海绵城市建设研究现状及发展趋势

辛鑫 吴洪诗 宿增

摘   要：低影响开发理念已经比较成熟，海绵城市建设建立在其基础之上，另外，积累了很多关于中国城市水问题技术，然而中国水问题由于其复杂性，加之海绵城市建设涉及很多部门与研究领域，势必在海绵城市推广、建设过程中会遇到各种各样的技术难题需要攻关。本文首先总结了海绵城市研究的国内外现状，然后提出海绵城市的发展趋势及未来的主要研究工作。

关键词：海绵城市  发展趋势  需求状况

海绵城市的定义是指将城市建设成像海绵一样，即能吸收大量雨水又能释放雨水，是城市本身具备抵抗自然灾害与适应恶劣环境的能力，又被称之为“水弹性城市”。遇到暴雨天气时，雨水能够被海绵城市吸收、储蓄、渗入、净化，在需要时储存的雨水可以被利用。保护生态优先是海绵城市遵循的基本原则，自然方式结合人工措施，首先要保证城市排水防洪安全的条件下，最大限度地利用雨水。

近30年来，中国城市化在促进经济社会现代化方面发挥了举足轻重的价值。然而，粗放的发展模式导致城市问题异常突出，大量环境资源难题摆在人类面前。大体可分成以下三类：第一，由于城市的快速发展，严重影响了河湖本身的调蓄能力，导致城市内涝问题层出不穷;第二，由于城市快速发展，产生了大量污染物，污染物的排放超越了水资源本身的净化能力，使水资源污染问题日趋严重，导致水资源严重不足;第三，城市缺水问题日益突出，缺水的城市全国大约有400座。上述城市水问题融合在一起，导致人类居住环境问题十分突出，进而对中国城市可持续发展影响严重。为解决中国城市进程中的水资源问题，2012年“海绵城市”被提出;习主席在《中央城镇化工作会议》指出：要充分发挥自然的力量，将城市建设成具备自然存储、自然渗透和自然净化的能力，使城市生态调节系统得以提升，同时减少城市洪涝灾害的发生。国务院办公厅发布“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出到2020年，通过采取渗、滞、蓄、净、用、排等措施，将有70%的降雨就地吸收利用。

如何在设计中因地制宜地合理结合低影响开发措施，是影响海绵城市建设的关键问题之一。一方面，很多人對海绵城市建设认识不深，缺乏实践经验，目前，人们对顶层设计和概念导向的指导方针和指导建议十分重视，导致现行的与海绵城市建设相关的施工规范与标准无法满足需要;其次，海绵城市建设与城市防洪排涝的关系不明确;第三，有的试点城市河流众多，水资源相对丰富，但水资源有年际、年内变化大和地域分布不均的特点，势必会导致海绵城市工程建设过程中遇到不同试点城市有不同的技术难题。建设海绵城市的目的就是要从源头上减弱径流量，使城市内涝得以解决或者缓解，使宝贵的水资源得到保护，使生态环境得到改善，使生态文明建设得到促进。

1  海绵城市工程建设技术在国内的发展水平

相比欧美发达国家来说，在中国海绵城市的建设相对比较晚，全国有很多城市进行了海绵城市建设试点，包括三四线城市，另外，很多城市自主进行了海绵城市建设，有的城市建设比较顺利，有的城市建设过程不够理想。2015年8月12日，水利部从城市水利的角度发布了海绵城市建设的相关指导意见，提出了要因地制宜科学合理地制定海绵城市建设总体目标和子指标;管理好城市河湖水域，连通河湖水系，做好水生态治理与修复。2015年10月16日，国务院从国家海绵城市建设的角度，确定了海绵城市建设目标。各地海绵城市建设要尽量减少城市开发建设对生态环境的影响，大约80%的雨水要渗透或回用。2020年左右，我国建成城市20%达到要求，2030年80%的城市达到要求。

国内科研院所、高校等对低影响开发、海绵城市建设、城市雨水管理体系等内容进行了大量研究：SWWM模型在海绵城市建设中应用;国际现代化雨水管理及低影响开发雨水系统构建;海绵城市建设及城市防内涝存在的问题;地表径流模型在海绵城市建设中的应用等。当前，很多试点城市在海绵城市建设领域取得了良好效果，比如北京、济南等，并为中国海绵城市建设提供了很多指导意见。

2  海绵城市工程建设技术在国外的发展水平

海绵城市在国外建设可追溯到19世纪，巴黎于1852年将排水系统纳入建设规划，伦敦于1859年开始建设地下排水系统工程，于1865年完工。自20世纪70年代，海绵城市开始大规模建设集团，美国由于合流制的污染和城市内涝等原因，在没有内涝防治体系的前提下，于1972年以后开始规划建设大排水系统;澳大利亚因为1974年大洪水，于1975年开始规划建设城市内涝体系;日本东京历时15年的“地下神庙”成为世界上最先进的地下排水系统。1987年，美国在《清洁水法》修正案提出了最佳管理措施，用于非点源污染管理，依靠雨水池和湿地控制径流污染。目前，美国、英国、法国、韩国、日本、瑞士、新加坡及德国等国家的海绵城市建设处于领先水平，针对城市内涝、水环境恶化、水资源流失等制定了一系列措施。美国的大多数城市目前实行的还是传统的水利设施设计理念，不过一些干旱地区正在重新规划，建设海绵城市;法国通过建立城市水循环系统，增添蓄水中心、储水池、净水处理中心等，使城市免受洪涝之灾，同时提升了水循环利用率;日本通过建设储水池提升了雨水再利用率，同时路面使用大粒石子、透水砖等材料提高地面的透水性能，并形成了一整套的绿地保护体制;瑞士城市拥有完善的、遍布全城的城市给排水管道和生活污水处理厂，通过在建筑物外面装设专用雨水流通管道，内部建蓄水池，将雨水处理后再使用;新加坡通过规划城市排水系统、建立大型蓄水池、严格规范地面建筑排水标准，形成了一整套设计科学、分布合理的雨水收集和城市排水系统。目前，我国海绵城市建设正处于快速发展阶段，现有发达国家海绵城市建设经验具有重要的借鉴意义。

3  海绵城建设市场需求状况

快速的城市化导致了城市规模的扩大，城市化的深入带来了一系列的生态环境问题，尤其是水生态危机。目前，我国年均缺水量超过500亿m3，2/3的城市缺水。我国每年因缺水造成的直接经济损失高达3500亿元。但是，传统的城市建设模式应对内涝、洪涝和水安全问题的能力明显不足，不能有效缓解和改善城市水生态问题，而且正在恶化。这主要是由于传统城市工程管道灰色排水基础设施、防洪规划和排水工程规划落后，雨水资源合理利用意识淡薄所致。因此，在中国新型城镇化建设和水生态环境恶化的背景下，海绵城市作为人类与自然和谐相处的有效途径，充分发挥城市水生态服务功能，引导城市可持续发展，得到了专业领域学者的提出和推动，成为国家和地方政府解决城市雨洪综合治理的指导思想和战略目标。

当前，在我国海绵城市的探究与开发还处于起步阶段，还无法认识到海绵城市建设过程中遇到的难题。对海绵城市的内涵、低影响开发雨水系统雨水管理等认识模糊，存在工程指导技术而非技术引导工程这种弊端。

4  海绵城市建设发展趋势与展望

城市是水循环“二元”演化程度最深的地区，雨水系统，天然湖泊水系、湿地，坡面漫流、河口都是属于自然水循环的;自来水系统、排水系统、污水再生水利用系统，属于社会水循环。尽量减少社会水循环对自然水循环的影响是海绵型城市建设的根本目标。一方面，不要从水量上剥夺太多的自然水循环;另一方面，在水质方面，不要排放太多污水。使节水、治污、循环利用得以实现。保持水循环二元平衡，使水的生态和经济功能发挥到极致。地表自然格局和城市上空的降水规律由于城市的快速发展遭受到改变，扭曲了水循环过程。传统的城市建设重视社会经济功能，而不是生态保护功能。在内涝防治方面，片面强调“排水”，导致内涝干旱交替出现—“逢雨即涝，无雨则涝”。开展海绵城市研究，关键是要贯彻“一片天一片地”的思想，做到“化水为宝，化害为利”，实现城市水文单元的自然积累、自然渗透和自然净化。从长远来看，我国城市雨水系统建设模式必然会向海绵城市低影响发展的雨水系统建设模式转变。无论是在工程界、学术界还是政府管理者都清楚地认识到，原来单一的目标、高碳排放、高污染、粗放式的雨水排放模式已经不可持续。但是，从一些雨水管理大国的经验来看，这种转变和新制度的建立绝非一蹴而就，是一项长期而艰巨的系统工程，必须在管理理念、政策机制等方面有重大突破和关键支撑，必须建立系统的基础理论、工程技术体系、专业人才队伍和培育新兴产业等。

5  未来主要研究工作

围绕降雨分布与预测、雨水渗流与洪流形成机理等方面开展科学研究;在城市海绵体规划技术、“渗、滞、蓄、净、用、排”措施的规划调度应用技术、城市排水系统规划技术、提高城市排水规划标准等方面开展工程技术研究和推广，协同集成设计技术、城市洪水预警调度系统、海绵城市建设目标可达性分析等。具体包括：海绵城市建设规划设计、技术研究、咨询业务、方案评审;通过“互联网”等现代科学技术创新与集成应用，开展海绵城市建设的规划、设计与效果评估;承担海绵城市相关技術政策研究，建立专家库，发挥专家在海绵城市建设领域中的作用，提升海绵城市建设管理水平;编制与海绵城市建设相关的行业规范、标准与图集;推广海绵城市建设的新技术、新工艺等;搭建海绵城市建设试验区监控和数字政府管控平台，实现海绵城市建设和运营管理业务全过程的智能化信息管理系统。通过技术推广及工程项目的实施，提出创新性的工程建设方案，并组织实施，将大大促进海绵城市的快速发展。在服务区域经济发展的同时开展科学探索，形成专利技术与相关工法，取得科研成果并培养科研及工程技术人才。

参考文献

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[2] 莫琳，俞孔坚.构建城市绿色海绵——生态雨洪调蓄系统规划研究[J].城市发展研究，2012，19（5）： 1-8.

[3] 胡爱兵，任心欣，丁年，等.基于SWM的深圳市某区域LID设施布局与优化[J].中国给水排水，2015（21）：96-100.