开展“控源截污”“洗井”“洗管”等排水改造工程，着力整治城市生态水体、降低河涌水位，挖掘海绵城市建设条件，才能更好地表现海绵城市建设成效。

海绵城市建设是一个长期的过程，需要建立完善的海绵城市保障体系。在管理上，建议完善相应的法律法规，在各部门之间协调海绵城市建设工作。在组织上，成立海绵城市办事小组，负责海绵城市建设的总体部署、重要规划、重要决策及工作安排，协调解决重点难点问题，督促落实海绵城市建设。在技术上，加强海绵城市建设的全过程管控，对立项审查、初步设计审查、施工图设计审查以及竣工验收审查执行全过程跟踪。在运维上，形成成熟稳定的运维长效机制，定期对已建的海绵设施开展养护工作，确保海绵设施功能稳定运行。

4.2 蓝、绿、灰结合，生态优先

蓝色设施指河道、水库、人工湖等生态水体；绿色设施指透水铺装、下沉式绿地等具有雨水径流控制、污染削减的基础设施；灰色设施指雨水管渠、调蓄池等排水设施。在城市化建设过程中应遵循“蓝、绿、灰结合，生态优先”的原则，将自然途径与人工措施相结合，重点考虑先绿色、后灰色，先下渗、后排放，景观与功能并行，促进雨水资源的利用和生态环境保护。

以城市公园为例，公园作为绿化用地比例较高的建设用地类型，在海绵城市建设过程中具有天然优势。一方面，可结合公园现有的竖向规划合理调整地形，优化公园场地布置，在具备一定规模的绿地中分区、分散设置下沉绿地、雨水花园等低影响开发设施，形成较为稳定的雨水滞留空间；另一方面，在植物配置上，可通过增强阔叶树种、灌木及地被的种植，利用植被冠层减缓雨水径流速度，增加雨水渗透时间。此外，在“条件充分”的前提下可构建河道、人工湖等生态水体，通过设置合理的景观水位、防洪水位及溢流口，在满足公园的景观需求的同时，最大幅度提升公园的调蓄能力。

5 结语

目前，“重发展轻生态”“重末端轻源头”“重单个项目轻系统治理”的粗放型城市发展模式难以为继，以排为主的传统理念必然逐步迈向海绵城市发展模式，但这一转变过程并非一蹴而就，自2015年4月以来，我国先后公布两批在中央财政支持下的海绵城市建设试点城市，重点是解决城市建设中的水环境、水生态以及内涝问题[7]，在这一探索过程中取得了丰厚的经验，海绵城市理念逐步发展成熟，设计结构逐渐稳定。

海绵城市是综合水资源、水生态、水环境、水安全等多维度的城市发展模式，是建立人和自然环境和谐共处的城市新格局，是未来建设美丽中国的有效途径。