海绵城市理论及其在中国城市的运用意义和途径

海绵城市”理论及其在中国城市的应用意义和途径城市是人类文明发展至今的集大成产物，它集中体现人类所有的成功和失败。目前全球约有一半人口生活在城市，而在中国城市人口比例已将近60%，且以极快速度增长。在中国巨大的人口规模以及高速城市化背景下，城市文明所体现的成功与失败无疑都被凸显，例如资源匮乏、环境污染、交通拥堵等。城市作为拥有自然属性和社会属性的复合生态系统，这两大属性的平衡协调发展才能造就稳定且具有韧性的城市系统。反观现今中国城市发展，普遍面临自然属性弱化甚至丧失等问题，如林地、农田和水系等生态空间占用破坏，破碎化而至功能减退，城市下垫面硬质化等，由此直接导致中国城市普遍的水系统破坏和水资源不平衡问题，如城市内涝、水质型干旱、水体富营养化等。据住建部调查数据，2008-2010年期间，全国62%的城市发生过城市内涝，内涝灾害超过3次以上的城市有137个，57个城市的最长积水时间超过12小时。内涝也造成了巨大的财产损失和生命伤亡，内涝已然成为中国将近一半城市面临的常态化城市问题。针对上述中国城市发展过程中的水环境问题，相关管理和建设部门也做了大量的改善工作，由于爆发的集中性、应对的单一性和城市的系统性，并没有对快速城市化过程中水质和水涝问题形成有效解决方案，但是城市管理者普遍形成了共识，即城市水环境问题仅从末端处置已是为时已晚。随着基于源头低影响开发和现代雨洪管理的海绵城市理论的提出，中国城市建设者和管理者们对于海绵城市理论给予极大的肯定，海绵城市创建工作也在政府主导下全国范围内如火如荼地开展。海绵城市建设涉及城市建设和管理的多个方面，因而也在不同层次和部门引发了大量对于海绵城市建设理念、技术途径和存在问题的思考和争论。但海绵城市建设并非“一朝一夕”可促成，也不是“一劳永逸”的集中建设可以成就，它是一项系统性和长期性的工作。海绵城市建设应该与不同气候区域特点和中国现行城市特点相匹配，海绵城市理论和技术应该在现地化适配的基础上进行应用，应在充分分析城市的地域气候、地形环境、城市下垫面特征等的差异基础上，分析中国不同区域城市创建海绵城市的途径及对策，而目前“千城一式”的海绵城市建设模式显然不具有可持续性。1海绵城市的理论基础海绵城市（Eco-spongeCity），是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”或“韧性”。而海绵城市建设因其主要理论基础为低影响开发技术，因此在欧美又被称为低影响设计和低影响开发（LowImpactDesignorDevelopment）。海绵城市最早始于西方学者用于描述城市对周边乡村或区域的人口、资源等的吸附作用，此后逐渐变成描述城市与水文的关系。此后美国研究者基于城市雨洪管理研究奠定了海绵城市建设的三个理论基础：（1）最佳管理措施（BestManagementPractices，BMPs）。最佳管理措施（BMPs）最初是用于管理美国城乡的面源污染的非强制性政策，后来发展成为控制城市降雨径流量和水质的综合性措施，但是其核心理念仍是停留在末端的综合管理，并于1972年在《联邦水污染控制法案》中首次被以法律形式明确作为城市雨水的“最佳管理措施”。（2）低影响开发（LowImpactDevelopment，LID）。20世纪90年代初美国城市雨洪管理逐步形成了LID理念，是从径流源头控制开始的、以恢复城市自然水文系统为基础的暴雨管理和面源污染处理技术。相比于BMPs,LID更侧重于城市雨水管理的源头介入及其生态性、系统性和可持续措施的应用。低影响开发的主要理念是减小区域开发对雨水的影响。LID理念和技术对于城市规划和管理产生了根本性的影响[10]。（3）绿色基础设施（GreenInfrastructure，GI）。至1990年代末，“绿色基础设施”的定义首次出现，并逐步得到政府认可，它把自然系统作为城市不可或缺的基础设施加以规划、利用和管理，即“绿色基础设施是城市自然生命保障系统，是一个由多类型生态用地组成的相互联系的网络”。绿色基础设施理念和技术不仅仅针对城市水文管理，它首次将自然资源作为变化的主体纳入城市建设和管理，通过规划设计技术手段限制和引导人们对其的使用，进一步丰富了海绵城市理论的内涵。海绵城市理论强调建设开发尽量减少对于城市自然组分的破坏和影响，目前相关技术在城市雨洪管理和水质处理方面较为成熟，但其意义不仅仅体现在城市水环境建设方面。进入21世纪以来,英美等发达国家进一步提出了“韧性城市”（ResilientCities）理念，强调城市系统自组织和自协调能力的恢复与保持，它将城市系统的海绵功能扩充到应对人为扰动和自然扰动影响的生态层面上。2

海绵城市创建的国家战略中国快速城市化过程带来高速的社会发展和经济腾飞，但快速发展不可避免带来城市功能不完善的弊端。针对城市目前凸显的城市内涝、水质退化等水文安全问题，政府已将海绵城市建设上升到国家战略层面。习总书记在2013年的中央城镇化工作会议上明确指出：“解决城市缺水问题，必须顺应自然，要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，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。”此后，国家相关部门积极推进海绵城市建设的规范和试点工作，如2015年全国公布16个海绵城市建设试点，国家住房和城乡建设部发布了《海绵城市专项规划编制暂行规定》、《海绵城市建设技术指南》等。同时，在国家“十三五”规划中明确全面支持海绵城市发展，提出“加强城市防洪防涝与调蓄、公园绿地等生态设施建设，支持海绵城市发展，完善城市公共服务设施。提高城市建筑和基础设施抗灾能力”。3海绵城市理念在中国的应用途经3.1中国降水量分布与海绵城市创建目前，中国城市普遍内涝原因可归结为地理位置（气候、尤其降水量及时空分布等）、水文条件破坏（湖泊河道水系破坏、植被破坏等）、城市地表固化（下垫面硬化、土壤紧实等）、下水道不足（地下管网建设滞后等）、城市小气候变化（雨岛效应、热岛效应等）和其他因素6大方面原因。根据近年来发生内涝城市及其降水量分析，大部分内涝城市分布于800mm降水量及以上区域，少部分城市位于400~800mm降水量区域内。因而，城市内涝与其地理位置因素密切相关，中国海绵城市创建应以年降雨量在800mm以上城市为主。不同降水量和分布特点是影响城市内涝的先决条件，这一定程度决定不同区域海绵城市创建途径的根本差异。2014年，住建部印发了《海绵城市建设技术指南》（以下简称《指南》），是目前全国性唯一的海绵城市创建技术指南，概括了“渗、滞、蓄、净、用、排”6大技术途径。《指南》作为符合全国普遍的纲领性文件具有一定指导意义，但其具体做法应该根据不同区域城市气候特点和自然禀赋特点进行具体化，不同区域的6字方针应有不同侧重点，如华北干旱区域应侧重“蓄”与“用”，华东湿润区域应更侧重“渗”与“排”。3.2

中国不同区域海绵城市创建途径海绵城市创建涉及大量不同领域概念和技术，诸如水务、规划、建设、园林、林业和环保等领域，其本质是利用城市唯一的自然系统（绿色基础设施），包括河湖江等水系、湿地、林地、绿地以及农田等，在降水源头多层次控制、分散、滞留，以减少城市管网集中排放的压力。经验表明：在正常的气候条件和完备的城市管网建设背景下，典型海绵城市可以截流80％以上的雨水；对于自然禀赋优良的城市，海绵城市建设更多落在了对于水系、湿地、林地等自然系统的功能恢复上；而一些城市化水平更高、自然禀赋较差的城市，特别是其老城区海绵改造任务更多依托城市园林绿地的“海绵”功能，如屋顶绿化、城市绿地公园、人工湿地等。但许多城市在海绵城市建设过程中也形成了很多误区，例如重视地上建设忽略更为根本和基础的地下排水管网改造，仅仅利用大规模的绿地海绵化改造牺牲城市公园绿地景观功能，海绵化改造片段化缺乏对于系统性的考虑等等。海绵城市建设并非否定城市地下管网主体功能，而是在城市完善的排水系统基础上，提升城市自然系统组分的附加功能，使城市复合生态系统的水文功能趋于动态平衡，最终解决城市内涝问题。3.2.1暖温带气候区的海绵城市创建迹暖温贱带气唤候区干域典么型城不市如霉北京掀、天挣津、垮徐州性、太会原等辜，其桶降水读特点胆是夏贱季受辱温带蜂海洋联气团念或变疏性热盟带海蹈洋气汪团影按响，妖年降齿雨量猴在三40粒0~嗓60女0m澡m赶之间严且分椅布不哈均，剑降水东主要市集中终在价6~鸽8柿月份迁，可施占全以年逗80层%巾左右表，但笨区域坦内城岩市总丘体为犁水资肿源短哪缺型迹城市兰。忆其海纠绵城钳市建自设应鄙重点拥考虑际“弹蓄财”锈与秒“辟排殊”甩的平深衡。棍在自叨然系峡统方导面，娱应恢董复被破填埋当河道芒、湖填泊等银水系扑，增鸦加城哥市内盛外的支蓄水剪空间剧,元以利猴于降堆雨与轻排水订错锋序；在枕道路甚建设提中，须应在刷汇水铜面下养游的孩雨水竿干疑管设达置呈雨水庭收集滔调蓄竹池；骗应统爪筹城瞧市不研同功禾能区桃域尤疲其星居住割小区直的雨荒水收条集和季基础草设施齐的节阅水；裳在雨拨洪源下头句处，羡将过脆量的高雨水协引入栗远离察城市译的河野流、嫩湖泊姑，增止加城蚁市内弓的排币水沟映渠密大度疏拨导，肥利用乳城市灶内部奏的河库网、郊排水此明沟姨或暗局渠，牵及时骗对雨妈水进愚行有耗组织饭地疏嚼导和模排放阳；各拉种综月合措青施促缘进雨是水下雾渗及平自然谋净化医，形冒成对巾地下逝水的滋有效局补充径。陈3.尿2.五2术北、痛中亚尤热带给气候粥区的漠海绵推城市梨创建拘北、脏中亚烈热带芳气候红区域跳典型俩城市引如上洗海、员杭州社、南盆京、奥武汉逮、成溪都等特（图安2帮中蝴Ⅳ足和级Ⅴ涛区域末），舅年平偿均降拼水量屈在帽11让00档～毛16觉00挂mm荣之间瑞，每参年宾5夫～比6调月为竿梅雨雕季节涌，雀7占～茎10驴月有示台风胜带来传的暴吧雨，甲9聚月份悼雨量默可占多全年办的我25吹%豆，全扁年蹦汛期水有许春雨橡、梅例雨、窜秋雨压三个惩雨期注。该塔气候政区域亭城市睬雨量躁充沛衣，且猴多是扫湖网师、河懂网密排布平潮原地喷区，光汇水揉区域糠大，摔海绵疗城市校创建展应更愉侧重姓“厚渗垦”室、秒“优滞咬”装和孝“陆排颤”瓦。誉在自至然系柄统方姻面，量城市外水网范构建惯应以丛自然桨水系命为依丑托，款应最阀大限庄度地轨保护毛原有域的河磨流、直湖泊牲、湿纲地、戏沟渠扬等纽“仪天然堵海绵红体煎”扫不受躬开发他活动净的影于响，倾并逐财步开朴展城所市自鼠然组芳分水市文功室能的府恢复铁和修后复；困应综闷合考类虑城敌市立它体绿触化空震间、对绿地异乔木绕植物施冠变层空桃间旗等多掉层次招绿化绍对于良降雨矩的滞吴留效诱应，努同时勿下沉欠道路雁局部园绿带馒提高桨滞甩水性炼和透凤水性焰，并毙提升唯城市串土壤搅的入巾渗能症力；字应提透高城感市排离水管眼网的欠建设课级别币以应侄对汛纸期排帝水。河3.什2.竭3农南亚粥热带泊气候违区的超“若海绵专城市喊”结创建概南亚洞热带乞气候剖区域帅典型钱城市柴如广耀州、羽深圳袄、桂晚林等麻，年劲平均挡降水元量在颈15刮00攻～窄20衫00努mm以之间丙，每摇年自证4极月起丝雨量域激增奋，全侍年雨冲量集煎中身于浑5~击6族月，雨且多纽台风相带来垃的热短带气未旋雨殃和夏拒季强栗对流登雨。耕该气虚候区巾域苍内水事热圾条件捆优良预，城博市自膊然资肚源丰叔富，瞎但水染质状裹况较法差，予海绵冤城市隆创建社应更真侧重龄“早渗车”繁、唯“或滞更”甩、东“糟净枣”巡和员“提排风”叹。醉在自促然系圾统方术面，霉利用您区域肃优良醉水热拔条件匪开展蛾城市永自然版植被芽恢复坝，如虏城市岗森林绸、自卫然湿眼地等冠，改薯良城桑市小贫气候掀，提抚高生哨物滞筹留和慎净化争作用可；在旱城市派规划蜓建成表区内钞单位锤面积才控制呈容积傍率，陕划定戚生态愤用地骡红线巡，并还适当喷增加炉水域餐面积刘；在赞道路墓建设救方面路，改放造建岔成区藏道路万的龙不导透水恰结构絮形式涝，提迁升道狱路两央侧绿斩化带企建设胶规模宅和层洁次，芦作为臭降雨梨生物真净化凳带；坚实现容城市兔地块蛋之间河生态此廊道毫网络姻的整若合与档连贯拦，提锯高城额市生撑态网难络的治完整村度。卖4党展望师海绵开城市薯理念绢包含刺了生辱态恢唉复、坏人为贷干扰秩、源柱头控待制、侵低影寄响开逃发等萌重要鸦