張 晨

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術學院，甘肅 天水741020）

當前我國城市化發(fā)展取得世界矚目的成就，城市日益成為人居生活的最重要的主體，然而值得深思的是我國的‘城市病’問題已經(jīng)相當嚴峻[1]。其突出問題表現(xiàn)在：城市水域、濕地萎縮導致調蓄能力削弱、洪澇風險系數(shù)增加；城市需水量大而供水不足，水資源供需形勢嚴峻；城市污染嚴重、污染物排放超過環(huán)境凈化能力，水資源安全不樂觀。城市病的問題不僅影響了廣大居民的健康，同時也不利于經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，在此背景之下如何解決城市水問題成為當下城市發(fā)展亟待解決的關鍵[2]。海綿城市是生態(tài)文明建設視角下為增強環(huán)境保護和應災水平對現(xiàn)代城市規(guī)劃提出的一項新的理念指導，其基于地表產流過程機制和生態(tài)優(yōu)先原則，通過建設城市生態(tài)功能區(qū)和人工設施在確保排水防洪安全的前提下以有效保蓄水源，統(tǒng)籌降水、地下水、地表徑流產水等各種水資源的協(xié)調性、調控性，既達到水資源生態(tài)永續(xù)利用的目的，又能夠穩(wěn)固城市應災能力[3～4]，從而適應環(huán)境變化背景下城市社會經(jīng)濟系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的應具備的‘彈性’。蘭州市地處我國干旱與半干旱生態(tài)脆弱帶上，城市水資源短缺、水質污染和排水不暢的問題突出，以海綿城市建設為契機，探討蘭州市海綿城市建設思路并提出其相應措施，以期為促進城市和諧發(fā)展提供決策參考。

1 蘭州市城市水生態(tài)環(huán)境中的問題

蘭州市深居黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)，區(qū)域水源涵養(yǎng)能力較差：①地表疏松、植被密度稀疏、降水強度大，導致土壤可蝕性強、水土流失嚴峻，不僅造成水資源浪費還破壞了地區(qū)生態(tài)功能。②以能源、重工業(yè)經(jīng)濟體系為主體，工業(yè)需水量與廢物排放量大；加之農耕區(qū)土壤侵蝕遷移過程，全市地表水、地下水污染問題凸顯，水質堪憂。③經(jīng)濟開發(fā)占用河道、湖泊、濕地、林草地等生態(tài)用地，局域蓄水調節(jié)功能降低[5]。

2 生態(tài)海綿城市建設思路

2.1 生態(tài)海綿城市建設總體目標

自海綿城市概念被提出后，國家部門在有關城市進行試點并推出系列指導方案[5]；雖然各地實踐環(huán)境不同且對海綿城市建設思路存在差異，但綜合來講其總體要求就是以調控水資源循環(huán)為核心目標，依托于城市構建城市流域生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟社會系統(tǒng)，充分發(fā)揮生態(tài)性與社會性功能，從而達到城市與水資源環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展。其具體要求可以概括為：①遵循自然水循環(huán)過程機制來改變地表產流、徑流環(huán)境而增強水土保蓄能力；②將生態(tài)水轉化為社會水，在此過程中不會傷害水體質量和水環(huán)境承載力；③社會水循環(huán)過程賦予其自然生態(tài)過程，確保其不會對生態(tài)水循環(huán)以及環(huán)境造成破壞；④統(tǒng)籌水資源生態(tài)、社會雙重屬性，達到按需分配、按時調節(jié)、可操作性強的目標。

2.2 生態(tài)海綿城市建設總體思路

結合蘭州市自然環(huán)境背景，考慮到區(qū)域水文、植被、地貌形態(tài)和經(jīng)濟社會特征，并結合相關學者研究經(jīng)驗[6]，提出了生態(tài)海綿城市總體建設思路，如圖1所示。建設海綿城市主要工作就是在劃分城市內景觀流域單元的基礎上，明確自然水與社會水循環(huán)過程主線及其二者之間無損關聯(lián)，據(jù)此充分利用水資源；同時規(guī)范人類對水環(huán)境的干擾，加強污染治理并提升排放標準。圖1中綠色部分為對生態(tài)水循環(huán)過程的實施策略；棕色部分為對社會水的治理方案；藍色部分為天然降水。綜上而言，遵循自然水資源循環(huán)中的降水、滲流、蓄水、凈水、蒸散等過程，基于防洪安全考慮排蓄平衡，在此基礎上最大限度加以存續(xù)、利用，并保證水資源安全性、生態(tài)性，構成一個自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市。

圖1 生態(tài)海綿城市建設的總體思路

3 生態(tài)海綿城市建設關鍵問題與策略

3.1 LID低影響開發(fā)

LID（Low Impact Development）LID是發(fā)源于美國馬里蘭州的城市暴雨與面源污染處理技術經(jīng)驗，其強調根據(jù)城市生態(tài)景觀結構將地表產流經(jīng)轉輸、存續(xù)、分流等措施，構建水文的滯、蓄、凈、排等自然過程，實現(xiàn)城市‘海綿’功能。其工程措施分為生態(tài)工程和人工設施，生態(tài)工程主要利用植被截留、緩沖、固結、吸收等功能或濕地、水域的調節(jié)功能增強水源涵養(yǎng)能力；人工工程要應用排灌系統(tǒng)、透水裝配、下沉綠地、集水池輔助等有序調節(jié)水資源時空轉移。

3.2 城市徑流控制與雨洪模擬

蘭州市降水量相對不豐、中心城市河流單一，地表產水能力一般，參照《海綿城市建設技術指南》要求其年徑流量為控制V區(qū)，控制率介于60%～85%，為了準確測算其閾值，利用市內氣象站點的逐日觀測數(shù)據(jù)通過格網(wǎng)法測算，將其控制率確定為72%，則其3h設計降水總量為18mm。根據(jù)城區(qū)本底環(huán)境特征、地表覆被和建筑結構，將用地類型規(guī)劃成水域、綠地、平頂屋、斜頂屋、裸地等5類，以滿足LID建設需要。

3.3 排水通道識別與規(guī)劃

蘭州市河道、濕地稀疏且河道生態(tài)功能性弱，現(xiàn)有的水域環(huán)境難以滿足產流排蓄需要，應積極構筑地下排蓄系統(tǒng)。本區(qū)黃土地層累積深厚且直立性強，這有助于地下施工建設；然而難點在于規(guī)劃科學的排蓄系統(tǒng)設施。因此提出三點建議：①通過全局雨洪徑流特性進行可控徑流估算，并結合原有地下排蓄系統(tǒng)進行立體、綜合性規(guī)劃，構建功能分明、差異多元的排蓄體系；②利用現(xiàn)代高新設計方案對地下雨洪調蓄池結構進行空間設計，合理規(guī)劃調蓄、通徑管線、水處理、水文監(jiān)測等設施；③賦予排蓄通道雨洪調控和水質凈化功能，結合水資源承載能力、洪澇安全進行自動化調控排蓄；并實現(xiàn)污水分類處理和循環(huán)利用。

3.4 系統(tǒng)監(jiān)管與維護

海綿城市建設考量了城市土地資源、城市建設、環(huán)境衛(wèi)生、經(jīng)濟發(fā)展、景觀生態(tài)、交通安全等多方面，因而頂層設計必須統(tǒng)籌全局、系統(tǒng)規(guī)劃、時空結合。對于基礎設施建設好之后加強城市各類水文信息智能、自動監(jiān)管極有必要。①多部門（市政、國土、環(huán)境、信息）聯(lián)動，協(xié)同監(jiān)管和服務；②構建城市水文信息系統(tǒng)，通過現(xiàn)代地理信息技術、計算機、數(shù)據(jù)庫技術，實時獲取相關水文、設施、人力、物力的時空信息，以便進行排蓄、防洪等決策。

城市地表產流速率快、下滲透少，發(fā)揮城市海綿體的作用主要在于統(tǒng)籌生態(tài)蓄水、人工蓄水能力。對濕地、河湖、水域等建設相關的凹式綠地、植被覆蓋、透水設施等海綿式裝置，一方面緩沖徑流過程對地表的侵蝕，另一方面增強水土保蓄能力。另外還有因地制宜構建排蓄設施。

4 結語

海綿城市是應對當前水資源環(huán)境情勢惡化、增強旱澇災害管理水平、緩解城市病問題的一大積極舉措，對于促進城市可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。生態(tài)海綿城市建設需要從城市自然環(huán)境出發(fā)，對水文特征、生態(tài)要素、用水需求、管線通徑、排蓄設施等進行系統(tǒng)規(guī)劃、統(tǒng)籌布局，運用生態(tài)學、地理學、系統(tǒng)科學和現(xiàn)代計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術構建水資源與經(jīng)濟社會之間的關聯(lián)信息系統(tǒng)，做到水資源科學有效調配。在這一系統(tǒng)工程中，秉承“山水林田湖”生態(tài)性理念是其精髓，而采用高新科技和現(xiàn)代理念加強生態(tài)治理、防洪建設和蓄水工程是其關鍵技術。目前，海綿城市理論與技術尚未完善，又無具體的可參照模式，作為未來城市規(guī)劃的導向，生態(tài)海綿城市建設任重道遠。