石振武 宋瑩琪

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展使我國城市建設(shè)密度過高，城市中，高樓鱗次櫛比，道路四通八達(dá)，鋼筋混凝土充斥了大部分現(xiàn)代化城市建設(shè)，覆蓋了原有的土壤表面，讓城市無法“呼吸”，這就是近年來一些大中型城市遭到暴雨侵襲之后，“城內(nèi)看海”現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)的主要原因。暴雨過后，城市的硬化路面導(dǎo)致降雨地表徑流量大量增加，雨水裹挾著地面污染物，未經(jīng)任何處理直接排入地下管網(wǎng)，然后排入湖泊河流，不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源，也造成了嚴(yán)重的水體污染。這不僅僅是單一的排水系統(tǒng)不合理的問題，歸根結(jié)底是城市在開發(fā)建設(shè)中忽視了生態(tài)，讓其失去了原有的“彈性”。

1 概念

所謂海綿城市，顧名思義，是把城市比喻成一塊巨大的海綿，降雨時能夠就地或者就近的將其吸收，儲蓄，滲透，在這個過程中伴隨著雨水凈化功能，可以有效補(bǔ)充地下水；當(dāng)城市需要用水時，可將儲蓄的雨水釋放出來，合理利用，恢復(fù)水資源在城市中自然遷移的特點(diǎn)。

2 問題及背景

迄今為止，我國城鎮(zhèn)化率已經(jīng)超過了50%，這標(biāo)志著我國從一個農(nóng)業(yè)大國邁入到一個城市化的工業(yè)大國。然而，傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式使得原有土壤表面被大面積覆蓋，城市綠地稀缺，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅有20%～30%的雨水能夠正常下滲地下。傳統(tǒng)工程式管道的排水方式使城市對天然雨水資源的再次利用率低于10%，這嚴(yán)重破壞了城市發(fā)展與大自然共存共榮的均衡形勢?！昂＞d城市”這一概念在2012年被首次提出，事實(shí)上，與之前中國推行的生態(tài)彈性城市異曲同工。都是要將物理科學(xué)中的“彈性”與“可塑性”的概念應(yīng)用于城市生態(tài)建設(shè)之中。習(xí)總書記也在2013年中央城鎮(zhèn)化工作會議中強(qiáng)調(diào)，建設(shè)海綿城市的核心問題是要利用自然力量去排水，把有限的雨水留住并且加以再次利用，實(shí)現(xiàn)自然存積、滲透和凈化的目的。2014年11月《指南》發(fā)布；2015年4月2日，海綿城市建設(shè)試點(diǎn)名單公布。

3 建設(shè)方法措施

3.1 設(shè)計(jì)理念

海綿城市建設(shè)的理念是視雨洪為友，注重生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。在我國，面對雨水和洪水所秉持的觀念就是快速排水泄洪，似乎排泄的越快就越安全，完全沒有將雨洪視為寶貴資源再利用的意識，白白浪費(fèi)了天然的水資源。在這種形勢下，不能及時排走的雨水往往會造成城市內(nèi)澇等問題，這與我國水資源短缺問題形成了鮮明矛盾。建設(shè)海綿城市首先要做的就是扭轉(zhuǎn)舊觀念，盡快摒棄傳統(tǒng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，通過建設(shè)城市海綿體的方式實(shí)現(xiàn)雨水在城市與自然中的正常循環(huán)。

3.2 技術(shù)措施

1)滲透技術(shù)。

屋面徑流是建筑雨水徑流的直接來源。我國屋面的建設(shè)大多采用沒有滲水蓄水性的“灰色”材料，每逢降雨，屋面的雨水直接流向地表增加了地表雨水徑流量，同時也大大增加了城市給排水設(shè)施以及污水處理設(shè)施的負(fù)荷。因此可把建筑屋頂改為種有植被的綠色屋頂，降雨時，雨水既可以經(jīng)過屋頂實(shí)現(xiàn)初級凈化，又可減少屋面的徑流總量。綠色屋頂著重強(qiáng)調(diào)生態(tài)學(xué)意義，對降落到屋面的雨水實(shí)施科學(xué)有效的管理。

傳統(tǒng)城市道路硬化面積占比高達(dá)75%。降雨時，封閉的道路表面阻礙雨水正常排入地下，在地面形成大量積水，產(chǎn)生城市內(nèi)澇現(xiàn)象。為改變逢雨必澇的現(xiàn)狀，城市應(yīng)改建成透水鋪裝道路，這種會“呼吸”的道路材料一般采用生態(tài)透水混凝土，能夠使雨水迅速滲到地表，平衡城市排水系統(tǒng)，并有效減小排水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。同時可以起到補(bǔ)充地下水，調(diào)節(jié)水循環(huán)的作用。

2)儲蓄技術(shù)。

水，是生命之本。中國是人口大國，我國淡水資源總量雖多但人均水資源卻十分緊缺。因此，將雨水看作資源，通過收集、凈化和存儲等措施使天然的雨水得到多次利用，是緩解城市水資源短缺的有效途徑，還可以控制降雨徑流對城市引起的負(fù)面影響。城市建設(shè)打破了原有的地形地貌，無法正常排入地下的降雨匯集在地表，無法再次利用，大量水資源就被白白浪費(fèi)掉了。雨水儲蓄技術(shù)正是為了有效解決上述問題把雨水資源儲存起來，從而實(shí)現(xiàn)再次利用。

蓄水池一般設(shè)置于城市地下，降雨時，雨水可通過道路兩旁的溢流式雨水口排入地下的蓄滲設(shè)施，并將雨水暫時蓄留其中，超過蓄水池儲存能力的雨水會慢慢排入排水管網(wǎng)。儲存在蓄水池中的雨水通過凈化設(shè)施的處理，可以實(shí)現(xiàn)二次利用，如用作生活用水(沖洗馬桶)、汽車沖洗等等。地下蓄水池的設(shè)計(jì)能有效減少年徑流總量，也符合與洪為友，變廢為寶的雨洪管理思想。雨水濕地是最天然的“蓄水池”，其作用與人工儲蓄系統(tǒng)類似，不僅可以儲存降雨，還擁有強(qiáng)大的生態(tài)凈化能力。

3)調(diào)節(jié)技術(shù)。

調(diào)節(jié)技術(shù)，主要是調(diào)節(jié)降雨的水量和水質(zhì)。其主要的調(diào)節(jié)設(shè)施是調(diào)節(jié)塘。降雨過后，超過滲透能力的雨水排入設(shè)置于地下的雨水調(diào)蓄設(shè)施，經(jīng)過凈化處理回用于綠化澆灌和道路沖洗，實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用。調(diào)節(jié)塘可通過合理的設(shè)計(jì)，增加其滲透功能，收集的雨水慢慢入滲土壤，通過土壤和植物的過濾作用使之得到凈化，同時也補(bǔ)充了地下水資源。

4)傳輸凈化技術(shù)。

植草溝，從形態(tài)上來看類似于一個下凹式植有綠色植物的雨水傳輸溝渠。只在雨季用來傳輸、凈化雨水，平時有較少積水，甚至是沒有積水的。它具有建造費(fèi)用低，長度寬度不一，運(yùn)行管理簡單等特點(diǎn)，是天然的“凈雨溝渠”。降雨經(jīng)植草溝的傳輸排入下凹式綠地或者景觀水體，水體中的污染物經(jīng)植被的過濾得到凈化，達(dá)到了綠色傳輸，初級凈雨的目的。生態(tài)護(hù)坡和植被緩沖帶的作用是減緩地表雨水徑流的流速，使雨水徑流在漫流入河的過程中通過綠地滲透吸收和植物凈化作用減少入河污染。

4 發(fā)展及建議

城市水生態(tài)問題是一個綜合性問題，落后的城市雨洪建設(shè)管理模式和水生態(tài)危機(jī)已經(jīng)對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生一定制約，同時也威脅了居民的生存。國內(nèi)學(xué)者急切呼吁城市應(yīng)盡快轉(zhuǎn)變原有傳統(tǒng)的“灰色”建設(shè)理念，真正把城市建設(shè)成為可以對雨水收放自如的“海綿體”城市。我國海綿城市建設(shè)的核心目標(biāo)：使70%的降雨就地消納，并且加以利用。至2020年，全國20%的城市建設(shè)應(yīng)達(dá)到目標(biāo)要求；2030年，80%的城市應(yīng)達(dá)到目標(biāo)要求。

在海綿城市建設(shè)過程中，仍然存在許多問題直接影響推進(jìn)效率和實(shí)施方案的科學(xué)性。對于試點(diǎn)城市的發(fā)展現(xiàn)狀從以下幾方面提出建議：在規(guī)劃方面，各部門之間應(yīng)加強(qiáng)溝通與協(xié)作，城市的地形地貌各不相同，應(yīng)因地制宜，科學(xué)的分析出城市的水文特征，并要合理的配置空間資源；我國是法治國家，在法規(guī)方面，制定完善的管理體系是十分必要的，使得在海綿城市的構(gòu)建中有規(guī)可循，有法可依；在實(shí)施技術(shù)方面，各城市應(yīng)根據(jù)城市區(qū)域特征靈活的選擇適合本城市建設(shè)的技術(shù)及技術(shù)組合系統(tǒng)。同時，要把政策支持與示范宣傳作為輔助，提高市民與企業(yè)建設(shè)海綿城市的意識。建設(shè)海綿城市還要避免“只重視地下(上)，不重視地上(下)”“只重視灰色(綠色)，不重視綠色(灰色)”的誤區(qū)。真正達(dá)到綠灰結(jié)合、因地制宜的理想模式。

在我國以生態(tài)文明發(fā)展為核心的長期城市建設(shè)中，傳統(tǒng)的單目標(biāo)、高污染的雨水排放模式已經(jīng)難以為繼。必然要向可以依靠自然力量去蓄水、凈水、排水的新型生態(tài)“海綿城市”去轉(zhuǎn)變。但是，這一轉(zhuǎn)變是個長期而艱巨的系統(tǒng)工程，一個新體系的建立并非一蹴而就的事情，欲速則不達(dá)，需要腳踏實(shí)地。

5 結(jié)語

海綿城市的提出，無疑是中國生態(tài)城市建設(shè)的重要里程碑。海綿城市的建設(shè)可以使城市與大自然達(dá)到和諧共存的平衡點(diǎn)，為我國城市雨洪管理體系指明了道路，但其理論體系和實(shí)施策略尚未完善，建設(shè)過程必定困難重重。相信在政府統(tǒng)籌指引與社會公眾的大力支持下，海綿城市建設(shè)之路定會一片坦途。