关于海绵城市建设理念_技术和政策问题的思考_鞠茂森

世界水日·中国水周专栏关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考鞠茂森(吉好地北京咨询有限公司，北京100022)关键词:海绵城市;水资源;城市建设doi:10.13928/j.cnki.wrdr.2015.03.003中图分类号:TV213文献标识码:B文章编号:1671-1408(2015)03-0007-04习近平总书记指出，解决城市缺水问题，必须顺应自然，要建设”海绵城市”。什么是海绵城市?如何规划、设计、建设和管理好海绵城市?是值得研究和深入实践的重要课题。笔者结合国内外城市建设和水生态文明建设的一些理念和案例，就海绵城市建设的内涵、思路、技术和政策问题提出一些看法。1海绵城市建设提出的背景及其基本内涵当前，中国城市化的快速发展带来了不少新的问题。例如，城市规模不断扩大，不少湖泊被填埋，人口在增加，水资源越发紧缺;城市的硬质路面比例大大增加，城区的水文、水力特性明显改变，城市防洪压力很大;加上过去的城市排水管网设计以“快速排除”和“末端集中”控制为主要设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转，难以应对大流量的雨洪。据有关统计资料，过去三年，全国有超过360个城市遭遇过内涝，其中60多个城市单次内涝时间超过12h，淹水深度超过0.5m，北京、深圳、长沙等城市出现人员伤亡，造成生命和财产损失。另外，我国1100座城市缺水，而雨水又没有得到合理利用，雨水利用潜力巨大。为此，社会各界对城市的排水系统和节水问题提出质疑。如果可以把雨水最大限度地收集利用，经济社会效益将十分显著。在自然和城市建设面前，科学家和研究人员一直寻找一种两全其美的方式，用自然的力量调蓄雨水、节约用水和减少洪水带来的威胁。国际经验和实践表明，在提升城市排水系统时完全可以优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，把自然和城市建设融合起来，实践证明是有效的。美国、澳大利亚以及欧洲的城市建设和雨水利用给我们提供了很好的借鉴，这些国家提出了低影响开发、水敏性城市设计、水资源综合管理等理念，在城市规划设计中得到了很好的应用。澳大利亚研究提出了城市洪水、供水、排水、污水、雨水利用和中水回用系统治理的水资源综合管理软件系统工具包(IWMToolkit)，在悉尼波特尼地区应用后，通过模型计算和优化分析，市政供水需求减少55%，污水向河流排放减少80%，实现了节水减排防洪的综合目标，促进了悉尼的水环境改善。中国在学习借鉴国外知识和经验的基础上，进行了生态城市、低碳城市、智慧城市、水生态文明城市建设的实践，并创新地提出了建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”的伟大构想。所谓海绵城市，就是比喻城市像海绵一样，遇到降收稿日期:2015-02-25作者简介:鞠茂森(1967—)，男，教授级高级工程师，工学博士，运营总监。7水利发展研究2015·3雨能就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化、调节水循环;在干旱缺水时可以将续存的水释放出来，并加以利用。海绵城市具有自然循环的“绿色海绵”系统，整个城市容易适应新的环境，遭遇水灾害后快速恢复，而且不危及其中长期发展，能够让城市弹性适应环境变化和自然灾害。例如，陕西西咸新区沣西新城，规划建设了小区内部、市政道路、景观绿化、中央雨洪四级系统，实现了雨水的综合利用。每年收集利用雨水4000万m3，城市防洪能力提升2倍，节约景观式浇灌用水资金1亿元。“海绵城市”的关键在水，其重要的水特征决定了其基本的内涵应该包括以下几个方面:(1)城市水功能协调。主要体现在城市用水能够很好地满足用于居民生活饮水、工业用水、农业用水和绿化灌溉、生态环境用水，城市吸水、排水和雨洪利用协调等。(2)城市水节约高效。主要体现在城市用水按照节水优先的原则，重视雨水利用、中水回用、水循环利用，节水政策到位，节水技术普及，节水文化深入人心等。(3)城市水环境优美。主要体现在城市水系规划顺应人水和谐理念，水污染治理有效，水质达标，水生态环境适应生物和人类生存等。(4)城市水管理完善。主要体现在水管理的体制、机制完善，法律法规健全，水灾害应急管理措施到位等。2《海绵城市建设技术指南》及其主要内容为大力推进海绵城市建设，节约水资源，保护和改善城市生态环境，促进生态文明建设，住房和城乡建设部编制了《海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建》(以下简称《指南》)。《指南》明确了海绵城市的概念和建设路径，提出了低影响开发的理念，提出了建设的基本原则，规划控制目标分解、落实及其构建技术框架，明确了城市规划、工程设计、建设、维护及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法。《指南》的发布实施为各地深入开展海绵城市建设提供指导和依据。一是指导各地海绵城市建设过程中落实低影响开发的内容，二是指导新建、改建、扩建项目配套低影响开发设施的设计、实施和管理，三是指导政府部门监督实施海绵城市建设工作。同时明确，海绵城市建设应遵循“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”的基本原则，统筹建设低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统，从对城市原有生态系统进行保护、生态恢复和修复、低影响开发等方面着手实施。《指南》的主要内容包括总则、海绵城市与低影响开发雨水系统、规划、设计、工程建设和维护管理共六章，并提供了部分参考案例。《指南》提出，城市总体规划中要明确低影响开发的策略和重点建设区域，同时对城市水系、绿地系统、排水系统、道路系统等专项规划也明确了如何落实低影响开发的设计要点。《指南》要求，各地城市将建立“渗、蓄、滞、用、排”五位一体的新型城市雨水处理系统，把80%左右雨水留住，以便涵养水源，改善城市生态效益。《指南》规定了海绵城市建设的规划控制指标，主要包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。要求各城市根据实际情况，结合当地水环境突出问题、经济合理性等因素，有所侧重地确定低影响开发径流控制指标。《指南》从城市建筑与小区、道路、绿地与广场、水系低影响开发雨水系统建设项目等方面提出了设计的程序和要求，特别指出，低影响开发设施的规模应根据设计目标，经过水文、水力计算得出，有条件的应通过模型模拟对设计方案进行综合评估，并结合技术经济分析确定最优方案。《指南》建议了一些低影响开发技术的不同形式，如透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、植草沟、渗渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施等。《指南》还就工程建设、维护管理提出了明确要求，并介绍了近年来国内一些低影响开发和雨水利用工程方面的案例。总之，低影响开发以蓄留、分流、渗透、净化的源头控制理念解决了传统雨水管理技术所带来的问题，有效地减轻了城市化对水循环过程带来的负面影响，营造出舒适宜人的水景观，对实现生态设8计、加强公众教育与参与、指导城市的新区建设和旧区修复意义重大。3编制海绵城市建设方案的基本思路根据习近平总书记的关于加强海绵城市建设的讲话精神，国家财政部、住房和城乡建设部、水利部联合发文，决定在全国开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。通知要求，试点城市应将城市建设成为具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，提高城市防洪排涝减灾能力。各试点城市必须首先组织编制海绵城市建设方案。通知指出，实施方案应体现“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设、全面协调、技术先进”等基本原则，实施期为2015—2017年(至少含1年的项目运营期)。主要内容包括城市现状、实施目标任务、实施项目内容、保障措施等。能否编制出适合当地实际的海绵城市建设方案，是海绵城市建设能否成功的关键。首先，要认真理解海绵城市建设的主要内容。海绵城市建设内容丰富，至少应该包括以下几个方面的工作:(1)规划确定城市需求的水资源的量和质。要认真研究城市区位条件、地质水文条件、降雨特性、洪涝特点、水资源条件、水环境与水生态状况等，分析城市河湖水系、城市排水防涝系统现状，根据城市经济发展和人民生活需求，评估城市防洪、排水防涝能力与内涝风险，找出城市建设和管理面临的水问题与对策出路等。(2)建设城市人水和谐的水生态系统。围绕海绵城市建设要求、最严格水资源管理制度，要开展城市水生态系统的保护与修复;建设雨水利用与中水回用系统工程。(3)城市低影响开发规划、设计和建设。在城市总体规划的指导下，做好城市水系专项规划、绿色建筑、绿地系统专项规划、道路与交通专项规划等。规划“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程总体布局，通过技术经济比较，确定各项工程措施的建设内容、建设标准，明确投资规模、资金来源、执行进度安排、近期建设规划等。(4)城市环境管理与运营，维护城市健康。包括投入机制、绩效考核和监督机制建设、其他制度机制建设等保障性措施。世界水日·中国水周专栏其次，要充分把握编制实施方案的总体思路。在编制海绵城市建设实施方案的过程中，强调的是低影响开发，必须遵循以下思路:(1)节水减排，系统治理。坚持节水优先的原则，对城市的水资源需求进行水平衡计算，实施水资源综合管理，系统优化配置水资源。优化市政供水，降低城市排水，减小洪涝灾害。(2)人水和谐，自然生态。合理控制开发强度，优先考虑自然生态，减少开发对自然环境的影响。留足生态用地，增加水域面积，促进雨水积存净化。必须通过特殊的规划设计让绿地、花园、道路、房屋、广场等成为滞留雨水的绿色设施。(3)综合规划，阶段实施:统筹城市发展对水资源和环境的要求，进行综合规划，分阶段建设实施。要根据城市的不同特点，突出个性和特色。选择试点，逐步推广经验。第三，要重视对城市“海绵体”的建设。城市的规划建设在应对暴雨洪水时应当扭转观念，把工作重点转移到增加城市的调蓄能力上来，关键是要多建能吸水的“海绵体”。要把建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，作为提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力的目标。“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。既要保护原有的河、湖、池塘等天然水系，维护城市开发前的自然水文特征;又要恢复被破坏的水生态，加强水环境治理，创造城市发展的生态空间。根据《指南》，海绵城市建设的侧重在于下渗，将雨水转化为可利用资源，强调优先利用植草沟、雨中花园、下凹式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“缓排缓释”和“源头分散”控制为主要设计理念。在进行植被种植过程中，南北方因土壤、气候等不同，植被选择也不同，不同地区应该因地制宜，合理规划，选择适合本土的植被。同时要保护好原有绿色植物，扩大绿色植物覆盖面积。第四，建立“渗、蓄、滞、用、排”五位一体的新型城市雨水处理系统。城市是人类文明的象征，淡水资源是人类赖以生存的生命线，但随着经济的发展，城市的淡水资源越来越少，其实雨水综9水利发展研究2015·3合利用是解决城市水环境的重要措施之一。但因城市雨水没有得到合理控制和利用，导致雨水成为城市面源污染的主要来源之一。除此之外，薄弱的基础设施难以抵抗暴雨的冲击，城市内涝，水污染和水危机，严重威胁了人们的生活环境和经济增长，雨水综合利用是改善和构建良好城市水环境的重要措施。完善的规划设计以及优良的产品，再加上良好的安装控制，可以通过雨水综合利用削减洪峰，减少城市内涝，以及缓解城市水体面源污染，提升地下水位，同时储存在城市地下的雨水可以抽取出来，浇灌绿化，冲洗车辆，景观补水，冲厕补水等之用。所以，要把雨水作为可以利用的宝贵资源，通过使用雨水，减少对城市供水的需求量，减少雨洪排放量;通过减少径流量，减轻暴雨对城市运行的影响。要建立完善合理的城市排涝工程体系。第五，要重视新技术应用和维护管理的问题。在方案编制过程中，要运用国际通用的模型理论和技术，合理确定低影响开发控制目标与指标，科学规划布局和选用低影响开发设施及其组合系统。设计应用国内外先进的雨水渗透、储存、净化等先进的处理技术，统筹建设低影响开发雨水利用系统、城市雨水内涝排水系统、超标雨水径流排洪系统。在管理方面，要保证低影响开发设施与主体工程建设，同时设计、同时施工、同时投入使用。建立完善的规章制度，确保雨水设施的良性运行。4海绵