海绵城市:让城市回归自然

  雨水花园

  雨水湿地

  透水铺装

  十八届五中全会提出,促进人与自然和谐共生,构建科学合理的城市化格局、农业发展格局、生态安全格局、自然岸线格局,推动建立绿色低碳循环发展产业体系。关于建设海绵城市的构想与推进,正是上述绿色发展思路的一个生动实践与具体努力——

  继2015年4月财政部、住建部和水利部联合发布16个海绵城市建设试点名单后,10月中旬,国务院办公厅又印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作。其实,早在国家海绵城市试点出台前,深圳、北京、上海、常德、镇江等城市已自行开展了试点,经过多年实践,有的已较为成熟。

  在我国全面开展海绵城市建设的当下,弄清楚什么是海绵城市、建设海绵城市的意义以及如何建设海绵城市,对于公众来讲,既涉及自身利益,也有利于形成未来海绵城市建设的民意基础与动力。

  A.让城市像海绵一样

  海绵城市是一种形象的表述,国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,指的是城市像海绵一样,有降雨时能够就地或就近“吸收、存蓄、渗透、净化”径流雨水,补充地下水,调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水“释放”出来并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。

  海绵城市以建筑与小区、城市道路、绿地与广场、湖泊水系等建设为载体,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化技术,实现对雨水的自然积存、渗透、净化功能。因此,作为一种新的城市发展理念,海绵城市突破了传统“以排为主”的雨水管理模式,强调采用“低影响开发”(Low Impact Development,LID)理念整合城市雨洪资源,建立新的城市发展模式,实现资源与环境协调发展的目标。

  广义讲,海绵城市是指山、水、林、田、湖、城这一生命共同体具有良好的生态机能,能够实现城市的自然循环、自然平衡和有序发展;狭义讲,海绵城市是指能够对雨水径流总量、峰值流量和径流污染进行控制的管理系统,特别是针对分散、小规模的源头初期雨水控制系统。

  传统城市建设模式主要依靠管渠、泵站等“灰色设施”来组织排放径流雨水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念;而海绵城市则强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排放径流雨水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。

  B.治疗“城市病”的良方

  高速发展的城镇化在带来经济繁荣的同时,也带来一系列的生态环境问题。例如,城市超负荷运转,建设开发强度高,硬质铺装多,从而改变了原本自然的下垫面条件;此外,建筑、道路、地面等设施的建设导致下垫面过度硬化,增加了城市的热岛效应、雨岛效应,改变了城市原有自然生态本底和水文特征,使水资源自然滞蓄能力锐减。调查显示:城市地区70%以上的降雨形成径流被排放,雨水资源流失、径流污染增加、城市内涝灾害频发,严重影响了人们生活和城市的有序运行。为了解决这一系列问题,海绵城市应运而生,成为解决这些问题的一剂良方。

  研究表明,屋顶绿化、雨水蓄渗、下凹式绿地、透水铺装地面、生物滞留池等低影响开发设施对综合雨水径流大小有一定影响,可以减少进入管道的雨水量;大面积透水铺装及下凹式绿地等雨水控制和利用措施对小区综合径流的削减作用也十分明显,尤其在低重现期时效果更明显。通过上述手段,海绵城市可以有效地控制水污染,削减雨水峰值流量,降低内涝风险;同时涵养水资源,补充城市地下水,促进水循环,保护和恢复自然生态系统。为此,要转变过去末端治理的传统观念,通过“渗透、滞流、蓄存、净化、利用、排放”等多种手段和措施,全过程地管理雨水,实现综合、生态排水,实现城市的可持续发展。

  C.“低影响开发”与海绵城市

  发达国家在城镇化进程中,也曾出现过水体严重污染、内涝灾害频发,生态环境恶化等类似情况。一些国家通过实施雨水的综合管理,在20世纪90年代初就提出“低影响开发”的理念,即在人工系统的开发建设活动中尽可能减少对自然生态系统的冲击和破坏。低影响开发的方法包括储存、下渗、蒸发、滞留,以削减地表径流,促进地下水补充,通过分散、小规模的源头控制机制和设计技术,达到对暴雨径流和污染的控制,从而使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。

  基于以上理念,英国提出“可持续排水系统(Sustainable Drainage Systems)”的概念,其基本原理是模仿自然过程,先存蓄雨水然后缓慢释放,促进雨水下渗,并运用设计技术过滤污染物,控制流速,创造宜人的环境。澳大利亚提出“水敏感城市设计(Water Sensitive Urban Design)”的思路,在城市开发中保护水质,将雨水处理与景观设计相结合,降低雨水径流量和峰值流量。其实质是将雨水从源头上进行收集、控制,减少暴雨径流与水资源浪费,不失为一种新型节水技术。此外,德国、新西兰等国家也基于雨水管理提出了相应的低影响开发措施。

  中国在城市建设和治水方面参照了上述国家的经验,并结合本国城镇化的特色,强调绿色、低影响开发和可持续发展等理念。例如,采用源头削减、过程控制、末端处理的方法,降低雨水径流量和高峰流量,以减少对下游受纳水体的冲击;保证透水地面比例,使土地开发时能最大限度地保持原有的自然水文特征和生态系统;此外,通过工程或非工程措施,实现防治内涝灾害、控制面源污染、提高雨水利用程度等。

  D. 让“海绵体”充分发挥作用

  建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。

  建设海绵城市,关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。

  一方面,原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据2014年11月住房和城乡建设部印发的《海绵城市建设技术指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。

  另一方面,有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还起到节能减排、缓解热岛效应的功效。道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。

  要实现海绵城市的建设理念,就要遵循生态优先的原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化。

  延伸阅读

  四问“海绵城市”

  问:海绵城市能给公众生活带来哪些改变?

  答:建设海绵城市有很多好处。第一,涵养了地下水,补充了地下水的不足;第二,净化了水质;第三,还可以改善微气候。

  问:建设海绵城市,说白了不就是挖排水沟、铺绿地吗?

  答:海绵城市的建设是个系统工程,不是单纯地挖几条排水沟、建几处景观。首先要做好顶层设计,因城、因地而异;其次,社会各界应达成共识,认识建设的重要性和艰巨性;最后,在技术和方法上创新,不能简单地套用或复制某一固定模式。

  问:对于老旧城区占比较大的城市,建设海绵城市是否现实?

  答:相对新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案,多添置一些“海绵体”反而更可行。例如,设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地。

  问:建成海绵城市后,城市原有的大排水系统岂不没有用处了?

  答:单纯依靠绿色基础设施建设解决“城市看海”问题并不现实。遇到大暴雨时,雨水根本来不及下渗,若没有管渠系统的快速排放,城市还是会面临内涝问题。因此,雨水来临时,首先是城市海绵体发挥作用,等到海绵体饱和,就需要传统的管渠系统来发挥作用。因此,海绵城市对大排水系统不是取代,而是一种补充。

  (作者:中国城市规划设计研究院教授级高工、住建部海绵城市建设技术指导专家委员会成员)

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  • 下凹式绿地,雨水处理,城市设计,自然生态系统,城市开发
( 网站编辑:董航 )
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