海绵城市建设思路与技术路线初探

孙迎春

摘 要：在生态文明理念指导新型城镇化建设的背景下，海绵城市成为当下解决城市雨洪管理难题的新模式。海绵城市旨在以一种生态友好的方式收集、清洁和使用降雨，减少危险和污染的径流。相关的技术包括可渗透道路、屋顶花园、雨水收集、雨水花园、绿地、池塘和湖泊等蓝色空间。海绵城市的实施不仅可以减缓城市洪涝灾害，还可以实现人与自然的和谐共存，实现水资源的合理利用，引导城市可持续发展，为政府解决城市雨洪综合管理提供借鉴。

关键词：海绵城市；建设思路；技术路线

中图分类号：TU985 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）18-0005-02

近年来，我国多地暴雨频发，城市内涝严重，引发了对城市水生态的关注和对传统城镇化建设的反思。在新型城镇化建设与生态文明协调发展的背景下，海绵城市成为解决城市雨洪管理难题的新模式。随着海绵城市的提出和试点城市建设的推进，海绵城市作为一种生态文明理念正在积极融入经济社会发展与新型城镇化建设之中，同时也为海绵城市地全面推进提供契机。中国的“海绵城市倡议”旨在通过渗透性表面和绿色基础设施来改善城市“水问题”。因此，对海绵城市建设的思路与技术路线进行探讨尤为重要。

1 海绵城市建设的意义

（1）优化城市配套设施。海绵城市的建设以“海绵体”为基础。“海绵体”不仅包含池塘、湖以及河等水系统，还包含可渗透路面、绿地以及花园这样的配套设施。雨水经过“海绵体”逐渐下渗、净化、滞蓄并回用，最终剩余部分的雨水逐渐径流从泵站、管网等通道外排出去，从而对城市整体的排水系统标准进行有效提升，实现对城市内涝压力的降低。

（2）维持生态空间的合理比例。在对“海绵城市”进行建设的过程中，重点在于“海绵体”的质量、规模不断提高。在以往的城市建设中，人们往往将用地的一马平川作为目标，填湖平壑是较为常用的方法，依据《海绵城市建设技术指南》，各个区域在建设海绵城市时应最大限度地对原有湿地、沟渠、坑塘以及河湖进行保护，从而将“海绵体”受到开发活动的影响程度降到最低。此外，对于受到破坏程度较高的“海绵体”，应该采取一定的生态、物理、化学以及生物手段对其进行逐步恢复，并维持生态空间的合理比例。例如，“绿色”屋顶在对雨水进行滞留时，还能发挥其缓解热岛效应、节约能源、減少废气、废物的排放等功能。

（3）推动城市建设发展。在新型城镇化进程中，海绵城市建设可以更好的推动城市经济与生态建设的发展。通过对传统“快排”模式的城市雨洪管理进行改革，借助“渗、蓄、净、滞、用、排”等综合技术，并根据工程措施和非工程措施来实现对雨水资源的系统化管理，全面推进城市经济和生态文明建设。例如，陕西省西咸新区是海绵城市建设试点，其实现了经济和生态建设的协调发展，而且每年沣西新城地表径流收集量达到了4500万m3，可以将收集到的雨水通过相关技术处理后，应用到绿化景观灌溉中，每年可以节约年费达到1.5亿元，有效推动了西咸新区城市建设的发展。

2 海绵城市建设过程中存在的问题

（1）资金投入力度不够。资金是海绵城市建设的一个重要约束因素。迄今为止，所有海绵城市项目已花费超过120亿美元。每平方公里的海绵城市建设投资预计在1亿元和1.5亿元之间。首批16座试点城市计划将在三年内投入865亿元，建设面积达450平方公里。对于海绵城市建设，中央政府资助大约15-20%的成本，其余部分则由地方政府和私营部门承担。但这部分资金受到限制性金融改革、债券评级下调和紧张债券市场刺激的新兴市政债务危机的影响，资金来源途径狭窄。另外，海绵城市的投资也面临较大的困难，国内私人投资者的兴趣不大。政府应改善鼓励投资的条件，包括税收激励，更好的项目透明度和宽松的信贷市场。

（2）收益回报不稳定。缺乏较为稳定的收益回报也是海绵城市建设中遇到的重要难题。《关于推进海绵城市建设的指导意见》明确指出，积极贯彻政府引导的方针政策，激发社会的参与积极性，对市场高效配置资源以及政府高效调控引导的作用进行充分发挥，提高政策的支持力度，对海绵城市的建设营造出有利的发展环境。积极对政府与社会资本合作以及特许经营模式进行推广，从而广泛地吸收社会资本，提升其参与海绵城市建设的积极性。

（3）PPP模式无法有效融入海绵城市建设。当前，PPP模式在城市的基础设施建设方面发挥重要作用。比如废气、废水的处理等项目，每年政府以对服务进行购买的方式将公共投入部分回馈给广大的投资商的，在这一方面，各方面政策及实践已经相当成熟。然而，PPP模式在逐渐运用到海绵城市建设的过程中，也出现了一系列问题。特别是缺乏一个标准对其公共服务进行计算。海绵城市的建设可以看作是一项生态绿地系统的建设。该建设过程中服务费的计算是非常困难的，因此，实现PPP模式在海绵城市建设中的充分运用依然还有很长的路要走。

3 推动海绵城市建设的思路及技术路线

（1）优化海绵城市的建设思路。当前，海绵城市的建设思路主要由生态工业园、城市农业以及城市填充三方面组成，以下对这三大方面进行一一解释：1）生态工业园。生态工业园的目的是连接多个公司和组织，共同努力减少对环境的影响，在推动海绵城市建设的同时，提高经济效益。企业社区通过合作管理环境和资源问题来实现这一目标。建设生态工业园区的组成部分包括自然系统，更有效地利用能源、更有效的物质和水流量工业园区应建成适合自然环境的环境，以减少对环境的影响。例如，菲尼克斯设计公司在密歇根州建造了一座工业园，几乎完全采用回收材料制造。该建筑的景观设计包括原生树木，草和花卉，园林绿化设计也成为该设施的气候庇护所。在选择用于建设生态工业园区的材料时，必须考虑进入建筑物的每种介质的生命周期分析，以评估其对环境的实际影响。在物质流动方面，生态工业园区的公司可能拥有共同的废物处理设施，用于将副产品从一个工厂运输到另一个工厂。为了在工业园区创造更高效的水流量，来自一个工厂的加工过的水可以被另一个工厂再利用，并且公园基础设施可以包括收集和再利用雨水径流的方式。2）城市农业。城市农业是种植和分配食物的过程，也是城市海绵建设的重要组成部分。城市农业不同于农村农业，因为“它融入城市经济和生态系统：都市农业与城市生态系统相互作用，这种联系包括使用典型的城市资源（如有机废弃物作为堆肥和城市污水灌溉）与城市消费者直接联系，对城市生态的直接影响。“城市农业背后有许多动机，但在创建城市海绵的背景下，这种食物种植方法可以节省食物运输的能源和成本。3）城市填充。城市填充是一种对未充分运用的楼宇、土地进行发展的方式。城市填充发展具备的共同点在于并不对绿地、主要农业用地以及绿地进行占用，而是对已存在的社会公共服务区域进行开发，将大量资源合理地保留在人类的生活地点。所以，填充发展通常被认为可以满足城市的持续增长及重设的需要，从而促进城市海绵的不断改善以及现代社会的持续发展。

（2）屋顶花园。屋顶花园是建筑屋顶上的花园。除装饰效益外，屋顶种植可以提供食物、温度控制、水文效益、栖息地或走廊，具有生态效益。在建筑物的屋顶上种植食物的做法也被称为屋顶农业。屋顶养殖通常使用绿色屋顶、无土栽培、气肥养殖、空气镶嵌系统或容器花园完成。

屋顶花园最常见于城市环境。植物有能力减少建筑物的整体吸热量，从而降低能耗。城市热量积聚的主要原因是日晒，城市道路和建筑物对太阳辐射的吸收，以及将这种热量存储在建筑材料中以及再辐射。研究表明屋顶花园可以有效减少城市热岛，这有助于减少城市烟雾及与热应激相关的一系列问题，并进一步降低能源消耗。

除此之外，屋顶花园也有助于减少雨水流失。随着城市的发展，可渗透基质被建筑物和铺设道路等不透水建筑所取代，引发城市暴雨洪水及污水肆溢事件。一个关键的解决方案是通过控制屋顶上的流量排放延迟或通过雨水保留盆地保留径流来减少峰值流量，以备植物后续使用。

（3）可渗透铺路。可渗透铺路是一种铺设车辆和人行道的方法，可以渗透流体。该方法在现代城市建设中得到广泛应用。用于可渗透铺路基底的介质可以是多孔的，以允许流体流过它或间隔开的无孔介质，以便流体可以在裂缝之间流动。除了减少地表径流外，可渗透铺路还可以捕获悬浮固体，从而过滤雨水中的污染物，减少对地下水的污染。

多孔铺路材料与无孔材料对环境的影响在性质上具有较大不同。无论是透水混凝土、多孔沥青、铺路石还是混凝土或塑料铺路石，这些透水材料都允许雨水渗透和渗透表面区域，目标是控制源头的雨水，减少径流并通过过滤底层中的污染物来提高水质。

（4）建设微排水系统。在海绵城市建设过程中，关键环节是减少地表径流，有效提升地下渗能力。海绵城市在遵循低影响开发理念的同时，还需要鼓励建设微排水系统，通过植被的建设来实现对雨水的有效管理。在土地利用类型及多尺度项目中，可以通过改变下垫面的方式有效增加径流，使雨洪问题得到有效解决。通常情况下，下垫面类型不同，径流系数会存在一定的差异，产生的径流质量也不相同。在进行微排水系统建设过程中，根据雨洪来源不同，采用不同的处理方法，例如建筑屋面排水，一般会选择过滤、渗透的措施，能够将其用于灌溉、冲厕等，从而实现对水资源的二次利用。

（5）雨水收集系统。雨水收集系统是海绵城市建设重要的组成部分，涉及自动系统和普通收集两部分。其中自动系统主要是在地面地漏和明沟暗沟处、屋顶檐沟排水处、绿地低凹处设置集水口，以实现对雨水资源的有效收集，并在过滤后存储于水箱之中，然后应用于绿地灌溉和建筑内的生活用水。当降水量比较大时，可以借助收集装置对水资源进行科学规划，从而有效降低城市洪涝灾害的发生。普通收集一般是借助简单的技术手段对雨水进行收集，例如在建筑旁设置渗透井、蓄水池，这种方法造价比较低，但其应用范围有限。又因雨水收集系统的投入成本和后期维护费用比较高，因此要根据海面城市建设的实际需要进行科学合理的选择，以达到一定的经济效益。在雨水收集系统建设中，可借助相关政策将该系统推行到每家每户，并将雨水回收口安装到每位居民住宅的屋顶，借助水管把雨水引入室内蓄水池，然后通过沉淀过滤后对这部分水资源进行利用，如输送到屋顶处，为屋顶花园植被提供所需要的水分。同时，沉淀后的雨水还能够被输送到厨房和卫生间，用于种花种草、洗涤衣物、清洁室内、冲洗厕所等，从而有效提高雨水资源的利用效率。

4 结语

综上所述，海绵城市的建设符合可持续发展理念，有助于减少城市建设过程中的能源消耗和环境破坏。随着海绵城市试点工作的推进，我国的海绵城市建设已取得了一定成效，加上创新理念和新工艺的应用，未来海绵城市的发展空间将进一步扩大。

参考文献

[1]王文亮，边静，李俊奇.基于模型分析的低影响开发提升城市雨水排水标准案例研究[J].净水技术，2015，（4）：103-107.

[2]张克峰，姜海英，王永磊几种适合我国国情的城市雨水利用技术[J].净水技术，2016，（1）：61-63.

[3]黄少文，潘志辉，冯燕.城市公共建筑雨水利用系统的技術经济分析[J].净水技术，2012，（6）：92-96.