基于海绵城市理论的城市建设探讨与思考

■ 魏青义 WEI Qingyi

0 引言

目前，中国正面临城市化的快速发展，不仅表现为城市个体数量的增加，更存在城市规模扩大的情况。经过几十年的土地蔓延，大部分城市的发展模式为环状辐射，从而产生了一系列城市问题，特别是城市的水环境问题越来越严重，如城市内涝次数增加、径流污染加剧、水资源短缺加剧等，严重制约了城市的进一步发展。在这种情况下，引进海绵城市的建设模式势在必行。

1 海绵城市的内涵

1.1 海绵城市的精髓

其建设应在保证生态优先的前提下，利用自然方法与人工方法两种模式，努力实现城市排涝安全。在此基础上，达到城市内雨水的最大积蓄、渗透和净化的目标，有效利用雨水资源，达到保护生态环境的目的。

其建设是对原有排水系统方式的补充，而非将之取而代之，目的是最高效地发挥城市本身的作用。

在建设过程中，需要对自然降水、地表水和地下水三者进行系统协调，保证水循环利用，同时考虑到水循环的复杂性和长期性。

1.2 设计理念

首先要改变城市建设的思路，传统的城市建设模式，到处都是硬化路面。在对暴雨所产生的降雨存量问题进行解决的时候需要依靠一些灰色设施，比如说泵站。在这样的指导思想之下，快速排水和终端集中控制这两种规划模式无疑会进一步加剧城市内水害矛盾。而海绵城市的建设采用雨水花园、透水砖、下沉绿地等“绿色”设施排水。通过“缓泄”和“源头分散控制”的设计理念，既能避免洪水，又能有效收集雨水（图1）。

1.3 配套设施及主要条件

建设海绵城市，必须有可积蓄、净化雨水的相关设施。这不仅包括绿地、园林、透水路面等城市配套设施，还包括河流、湖泊、池塘等水系。雨水通过这些水系、设施从而渗透、滞流、净化、再利用，最后通过管网和泵站排出径流，从而大大提高系统排水能力，减少城市内涝状况。

那么主要条件就是提高海绵城市的规模和质量。过去，城市建设用地要尽量平整，常是利用湖泊沟壑填埋的方法。而海绵城市建设要求，要尽可能保护河流、湖泊、湿地、池塘、沟渠等原有“海绵体”不受开发活动的影响；对受损的“海绵体”也要通过生物、生态、逐步修复等手段，保证一定量的存留生态空间。

在条件允许时，应当建设一定规模的“海绵体”。海绵城市建设应以建筑、道路、绿地、广场等建设为主要目标。例如，可以广泛利用透水性路面，将其应用于道路和广场等城市设施建设开发当中。

1.4 内涵解读

1.4.1 本质——解决城镇化与资源环境的协调和谐

在海绵城市的战略布局当中，主要是对传统的城市建设理念进行变革，从资源和环境的协调发展角度去进行规划。工业文明时期，人们倾向于征服自然，超越自然并改造自然，结果造成了一系列严峻的城市问题，而海绵城市则应用了顺应自然、和谐共存的低冲击城市开发模式。海绵城市建设的本质就是解决城市开发建设与自然资源以及生态环境保护之间如何平衡的问题。

图1 传统城市建设模式与海绵城市模式比较

1.4.2 目标——让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害

（1）针对水生态系统进行合理的利用和保护。对于城市来说，应当设置开发界和保护区，对于城市内所拥有的河流、湖泊等水资源进行着重保护，从而确保整个城市处于较为良好的水循环体系当中。

（2）恢复已经遭到破坏的水环境。传统的粗放型城市开发中，城市内的自然生态环境遭到了不同程度的破坏。应对其进行修复，使其生态功能得以逐步恢复。控制水污染程度，改善水生态环境。

（3）逐步推进海绵城市建设。在恢复与保护城市内部生态环境的前提下，针对城市开发建设中不同层次的不同方面，不断推动和提升海绵城市建设水平。例如，在当前的开发计划上进行有效地控制，保护城市中原有的水资源生态系统，给生态系统预留出足够的地域来休养生息。对于河湖的挖掘也要做到合理科学，不断扩充水域面积的占比。除此之外，针对屋顶绿化、透水路面等创意性建设应给予充分的支持和鼓励，分析、研究并结合实际项目，使之成为可能。因此，海绵城市建设的目标是通过各种生态建设方式，提高城市适应环境变化、增强城市应对自然灾害的能力，使城市能够进行正常的生活和生产。

1.4.3 转变传统的排水防涝思路

在传统的构建当中，城市排水模式是将城市内的雨水直接排入江河湖泊中，很少会对水循环的相关事宜进行把握。在海绵城市的设想当中，需要按照存、洗、用、排等重点步骤，对雨水进行合理的搜集和利用，并有效地对渗透和滞留进行管理和规划，紧密结合收集、净化、回收、排水四种方法，综合考虑城市内水环境的一系列问题，如内涝防治、径流污染防治、雨水资源化利用和水生态恢复等。简而言之，只要上述方法可以落实，城市地表水年径流量减少程度会有很大的变化（图2）。

1.4.4 开发前后水文特征基本不变

图2 海绵城市转变排水思路

在开发和利用的时候，需要按照渗透、调节以及储存等多个步骤来进行，对于降水进行合理的规划和控制。在对水文特性进行把握的时候，可以从源头上削减，或者在过程当中进行管控，或者在末端进行治理。在习近平总书记的相关言论当中，明确了在城市中所出现的水资源缺失问题已经成为当前社会的一大矛盾，所以，应当对降水进行有效地利用和储存，利用自然的力量来不断完善城市的水循环过程。也正是这样的政策性指导，使得海绵城市理念已经成为我国当前重点发展的节约型城市先导[1]（图3）。

图3 海绵城市建设水文原理示意图

2 海绵城市探索

2.1 绿色街道理念

绿色街道理念是由美国提出并主要倡导的，它是低影响开发理念落实到街道雨水管理实际工程的重要手段（图4）。

图4 美国波特兰绿色街道

经过实践和推广，它改善了美国当地城市内涝问题，也规划开辟出更多的城市绿色空间。为有效保障绿色街道理念的实施，美国研究出一套完善的绿色街道建设流程以及较为经济科学的绿色街道工程措施（图5）[2]。

相对于美国，我国在减少城市街道暴雨洪水问题上的研究实践起步较晚。在研究绿色街道理念的基础上，我国提出了海绵城市雨洪管理的建设理念。在建设海绵城市时，吸取了绿色街道一体化建设体系的实践经验，将与绿色街道理念相关的城市建设方法纳入法规体系中，目的是尽量减少在海绵城市建设过程中出现的城市问题，利用多种方法，充分整合社会资源，以完成最终的建设要求；同时，在建设海绵城市的过程中，可以参考波特兰绿色街道的建设过程（图6），考虑企业自上而下过程与政府自下而上过程的双方作用，针对我国海绵城市建设的实际情况，在波特兰绿色街道建设流程的基础上进行合理化改善；并且利用宣传、激励等方式，鼓励市民在设计、管理等过程中发挥作用（图6），真正参与到海绵城市建设项目中来，共同促进海绵城市的合理推进，促进海绵城市的全面建设。

2.2 海绵城市对城市绿地系统的影响

图5 美国雨水花园设计流程

图6 美国波特兰绿色街道建设流程图

结合城市道路交通规划、土地利用规划、雨水工程规划、绿地系统规划等城市总体规划，分项进行海绵城市应用，逐步建立和完善低影响开发雨水系统。其中，以城市绿地系统为主要载体。在规划阶段，城市绿地系统与海绵城市系统虽然结构布局不同，但是两者可以相互引导[3]。

在城市的土地规划中，需要有效地对各种绿地进行合理的定位和布局，由此来构建科学合理的城市绿地系统。在海绵城市中，对于雨水的径流进行有效的预测和控制。在建设海绵城市的过程中，需要对绿地建设进行高标准把握，而城市绿地的布局、规模、开发利用也会影响到海绵城市体系的布局，并在规划阶段相互引导。

所谓的海绵城市体系，本质上是要从整个城市的水资源利用角度来对城市的雨水进行控制，这也决定了它需要将自身的管控范围扩大到城市周边的较大区域之内。在建设海绵城市的过程中，需要对城市的降水量进行平衡，针对雨水径流大的地方进行着重的处理和预设，利用相应雨洪管理设施来控制雨水径流与洪峰流量，减少污染（图7）。

图7 海绵城市水循环流程

对于城市建成区和城市规划区来说，海绵城市的布局以点式和线形为主，利用城市改造与减少城市用地来解决问题，使得海绵城市的布局具有全面性和多样化的特点。

3 结语

城市规划是为了解决各种城市问题，是促进城市良好发展与运作的有效手段。因此需要从设计源头入手，协调各级规划，有效缓解城市内涝、雨水径流污染等水环境问题[4]。在绿地系统、街道等城市要素中，应根据不同城市要素、不同城区及其土地利用特点，合理规划建设海绵城市，减少因内涝等问题对城市正常运作的影响，建设宜居城市。