城市篇

海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望□ 全國(guó)政協(xié)人口資源環(huán)境委員會(huì)副主任 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部原副部長(zhǎng) 中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)理事長(zhǎng) 仇保興

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一、海綿城市的四項(xiàng)基本內(nèi)涵

（一）海綿城市的本質(zhì)——解決城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)和諧

海綿城市的本質(zhì)是改變傳統(tǒng)城市建設(shè)理念，實(shí)現(xiàn)與資源環(huán)境

的協(xié)調(diào)發(fā)展。在“成功的”工業(yè)文明達(dá)到頂峰時(shí)，人們習(xí)慣于戰(zhàn)

勝自然、超越自然、改造自然的城市建設(shè)模式，結(jié)果造成嚴(yán)重的

城市病和生態(tài)危機(jī)；而海綿城市遵循的是順應(yīng)自然、與自然和諧

共處的低影響發(fā)展模式。傳統(tǒng)城市利用土地進(jìn)行高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，海

綿城市實(shí)現(xiàn)人與自然、土地利用、水環(huán)境、水循環(huán)的和諧共處；

傳統(tǒng)城市開(kāi)發(fā)方式改變了原有的水生態(tài)，海綿城市則保護(hù)原有的

水生態(tài)；傳統(tǒng)城市的建設(shè)模式是粗放式的，海綿城市對(duì)周邊水生

態(tài)環(huán)境則是低影響的；傳統(tǒng)城市建成后，地表徑流量大幅增加，

海綿城市建成后地表徑流量能保持不變。因此，海綿城市建設(shè)又

在城鎮(zhèn)化的大背景下，我國(guó)每年有1000多萬(wàn)人進(jìn)城，新建成

的建筑相當(dāng)于世界建筑總量的一半。在這種情況下，如果不引進(jìn)

海綿城市的建設(shè)模式，我國(guó)的城市地表徑流量就會(huì)大幅度增加，

從而引發(fā)洪澇積水、河流水系生態(tài)惡化、水污染加劇等問(wèn)題。海

綿城市就像一塊海綿那樣，能把雨水留住，讓水循環(huán)利用起來(lái)，

把初期雨水徑流的污染削減掉。本文介紹海綿城市的基本內(nèi)涵、

實(shí)現(xiàn)海綿城市途徑、并對(duì)深化海綿城市建設(shè)的新技術(shù)作了展望。被稱(chēng)為低影響設(shè)計(jì)和低影響開(kāi)發(fā)（Low impact design or develop-ment）。（圖1） （二）海綿城市的目標(biāo)——讓城市“彈性適應(yīng)”環(huán)境變化與自然災(zāi)害一是保護(hù)原有水生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)科學(xué)合理劃定城市的“藍(lán)

線”、“綠線”等開(kāi)發(fā)邊界和保護(hù)區(qū)域，最大限度地保護(hù)原有河

DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2015.01.003

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建

設(shè)海綿城市

圖1

傳統(tǒng)城市與海綿城市建設(shè)模式比較

流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠、樹(shù)林、公園草地等生態(tài)體系，維持城市開(kāi)發(fā)前的自然水文特征。

二是恢復(fù)被破壞水生態(tài)。對(duì)傳統(tǒng)粗放城市建設(shè)模式下已經(jīng)受到破壞的城市綠地、水體、濕地等，綜合運(yùn)用物理、生物和生態(tài)等的技術(shù)手段，使其水文循環(huán)特征和生態(tài)功能逐步得以恢復(fù)和修復(fù)，并維持一定比例的城市生態(tài)空間，促進(jìn)城市生態(tài)多樣性提升。我國(guó)很多地方結(jié)合點(diǎn)源污水治理的同時(shí)推行“河長(zhǎng)制”，治理水污染，改善水生態(tài)，起到了很好的效果。

三是推行低影響開(kāi)發(fā)。在城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，合理控制開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，減少對(duì)城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞。留足生態(tài)用地，適當(dāng)開(kāi)挖河湖溝渠，增加水域面積。此外，從建筑設(shè)計(jì)始，全面采用屋頂綠化、可滲透的路面、人工濕地等促進(jìn)雨水積存凈化。據(jù)美國(guó)波特蘭大學(xué)“無(wú)限綠色屋頂小組”（Green roofs unlimited）對(duì)占地723英畝的波特蘭商業(yè)區(qū)進(jìn)行分析，將219英畝的屋頂空間——即三分之一商業(yè)區(qū)修建成綠色屋頂，就可截留60%的降雨，每年將保持約6700萬(wàn)加侖的雨水，可以減少溢流量的11%－15%。

四是通過(guò)種種低影響措施及其系統(tǒng)組合有效減少地表水徑流量，減輕暴雨對(duì)城市運(yùn)行的影響。

（三）轉(zhuǎn)變排水防澇思路

傳統(tǒng)的市政模式模式認(rèn)為，雨水排得越多、越快、越通暢越好，這種“快排式”的傳統(tǒng)模式?jīng)]有考慮水的循環(huán)利用。海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，把雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環(huán)使用和排水密切結(jié)合，統(tǒng)籌考慮內(nèi)澇防治、徑流污染控制、雨水資源化利用和水生態(tài)修復(fù)等多個(gè)目標(biāo)。具體技術(shù)方面，有很多成熟的工藝手段，可通過(guò)城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)及其空間布局來(lái)實(shí)現(xiàn)。總之，只要能夠把上述六字方針落到實(shí)處，城市地表水的年徑流量就會(huì)大幅下降。經(jīng)驗(yàn)表明：在正常的氣侯條件下，典型海綿城市可以截流80%以上的雨水。（圖2）

圖2 海綿城市轉(zhuǎn)變排水防澇思路

（四）開(kāi)發(fā)前后的水文特征基本不變

通過(guò)海綿城市的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)前后徑流量總量和峰值流量保持不變，在滲透、調(diào)節(jié)、儲(chǔ)存等諸方面的作用下，徑流峰值的出現(xiàn)時(shí)間也可以基本保持不變。水文特征的穩(wěn)定可以通過(guò)對(duì)源頭削減、過(guò)程控制和末端處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。習(xí)總書(shū)記在2013年的中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上明確指出：解決城市缺水問(wèn)題，必須順應(yīng)自然，要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái)，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。由此可見(jiàn)，海綿城市建設(shè)已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面了。(圖3)

圖3 低影響開(kāi)發(fā)水文原理示意圖

總之，通過(guò)建立尊重自然、順應(yīng)自然的低影響開(kāi)發(fā)模式，是系統(tǒng)地解決城市水安全、水資源、水環(huán)境問(wèn)題的有效措施。通過(guò)“自然積存”，來(lái)實(shí)現(xiàn)削峰調(diào)蓄，控制徑流量；通過(guò)“自然滲透”，來(lái)恢復(fù)水生態(tài)，修復(fù)水的自然循環(huán)；通過(guò)“自然凈化”，來(lái)減少污染，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的改善，為水的循環(huán)利用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、建設(shè)海綿城市的三條途徑

（一）區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)

首先，識(shí)別生態(tài)斑塊。一般來(lái)說(shuō)，城市周邊的生態(tài)斑塊按地

貌特征可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是森林草甸；第二類(lèi)是河流湖泊和濕地或者水源的涵養(yǎng)區(qū)；第三類(lèi)是農(nóng)田和原野。各斑塊內(nèi)的結(jié)構(gòu)特征并非一定具有單一類(lèi)型，大多呈混合交融的狀態(tài)。按功能來(lái)劃分可將其分為重要生物棲息地、珍稀動(dòng)植物保護(hù)區(qū)、自然遺產(chǎn)及景觀資源分布區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別區(qū)和水資源保護(hù)區(qū)等等。凡是對(duì)地表徑流量產(chǎn)生重大影響的自然斑塊和自然水系，均可納入水資源生態(tài)斑塊，對(duì)水文影響最大的斑塊需要嚴(yán)加識(shí)別和保護(hù)。（圖4）

圖4 重要生態(tài)斑塊識(shí)別

第二，構(gòu)建生態(tài)廊道。生態(tài)廊道起到對(duì)各生態(tài)斑塊進(jìn)行聯(lián)系或區(qū)別的功能。通過(guò)分別對(duì)各斑塊與廊道進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與優(yōu)化，使分散的、破碎的斑塊有機(jī)地聯(lián)系在一起，成為更具規(guī)模和多樣性的生物棲息地和水生態(tài)水資源涵養(yǎng)區(qū)，為生物遷移、水資源調(diào)節(jié)提供必要的通道與網(wǎng)絡(luò)。這涉及到水文條件的保持和水的循環(huán)利用，尤其是調(diào)峰技術(shù)和污染控制技術(shù)。

第三，劃定全規(guī)劃區(qū)的藍(lán)線與綠線。以深圳光明新區(qū)為例，作為國(guó)家級(jí)的生態(tài)城示范區(qū)，光明新區(qū)規(guī)劃區(qū)范圍之內(nèi)嚴(yán)格實(shí)施藍(lán)線和綠線控制，保護(hù)重要的坑塘、濕地、園林等水生態(tài)敏感地區(qū)，維持其水的涵養(yǎng)性能。同時(shí)，在城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)寬廣的農(nóng)村原野和緊湊的城市和諧并存，人與自然和諧共處，這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展重要的、甚至是唯一的手段。（圖更多內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問(wèn)久久建筑網(wǎng)
5、6）

圖5 劃定藍(lán)線與綠線

城市篇

圖6 農(nóng)村原野與緊湊城鎮(zhèn)和諧并存

第四，水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)。這種修復(fù)立足于凈化原有的水體，通過(guò)截污、底泥疏浚構(gòu)建人工濕地、生態(tài)砌岸和培育水生物種等技術(shù)手段，將劣五類(lèi)水提升到具有一定自凈能力的四類(lèi)水水平，或?qū)⑺念?lèi)水提升到三類(lèi)水水平。（圖7）

圖7 系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)

第五，建設(shè)人工濕地。濕地是城市之腎，保護(hù)自然濕地，因地制宜建設(shè)人工濕地，對(duì)于維護(hù)城市生態(tài)環(huán)境具有重要意義。以杭州的西溪濕地為例，原來(lái)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民養(yǎng)了3萬(wàn)多頭豬，并把豬糞作為肥料直接排到濕地里去，以增加濕地水藻培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)度來(lái)增加魚(yú)的產(chǎn)量，造成了水體嚴(yán)重污染。后來(lái)重新規(guī)劃設(shè)計(jì)為濕地景區(qū)，養(yǎng)豬場(chǎng)變成了充滿自然野趣的休閑勝地，更重要的是，出水口水體的COD濃度只有進(jìn)水的濃度的一半，起到了非常好的調(diào)節(jié)削污作用。整個(gè)濕地像一個(gè)大地之腎，把水里的營(yíng)養(yǎng)素留下來(lái)，滋養(yǎng)當(dāng)?shù)氐乃�生植物和魚(yú)類(lèi)，雖然魚(yú)的產(chǎn)量可能會(huì)下降，但品質(zhì)得到了提升，生態(tài)魚(yú)比市場(chǎng)上的普通魚(yú)價(jià)格提高了一倍。（圖8）

圖8

杭州西溪濕地

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建

設(shè)海綿城市

（二）城市規(guī)劃區(qū)海綿城市設(shè)計(jì)與改造

海綿城市建設(shè)必須要借助良好的城市規(guī)劃作為分層設(shè)計(jì)來(lái)明確要求。

第一層次是城市總體規(guī)劃。要強(qiáng)調(diào)自然水文條件的保護(hù)、自然斑塊的利用、緊湊式的開(kāi)發(fā)等方略。還必須因地制宜確定城市年徑流總量控制率等控制目標(biāo)，明確城市低影響開(kāi)發(fā)的實(shí)施策略、原則和重點(diǎn)實(shí)施區(qū)域，并將有關(guān)要求和內(nèi)容納入城市水系、排水防澇、綠地系統(tǒng)、道路交通等相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)或?qū)�業(yè)規(guī)劃。

第二層次是專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃。包括城市水系統(tǒng)、綠地系統(tǒng)、道路交通等基礎(chǔ)設(shè)施專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃。其中，城市水系統(tǒng)規(guī)劃涉及到供水、節(jié)水、污水（再生利用）、排水（防澇）、藍(lán)線等要素；綠色建筑方面，由于節(jié)水占了較大比重，綠色建筑也被稱(chēng)之為海綿建筑，并把綠色建筑的實(shí)施納入到海綿城市發(fā)展戰(zhàn)略之中。城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)在滿足綠地生態(tài)、景觀、游憩等基本功能的前提下，合理地預(yù)留空間，并為豐富生物種類(lèi)創(chuàng)造條件，對(duì)綠地自身及周邊硬化區(qū)域的雨水徑流進(jìn)行滲透、調(diào)蓄、凈化，并與城市雨水管渠系統(tǒng)、超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)相銜接。道路交通專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，要協(xié)調(diào)道路紅線內(nèi)外用地空間布局與豎向，利用不同等級(jí)道路的綠化帶、車(chē)行道、人行道和停車(chē)場(chǎng)建設(shè)雨水滯留滲設(shè)施，實(shí)現(xiàn)道路低影響開(kāi)發(fā)控制目標(biāo)。

第三層次是控制性詳細(xì)規(guī)劃。分解和細(xì)化城市總體規(guī)劃及相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃提出的低影響開(kāi)發(fā)控制目標(biāo)及要求，提出各地塊的低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)，并納入地塊規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并作為土地開(kāi)發(fā)建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)各類(lèi)低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施。通過(guò)詳細(xì)規(guī)劃可以實(shí)現(xiàn)指標(biāo)控制、布局控制、實(shí)施要求、時(shí)間控制這幾個(gè)環(huán)節(jié)的緊密協(xié)同，同時(shí)還可以把頂層設(shè)計(jì)和具體項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)行管理結(jié)合在一起。（圖9）

圖9 海綿城市建設(shè)城市規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)

低影響開(kāi)發(fā)的雨水系統(tǒng)構(gòu)建涉及到整個(gè)城市系統(tǒng)，通過(guò)當(dāng)?shù)卣�府把�?guī)劃、排水、道路、園林、交通、項(xiàng)目業(yè)主和其他一些單位協(xié)調(diào)起來(lái)，明確目標(biāo)，落實(shí)政策和具體措施。（圖10）

圖10 層層落實(shí)控制目標(biāo)

具體來(lái)講，要結(jié)合城市水系、道路、廣場(chǎng)、居住區(qū)和商業(yè)區(qū)、園林綠地等空間載體，建設(shè)低影響開(kāi)發(fā)的雨水控制與利用系統(tǒng)。

一是在擴(kuò)建和新建城市水系的過(guò)程中，采取一些技術(shù)措施，如加深蓄水池深度、降低水溫來(lái)增加蓄水量并合理控制蒸發(fā)量，充分發(fā)揮自然水體的調(diào)節(jié)作用。在我國(guó)新疆一些地區(qū)年降雨量?jī)H為50毫米，蒸發(fā)量卻高達(dá)4500毫米，當(dāng)?shù)孛癖娮怨乓詠?lái)就使用坎兒井來(lái)輸送水，由于水溫低、又能避免陽(yáng)光照射，從而達(dá)到降低水蒸發(fā)損失的目的。（圖11）