蘇 毅， 王 晗， 馬 妍

(1.北京建筑大學 建筑與城市規(guī)劃學院， 北京 100044； 2.北京建筑大學 北京未來城市設計高精尖創(chuàng)新中心, 北京 100044)

近年來，我國的城市建設進入高速發(fā)展階段，帶來城市蓬勃發(fā)展的同時，也帶來了一系列城市水問題，水資源缺乏、水環(huán)境污染、洪澇災害等已經成為制約城市生態(tài)建設的重要因素。海綿城市理念逐漸受到關注，并成為治理城市水問題的主要方法。我國的海綿城市建設起步較晚，西方的最佳管理措施(Best Management Practice，BMPs)、低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)、綠色基礎設施(Green Infrastructure，GI)、水敏感性城市設計(Water Sensitive Urban Design，WSUD)等都為構建海綿城市提供了戰(zhàn)略指導和技術支撐，反觀我國古代城市建設，積累了大量防洪經驗，有的理念還能適應今天的城市建設，結合國外先進技術方法的同時，研究古代防洪經驗，對于海綿城市的發(fā)展有著重要的意義。

1 海綿城市建設

1.1 國外雨洪管理體系概述

國外雨洪管理體系在理念和措施上存在差異但也有部分交叉，都在一定程度上為解決城市水問題提出了應對方法。

BMPs最早是用于控制農業(yè)領域的非點源污染，而后發(fā)展到利用工程性和非工程性2類措施來綜合解決城市水問題。工程性措施主要包括雨水池(塘)、雨水濕地、滲透設施、生物滯留和過濾設施，非工程性措施則指各種管理措施[1]。可以起到防治洪澇災害、降低徑流污染、保護受納水體和生態(tài)環(huán)境的作用。

LID是一類分散式、小型化的源頭控制措施[2]。通過入滲、過濾、蒸發(fā)等方式模擬自然水文條件，使得區(qū)域開發(fā)前后的水文特性一致[3]，通過生態(tài)化措施在源頭對雨水徑流進行管理，減少徑流排放量，達到降低徑流污染負荷、保護受納水體和改善生態(tài)環(huán)境的目標。

GI是通過一系列的開放空間和自然區(qū)域組成的相互有聯系的網絡，由網絡中心、連接廊道和小型場地構成，重點在于通過廊道將各要素連接成網絡，達到對雨水徑流管理利用、減輕城市灰色基礎設施負擔的目的。除此之外，GI各要素共同維護自然生態(tài)進程，長期保持潔凈的空氣和水資源，有助于社區(qū)和人群提高健康狀態(tài)和生活質量[4]。

WSUD將城市水循環(huán)和城市設計有機結合。城市水循環(huán)系統(tǒng)由雨水、污水系統(tǒng)和雨洪管理一起組成,雨水、污水被視作一種資源加以利用。WSUP將雨水、污水處理和景觀設計相結合，關注景觀和生態(tài)環(huán)境的塑造，以達到提高生態(tài)、文化、社會價值的目的。

BMPs主要通過大型的末端措施解決城市水問題，存在一定的不足，在此基礎上提出的LID在源頭、中端、末端都對雨水徑流進行控制，LID的理念也被運用于我國的海綿城市建設中。GI通過構建系統(tǒng)化的綠色設施，和城市灰色設施協(xié)作控制雨洪，更加強調綠色設施的網絡化。WSUD在宏觀尺度上對城市水系統(tǒng)進行設計，被認為是雨洪管理體系的根本性轉變。整體來看，國外雨洪管理體系最初是從微觀尺度進行調控，發(fā)展到通過微觀、中觀、宏觀多種尺度進行調控；從解決單一問題，到能夠實現控制污染、利用雨水、調控雨洪，以及維持生態(tài)系統(tǒng)運行多重目標。

1.2 我國海綿城市建設概述

在學習借鑒國外先進理念和技術的基礎上，我國也在積極探索適應地域的雨洪管理體系。俞孔堅[5]提出用“海綿”這一概念比喻自然的雨洪管理能力，2013年12 月中央城鎮(zhèn)化工作會議中提出建設“自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”，“海綿城市”這一概念被正式提出，進入到實踐探索階段(表 1)。海綿城市建設當前主要在城市試點區(qū)內進行，以現狀問題與建設目標為導向，以《海綿城市建設技術指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建(試行)》為主要技術指導，通過制定專項規(guī)劃或是在各層次的規(guī)劃中引入海綿城市內容，運用高效的技術手段，開展海綿城市建設。

表1 我國海綿城市建設重要事件

海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的建設方針，改變了原來以快排、末端控制為主的控制模式，構建了新的源頭化、分散式的雨水控制系統(tǒng)。仇保興[6]認為海綿城市建成后對于水環(huán)境是低影響的，能夠實現人與自然、土地利用、水環(huán)境、水循環(huán)的和諧共處。陳吉寧[7]提出海綿城市的建設，應當優(yōu)先利用綠色、生態(tài)化的“彈性”或“柔性”設施，并注重與傳統(tǒng)的“剛性”設施進行有效銜接，建立和完善城市的“海綿體”，強化對城市雨水徑流的排放控制與管理。李俊奇等[8]提出LID作為核心指導思想，構建由低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、傳統(tǒng)雨水管渠排放系統(tǒng)及超標雨水排放系統(tǒng)組成的彈性雨水基礎設施系統(tǒng)，在源頭、中途和末端等過程中控制徑流雨水，能夠實現城市徑流總量峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用和排水防澇等多重目標。

海綿城市的實踐研究強調運用自然要素解決城市水問題，包含以下幾個方面：一是，改變傳統(tǒng)的雨水排放模式，提高城市的蓄水排水能力，讓城市像“海綿”一樣，下雨時吸水、凈水，缺水時釋放水；二是，運用生態(tài)手段解決城市的雨洪問題，將低影響開發(fā)的理念融入城市建設過程中，灰綠設施協(xié)同工作，使城市開發(fā)前后的水文特征保持不變；三是，關注水生態(tài)環(huán)境，通過海綿城市建設，減少城市建設對水環(huán)境造成的破壞和污染，提升生態(tài)品質。

海綿城市的建設有利于解決城市內澇，并且能夠解決城市水污染問題。但是我國海綿城市的實踐研究起步較晚，當前還是主要依賴以LID設施為代表的人工措施來治理雨洪，還處于不斷摸索完善的過程。但隨著試點城市工作的不斷推進，很多城市已經通過海綿城市建設在雨洪控制方面取得了一定成功，城市內澇、水污染等問題都得到了改善。

1.3 我國古代城市雨洪防治與利用的智慧

海綿城市中提到的利用自然力量排水、自然積存、自然滲透、自然凈化，其中反復強調的“自然”二字蘊含著尊重自然、順應自然、與自然和諧共生的生態(tài)文明理念。這與我國古代強調人與自然息息相通，追求人和自然和諧共存的治水思想相一致[9]。

古代城市建設和水的關系密不可分，在仰韶時期，聚居地便位于河流的二級臺地上，古代大多數都城、州府等都位于河流沿岸。古代指導城市規(guī)劃建設的各種學說中，都會將防洪治水作為城市建設的重要因素加以考慮，如《管子》中提到的水用足、溝防省、必于不傾之地等體現了在城市選址時，應在水源附近、地勢較高之處選址，能夠供水便利，也能防止洪澇災害。

我國古代城市普遍建設有排水和蓄水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)由排水管道、溝渠、護城河、城市水系構成，將水疏導分散，和大禹治水“水在于疏不在于堵”的理念一致。蓄水系統(tǒng)主要由城市水系的江河、湖泊、池塘構成；同時，修建水窖、坑塘，如民居建筑中“四水歸堂”的設計也是蓄水設施的一部分。同時排水的管道、溝渠也有一定蓄水功能，城市水系也能疏導排水，所以古代城市水系是排蓄一體化的重要基礎設施，城市水系的調蓄能力是防止雨澇之災的重要因素[10]。贛州福壽溝便是沿用至今的古代排水系統(tǒng)，主要由2條主干溝與眾多像藤蔓一樣的分支構成，連接起城內上百的大小池塘，和護城河、城外水系一起形成了一個龐大的排水調蓄設施，使居民遠離洪澇災害。

我國古代城市的建設中，以江河為代表的自然設施與管渠等人工設施相結合共同管理雨洪，雨洪管理作為一個重要因素貫穿在城市建設中的各個環(huán)節(jié)。國外的雨洪管理已經形成了相對成熟的理念和體系，對我國開展海綿城市建設提供了大量可借鑒的實踐經驗，但是同時也面臨著“水土不服”的困境。因此，我國古代城市的雨洪管理可以和國外經驗相結合，不斷完善，建立適應我國情況的海綿體系。

2 隋唐長安雨洪管理體系構建

西安建城歷史悠長，西周豐京和鎬京、秦咸陽、漢長安和隋唐長安都在此建都，逐步建設城市雨洪管理體系，隋唐時期已相對完善，形成以“八水、五渠、溝防、六爻”相結合的海綿體系，為唐長安發(fā)展成為當時世界一流大都市，以及中國古代城區(qū)面積最大的城市，提供了一定綠色基礎設施保障[11]。但是根據歷史記載，“壞民居千余家”“水深數尺”“坊市墻宇，崩壞向盡”，隋唐長安也存在嚴重的城市水患問題，本文通過剖析以隋唐長安為代表構建的雨洪管理體系，總結優(yōu)點與不足，為海綿城市建設提供借鑒。

2.1 適應自然的城市布局

古代定都西安的城市在選址方面充分運用自然，用水之利而避水之害。西周豐京、鎬京分別位于灃河西岸、東岸；秦咸陽，渭水貫都，如今南面大部分已成渭河河床；漢長安，周邊有渭河、涇河、灞河、灃河多條河流，城址曲折似北斗星，也是為了配合渭河河岸的地形；隋唐長安城周邊環(huán)繞有8條河流，簡稱為“八水”，分別為城北的涇河、渭河，城南的潏河、滈河，城東的灞河、浐河，城西的灃河、澇河，由此可以看出城市選址從臨水到近水的改變(圖 1)。利用自然“八水”水系構成海綿體的基底，給城市帶來穩(wěn)定的用水來源，也是城市水循環(huán)的重要組成部分，滿足城市“水用足”的需求。西安有3 000多年的建城史，水資源條件優(yōu)越是其中一個重要原因。

龍首原是位于浐灞兩河之間的高崗地，地勢較高，選址于此，可以滿足“溝防省”。漢長安選址位于龍首原與渭河之間，不利城市擴展，根據《元和郡縣圖志》記載，宇文愷修建隋大興城時，便決定在漢長安東南的龍首原上建設新都城。都城的天然地形大致呈現為東南高，西北低，有六道高崗分布，象征乾卦的“六爻”， 都城建設巧用地形布置建筑，將宮城、皇城布置于最有利地形之上，再按政府部門、寺廟、達官貴人住宅、一般居民住宅的逐級向下的次序布置建筑。這和考慮內澇風險等級進而構建雨洪安全格局的做法相似，同時還考慮城市豎向進行規(guī)劃設計。宋朝學者程大昌在《雍錄》中研究了六爻的走向，當代不少學者如馬正林、妹尾達彥和李令福，借助現代測繪技術對六爻地形進行更深入研究，繪制出更精準的隋唐長安城的地形圖(圖 2)。

2.2 人工自然相結合的網絡化水系

長安城外的自然水系造就了“八水潤長安”的盛景，同時開鑿城內人工水系，與城外水系相連通，構成網絡化的水系系統(tǒng)。城內人工水系主要包括水渠與人工湖泊池沼，水系縱橫，有利居民生活的取水用水，源源不斷的清潔水源也有利于改善城市生態(tài)環(huán)境，還能夠加快雨洪化整為零，分區(qū)排蓄。

漢長安開鑿了昆明池作為城市蓄水庫，根據《三輔舊事》記載，占地332頃(吳慶洲推算，蓄水容積相當于一座中型水庫)，再加上鎬池、太液池和上林苑中的池沼，能夠滿足漢長安的雨洪調蓄。隋大興城在東南低洼處開鑿曲江池作為皇家園囿，美化了城市生態(tài)環(huán)境，同時也能調蓄雨洪。隋唐時期，先后開鑿了5條渠道從城外引水。隋大興時，開鑿清明渠為宮城中的南海、西海、北海供水，永安渠為西市放生池供水，龍首渠為太液池供水。唐朝時，在此基礎上開鑿了漕渠和黃渠(圖 3)。

水渠和湖泊池沼連接構成了城市的雨洪調蓄設施，在雨季來臨時，超量的雨水徑流可以通過水渠匯流至湖泊池沼中儲蓄起來，通過湖泊池沼沉淀、凈化；在旱季時，雨水又能倒流回水渠之中，為城市供水，起到了“蓄、用、凈、排”的作用。

2.3 人工修建防洪設施

“溝”指的是溝渠和護城河，“防”主要指的是城墻。城墻是防御洪水的人工屏障，下設護城河，出于防御考慮，護城河大多寬廣深厚，調蓄容積大，在雨季時，能夠很好地滯蓄雨洪。根據《三輔黃圖》記載，“漢長安的護城河廣三丈,深二丈”，高大堅固的城墻加上護城河的調蓄，對于城市的防洪也是極為有利的。除了城市外圍的城墻、護城河外，根據考古發(fā)現，漢長安街道兩側發(fā)現有陶制管道，唐長安朱雀大街兩側發(fā)現有寬約3 m、溝深約2 m的溝渠，用于城市排水。

隋唐長安的城市建設中人工修建的城墻、護城河、城內溝渠，在城市防洪中各司其職。城墻抵御洪水襲擊，護城河承擔蓄洪作用，城內溝渠承擔向城外排水的功能，環(huán)環(huán)相扣，構成了主要的洪水防御系統(tǒng)。

2.4 隋唐長安雨洪管理經驗總結

隋唐長安雨洪管理體系遵循了古代城市以排水、蓄水為核心的治水理念，“八水、六爻”構成天然海綿基底，保障了城市基本防洪需求；開鑿人工水系與自然水系連通，構建連通的“五渠、湖泊池沼”海綿網絡，加快雨洪消散滯蓄；修建人工“溝防”海綿設施，防御洪水侵襲。通過自然系統(tǒng)和人工設施相協(xié)作，構建城市給、排、滯、蓄、凈水工程一體化的生態(tài)工程，在雨洪管理方面與當代國外理念、措施以及海綿城市建設高度吻合。主要有以下經驗：

第一，尊重地形，開展城市建設。在隋之后，城市選址于高地，依照地形走勢規(guī)劃城市布局，在“六爻”高崗地形布局重要建筑，在低洼處建成池沼園林，作用和海綿城市的末端調蓄設施作用一致，可以滯蓄超量的雨水。在建設中遵循自然地形，沒有一味地削高填低、改造自然地形，有利于城市的泄洪排水。

第二，水系交織，塑造海綿格局。“五渠”為主的城市水渠系統(tǒng)的修建，構建了城市與自然水系的關系，發(fā)揮的作用和GI中的連接廊道的功能相似，通過將各要素連接成網絡，雨洪能夠被有效地分散排出，加快雨洪排入護城河、池沼、城外水系中并儲蓄起來。水渠的連接引導，一定程度上使得自然水系能夠更好地發(fā)揮對雨洪吸納的能力，同時水系還具有凈化作用。自然和人工設施結合，使長安網絡化的水系系統(tǒng)具有“蓄、用、凈、排”功能。

第三，引排蓄一體，建立防洪體系。城墻、護城河、城內溝渠構成城市洪水防御系統(tǒng)，水匯流引入溝渠，排出城外，利用護城河和城市水系調蓄，這個體系建立與海綿城市中的雨水管渠排放系統(tǒng)和超標雨水排放系統(tǒng)的作用相似，通過對雨水的引導，將其排放到蓄水區(qū)域儲蓄起來。

但是在這個過程中也存在一些不足的地方，吳慶洲通過對唐長安的雨洪管理系統(tǒng)的考察，認為其存在失誤[12]，總結如下：

第一，防洪設施規(guī)模評估不到位。將唐長安調蓄容積和宋東京城、明清北京城等進行對比，發(fā)現唐長安城作為歷史上的大城市，每平方米調蓄雨水的容量卻遠比不上其余城市，不能滿足城市需求。

第二，防洪設施缺乏專項設計與管理。長安城的規(guī)劃布局依照“六爻”的地勢變化，但是溝渠卻沒有順應地勢變化，只是簡單的在道路兩側設置。并且根據記載，隋唐長安城的道路寬度不一、相差較大，承載的雨洪量不同，但是排水溝渠的尺寸大都一致，不能滿足排水。所處地區(qū)的濕陷性黃土使得人工開鑿的溝渠容易淤塞，如果不能及時清理，就難以發(fā)揮作用。唐長安的城壕在中唐之后，由于缺乏管理，逐漸廢棄。

3 隋唐長安雨洪管理經驗對海綿城市建設的啟示

隋唐長安雨洪管理體系從處理雨洪威脅出發(fā)，同時也保障了城市供水，美化了城市環(huán)境，和今天的海綿城市建設有相一致的地方(表 2)。但其更加注重自然的作用，有利于理解海綿城市提到的“自然存積、自然滲透、自然凈化”，核心在于借鑒古代經驗，提高城市運用自然處理雨洪威脅的能力。

表2 海綿城市建設與隋唐長安雨洪管理體系對比

結合海綿城市的建設要求，我們應在開展海綿城市建設時關注以下幾個方面：

第一，因勢利導，順應城市地形規(guī)劃建設。隨意改變自然地形，也是造成“城市看?！爆F象的原因之一。在城市開展建設前，應先進行洪水淹沒分析，確定雨洪安全格局，重大基礎設施和新建地區(qū)不應選在低洼、易受洪澇災害的地方，城市發(fā)展方向的確定也應將雨洪安全考慮進去，朝較安全的區(qū)域擴展，隋朝棄用漢代宮城，也是考慮到渭河階地易受洪水侵襲。而對于地勢較低的地區(qū)，可以通過設置泄洪通道、調蓄池等相關海綿措施改善積水情況。

注重城市的豎向規(guī)劃設計，滿足城市雨水設施、排水設施和泄洪通道的豎向要求，合理布局城市的市政設施、道路和建筑，在場地層面，充分利用微地形的起伏布置海綿設施。

第二，自然優(yōu)先，關注水系的保護利用。用“山水林田湖是生命共同體”傳達的生態(tài)價值觀指導海綿城市建設，應注重自然系統(tǒng)的作用。城市水系具有積存、滲透、調蓄和凈化作用，以保護、利用、恢復和完善城市水系為主, 輔助人工設施優(yōu)化與補充。

通過徑流過程模擬，梳理恢復城市水生態(tài)格局；通過流域綜合整治、建設湖泊濕地、建設河流廊道等方式構建城市網絡化的水系系統(tǒng)，恢復城市水系的自然連通，改善城市水環(huán)境質量；將城市水系作為城市景觀塑造的重要部分，提高綠化植物的種植，用綠色海綿涵養(yǎng)水源，保證水體質量，提高城市的生物多樣性，提升城市的環(huán)境品質。

第三，因地制宜，確定適宜的海綿城市體系。宏觀來說，我國地域遼闊，自然條件差異較大；微觀來說，即使是同一個地區(qū)，從隋唐長安采取統(tǒng)一的溝渠斷面設計而不是因地制宜設計，都說明了海綿城市體系構建和設施的布局需要從本地情況出發(fā)。

宏觀層面，應結合區(qū)域多年降雨數據，計算雨水徑流量，根據城市性質，明確雨水總體控制目標，以此來確定各級低影響開發(fā)設施的規(guī)模等級；在地塊層面，過往經驗往往是根據地塊性質來確定控制指標，但是相同性質地塊也存在差異，應當在對地塊的現狀情況進行評估的基礎上提出指標；在場地設計層面，根據實際情況選用適宜的低影響開發(fā)設施，并且加強對相關設施的定期維護。

4 結論

對隋唐長安雨洪管理體系的研究，不僅在城市史的研究上有一定學術價值，也可以作為當代海綿城市建設的借鑒，主要得到以下結論：

1)隋唐長安構建了利用自然系統(tǒng)為主，建設人工設施優(yōu)化補充，“八水、六爻、五渠、湖泊池沼、溝防”各要素協(xié)同做功的雨洪管理體系。整體來說，隋唐長安的雨洪管理是成功的，構建了城市給、排、滯、蓄、凈水工程一體化的生態(tài)工程。

2)古代雨洪管理的自然觀與當代海綿城市建設的低影響開發(fā)理念是高度吻合的，在建設目標、采取措施、管理體系上都有相一致的部分，古代經驗結合國外的先進理念技術和我國海綿城市建設要求，可以對現有海綿城市體系進行完善補充。

近年來，大數據的應用日漸成熟，智能化平臺逐漸被運用于海綿城市建設中，在未來的海綿城市建設中，還需進一步加強研究古代海綿設施的可實施性，通過與現代先進技術結合，使古代海綿設施和理念依舊運用于今日城市建設中。