_海绵城市重构城市水生态 胡灿伟
基金项目：湖北省社会科学基金项目“湖北省县域经济组团发展研究：理论及路径”（2012071）
作者简介：胡灿伟（1973～ ），女，湖南长沙人，博士，讲师，研究方向为农业经济管理、县域经济、县域旅游。
“海绵城市”重构城市水生态
胡灿伟
（武汉轻工大学，湖北 武汉 430023）
近些年来，由于气候变化及环境承载能力的原因，使得我国城市水生态面临着两个极端，一方面是城市内涝严重，雨洪管理成为影响城市发展的安全隐患；另一方面则是大部分城市缺水严重，水资源供应严重不足。因此，要保持城市健康持续发展，必须修复城市水生态。无疑，“海绵城市”建设是修复城市水生态的一条路径，能够解决我国城市水生态面临的上述两个极端。“海绵城市”是一种形象的表达，其学术术语为“低影响开发雨水系统构建”（low impact design or development ，简称LID ），即在降雨的时候，通过建设“吸收、存储、渗透、净化”系统来吸收雨水，在干旱时用来补充地下水，调节水循环的一种城市建设系统。目前，我国有多个
2015年4月7日，长沙受阵雨影响，城区多地出现内涝。我国每年逾1亿城镇人因雨季内涝受灾/CFP
城市在城镇化建设中已经开展了LID 实践，取得了较好的成效。
城市水生态亟待修复
当前，我国城市水生态面临着两大问题，一是城市内涝严重，雨洪管理对城市发展是个考验；另一方面则是大部分城市严重缺水，水资源供应不足。这两个方面看似矛盾的，其实是一个问题，就是城市水生态不协调，无法自动调节水资源的自然循环。
最近几年，每当雨季来临，我国多个城市比如北京、武汉、深圳、杭州等地就频繁出现城市内涝、水资源污染等问题，对城市居民人身、财产造成了严重威胁。
随着气候变化的加剧，受灾的城市无论是数量还是规模上，造成的经济损失及人员伤亡均呈上升趋势，严重影响了城市的安全及可持续发展。长期以来，我国在城市建设中，不注重城市雨洪管理及城市蓄水、排水功能，每年雨季因内涝受灾的城镇人口都在1亿人以上。据国家防总的统计数据显示，我国自1949年以来，2011年由于城市内涝的死亡人数最高，达到了3229人；从2010年以来，年均死亡人数在500人以上，这显然是一个触目惊人又让人不可思议的数据。除了人员伤亡之外，城市内涝造成的经济损失也不可估量。据统计，内涝最严重的2011年，全国城市总计损失达到了惊人的4000亿元；从2010年以来，年均损失在千亿元以上，全国有15个省份的损失过百亿。比如2013年，广东省各城市由于内涝造成的直接经济损失达到了500亿元，占当年广东全省GDP的0.7%。而一些大城市像北京、上海、广州、武汉等地遭受严重内涝及排水危机时，一天的损失就能够超过百亿元。以南京为例，2015年6月2日，南京4个小时130 mm的持续暴雨，按照水资源计算公式，这些雨量超过了100个玄武湖，整个城市陷入了一片汪洋之中，初步估计仅这天，南京的经济损失至少达到了150亿元。
尽管季节性内涝严重，但是同时大部分城市又是缺水的，水资源供应不足，是制约城市发展的瓶颈。在我国660多个城市中，缺水的城市大约有400个，严重缺水的有120个左右，其中以北方城市居多。即便是在水资源充足的长江流域，仍然有近60个城市缺水。如果按照联合国环境规划署的标准来评价，我国缺水的城市更多，年缺水量超过70亿立方米。
住房和城乡建设部部长陈政高在2014年“中国城镇化建设高层国际论坛”主旨演讲中表示，当前我国城市缺水俨然是个普遍的现实问题，城市的发展首先要考虑的是如何增强本区域内的水资源涵养能力，不能所有城市都像北京一样，指望调水。我国城市的发展要考虑的是节水，将有限的自然雨水固存下来，充分利用各种自然力来增强城市的排水能力，建设自然循环、自然调节、自然渗透的海绵城市是增强城市排水能力、修复城市水生态的路径。
何谓“海绵城市”
早在2011年全国两会期间，全国人大代表、湖南常德市环卫宣教中心主任刘波就提交了一份“关于建设海绵城市，提升城市生态修复能力”的提案。在该提案中，刘波认为海绵城市建设，就是要像建设房屋一样，将城市的停车场与道路两旁改造成凹式绿地，将城市绿化带改为坡形，利于雨水进入事先设置的蓄水系统中。其实，建设海绵城市就是建设城市雨水收集与综合利用系统，开发、改造城市社区建筑、道路、绿化带、公园等公共场所，提升这些公共场所的生态蓄水功能，以此来恢复城市的河道、沟渠本身的雨水调节功能，实现城市水资源的自然调节与供应的能力。
海绵本身有两个特征，即水分特征与力学特征。水分特征指的是海绵吸水、保水、释水等性质，力学特征指的是海绵本身的回弹、压缩、恢复等性质。而进行海绵城市建设，即是将海绵的力学特性与水分特性运用在城市建设中，将城市的水生态循环系统或城市雨水综合利用系统构建像海绵一样具有对水资源伸缩自如的样式。从国外海绵城市建设实践看，海绵城市建设有三个方面的内涵：第一，从资源利用的角度看，海绵城市建设应该遵循城市自身水资源特点及建筑的自然规律，按照建筑屋面—绿地—硬化道路—雨水管渠—城市河道五位一体式的排水系统来保障雨水在城市中循环，使得城市降雨能够被系统的收集、存储、净化与利用；第二，从城市防涝减灾的角度分析，要求城市建筑能够与雨水和谐共存，城市的制度体系能够较好地预防、响应城市洪涝，以减少灾害损失；第三，从生态环境保护的角度看，要求城市建设与自然和谐发展，降低城市建设的生态风险。归结起来，海绵城市建设，就是要求通过建设雨水循环系统来应对各种大小降雨，使得将于不发生洪涝同时又能够将降雨合理利用并能维护水文生态安全。
在日前由住房和城乡建设部举办的全国海绵城市建设培训班上，陈政高提出，要推进海绵城市建设，争取把70%左右的雨水在当地积蓄、渗透。“达不到海绵城市的建设目标，不是一个现代的城市，也不是一个宜居的城市。”陈政高说。因此，要借鉴国内外经验，敢于发明，敢于创造，因地制宜利用好自然恢复、人工工程等办法留住雨水。与此同时，建设海绵城市要推进区域整体治理。雨水的收集、渗透必须在一定地域范围内统筹考虑、系统治理。不仅要划定区域，更要明确区域内的径流控制要求。借鉴国外做法，研究实施雨水排放收费制度，建立责任制。要按照海绵城市建设的目标要求，设置若干自然的、人工的工程项目，把目标要求工程化、具体化。
如何建设“海绵城市”
雨水不是负担，而是宝贵的资源。城市建设要从
破坏生态转向恢复生态，这是海绵城市建设的根本。海绵城市建设是一个系统工程，不仅包括城市雨水利用系统的多层次工程性措施，还包括城市雨洪利用方面的一些非工程性措施。
就工程性措施而言，由于海绵城市有资源利用、防洪减灾等方面的要求，因此工程性措施应该是多层次的。通过低影响开发、雨水利用等源头减控措施，应对较小重现期的降雨，使得这些雨水尽可能地渗透地下或被资源化利用，以此达到海绵城市生态环境层面的要求。通过雨水排水管渠系统的完善和改进，使中等程度重现期降雨的径流能够得以调控、利用和排除，同时满足防洪减灾、生态环境和资源利用的要求。通过地表漫流通道、调蓄池、城市河湖等设施应对超过雨水管网排水设计标准的较大降雨的地表径流，优先满足防洪减灾要求，兼顾资源利用和生态保护的要求。通过水库、闸坝、提防等工程，应对更为重大重现期的洪水，在满足防洪减灾的要求之后，再考虑其他方面的作用。
从我国的实际情况看，当前我国各城市的防洪工程还是比较完善，城市的排水网络也有一定的基础，对于一般的降雨能够起到较好的控制作用，但是对于超过城市排水设施能力的大规模降雨则是力不从心。因此，需要对雨水径流的源头实施减控。除了基本的防洪工程建设之外，还需要建设包括入渗地下、收集回用和调控排放，包含了通常所说的“渗、蓄、用、滞、调、排”系统。透水铺装、下凹式绿地这两种措施已经广为接受，全国各地应用较多。还有几种典型措施需要更加关注。一种是带流量控制设施的调控排放措施。通过流量控制器和调节空间，将来自不同下垫面的降雨径流控制在要求的范围内，从而减轻外部市政管网的排水压力。其中一个典型应用就是建设屋顶滞蓄排放系统，即在具备足够承载能力及房渗漏能力较强的大型建筑的屋面，通过建设限流、滞流措施，将降雨暂时滞留在屋面或房顶，或是通过限流的方式让降水较少地排入城市管道。这种方式在我国的南方城市可以较多地适用。第二种方式是通过建设雨养型的屋顶绿化系统，将降雨就地消化在该绿化系统中。换言之，就是在屋顶上建设不需要其他水资源灌溉的，完全依靠降雨的屋顶植物生长绿化系统。按照国外的经验，一般10 cm厚的绿化屋顶，能够截留住15～30 mm的降雨，这种减控措施既能绿化城市，还能够减少雨水累积与浪费。第三种方式建设树阵雨水渗蓄灌溉系统，这种措施可以适用于大部分城市的具有行道树的各类人行道，具有节水、减流、控污的优点。
就非工程型措施而言，主要是通过建立各种法律法规、体制机制改革、强化管理监督等方面的措施来促使海绵城市的规范化、法制化。首先，要建立并完善海绵城市建设的法律法规及政策体系，为海绵城市建设提供制度保障。应着手制定“海绵城市雨水综合管理条例”等行政法规，在规划实施、组织管理、资金筹措、资金运用、技术支持、公众参与、社会监督等方面做出明确细致的规定。其次，各地方政府应该改革当前的城市雨水管理机制体制，包括建立与考核相关的奖惩机制、海绵城市建设的投融资机制等，在体制改革上，也要改变当前城市规划设计不透明、缺乏社会监督的管理体制，在海绵城市建设中，包括从项目立项、规划设计、建设施工等整个过程中，要强化社会公众的监督。
“海绵城市”建设在我国的实践
当前，住房与城乡建设部确定了武汉、南宁、常德、重庆等16个城市建设海绵城市试点计划。中国城镇供水排水协会副秘书长王岚指出，海绵城市的最主要内容是两个，即雨水要保留下来，其次是要做好处理。而目前做到这两条的城市很少。
“常德过去做这样的工作已经很多年了，很多城市才起步。”常德市委书记王群在2015年3月27日申报国家海绵城市建设试点城市竞争性评审答辩会上指出，常德共有河湖面积78万亩，年均径流总量1356亿立米，占洞庭湖年均入湖径流总量的48%。常德已经有了10年的探索与实践，早年常德编制了《水城常德——江北城区水敏性城市发展和可持续性水资源利用整体规划》，在此基础上高标准编制了相关的20多个总体规划和专业规划。常德市将城市河流、地下水系统的污染防治和生态修复结合起来，通过创新水资源综合治理思路，打造海绵城市，让城市重回温润柔软。
多水的美丽常德，素有“桃花源”的美誉。但多年以来，“水”成了城市管理者的心头之患。常德住建局副局长黄金陵说：“我们用了中国最先进的技术，让机器人下到城市地下管网拍照，结果发现地下管网都是混的。地下管网是一个网状，一个点混接了，就都混了。还有很多管是20世纪50、60、70年代的，坏的坏，塌的塌。”黄金陵介绍，实际上，在我国城市建筑设计里，只有给排水系统，没有雨水收集系统，这是早期从苏联引进的设计规范中缺失的一个东西。那么，现在的难题要怎么解决？为了治水，常德市政府、住建局等部门多次组织专家研究。2004年，专门研究水资源管理的德裔华人彭赤焰回到家乡常德，臭气熏天的
穿紫河引起了他的兴趣。现在，他站在清澈的穿紫河边，用一个形象的比方介绍了海绵城市的设计原理：“就好像你拿一个碗倒水，以前，我们的排水系统就是一个单纯的排水，下完雨，水就走了。我们现在想象一下在碗上放一个海绵然后再倒水，这就会出现什么呢？细水长流。水会被净化之后再缓慢地流到河道里，洪峰减少了，降水之后很长时间城市里面依然有水，微气候得到改善，海绵城市的概念就是从这个角度来的。”海绵城市的设想改变了我国城市排水系统只排不蓄、只排不用的缺陷：用绿地广场、绿色房顶、人工沟渠，抓住雨水，让其下渗、滞留；用河边的生态滤池，过滤雨污水，净化水体。收集、净化后的雨水，可以用于绿地浇灌、道路清洗、景观水体补充等。
遇雨即涝，“城市里看海”；逢干则旱，“热岛”效应加剧。为破解水生态与城市发展失衡这一普遍性难题，重庆市近期在两江新区率先试点海绵城市建设，探索通过山水、绿地、建筑、工程的均衡布局和有机融合，变“工程治水”为“生态治水”，促进城市顺畅“吐纳呼吸”。
重庆海绵城市建设试点主要依托面积18.67平方公里的两江新区悦来新城，这一区域面朝嘉陵江、背靠重庆中央公园，地形变化丰富，呈现典型的西南山地丘陵城市特征。作为国家首批“绿色生态示范城区”之一，两江悦来新城近年在建设开发过程中，坚持顺自然之势而为，精心营造“山水拥城、人林共生”的城市绿系统，山水生态空间占比接近一半，为区域水环境生态化调节，打下了坚实基础。试点区域着眼于完善“海绵城市”的空间均衡布局和系统治理体系，在城市基础设施建设中，突破“以排为主”的传统雨水管理理念，以建筑、道路、绿地等为载体，通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种生态化技术，构建城市低影响开发雨水系统。目前，悦来生态城内建筑全部按“绿色建筑”标准建设，已建成具备绿色屋顶、透水铺装、雨水收集功能的建筑50万立方米，并结合道路及小区规划实施了浅草沟、滞水花园、雨水收集池等调蓄设施。与此同时，这一片区还在尝试进一步联通、联动市政工程、水道、城市公园、城市湿地等，努力形成全域性“生态治水”格局。在悦来新城试点的基础上，重庆市还将把“海绵城市”建设试点推广至涪陵、丰都、万州、开县等三峡库区的区县。
“海绵城市”建设的未来展望
海绵城市建设尽管在我国已经起步，但是建设海
绵城市还是一个长期的过程，需要在当前实践经验上，长时间的积极探索，才能日趋完善。在未来，海绵城市是我国城市规划建设发展的方向，因此，除了设计、规划之外，还应该做好以下几个方面的工作。
其一，引入弹性城市与垂直园林设计理念。弹性城市（resilient city ）是目前国际上非常流行的概念。所谓弹性城市，是指城市能够及时、准确的影响灾害并能够从灾害中恢复，将自然灾害对公共安全及经济损失的影响降到最低的建设理念。从水资源利用的角度看，弹性城市就是促进水资源的循环多次利用，以此解决水危机。如果一旦建设起来了，每利用一次就相当于增加了一倍的水资源，如果通过建设反渗透技术，就可以达到水资源的N 次利用，这样城市发展与水资源的矛盾就可以解决，实现了“水资源的弹性”发展。其次，要引入垂直园林设计理念。这种理念要求将中水与雨水在建筑中得到充分利用，将园林搬到建筑上，使得建筑整体呈现海绵状态，雨水吸收后利用，中水回收后利用，拍到自然界的污水几乎为零，所有的雨水营养素均在建筑内循环完毕。前文所述的雨养型屋顶绿化系统就是这种设计理念。
其二，做好海绵城市（社区）结合水景观再造工作。海绵建筑推而广之就是海绵社区。快速城镇化到来之前，我国许多地方曾经有过良好的城市水景观被称之为“山水城市”，当代城市规划师应该传承历史文化，回归社区魅力，增加社区的凝聚力。通过由下而上的再设计，将社区水的循环利用和景观化、人性化相融和，并结合特定的历史文化，开展海绵社区建设。
其三，在海绵城市建设中引入碳排放测算机制。海绵城市建设能够减少碳排放，因此可在建设过程中引入碳排放测算机制。如果把海绵城市建设模式引发的碳减排拿到碳交易市场上进行交易，变成现金，则可以有效减少项目的投资，形成稳定持久的投资回报，可以扩大海绵城市建设的融资渠道。
其四，促进海绵城市智慧化进程。当前我国海绵城市建设可以与正在开展的智慧城市建设相结合，实现海绵城市的智慧化，重点放在社会效益和生态效益显著的领域，以及灾害应对领域。智慧化的海绵城市建设，能够结合物联网、云计算、大数据等信息技术手段，使原来难以监控的变量变得容易起来。在未来，智慧排水系统不仅可以实现智能排水与雨水收集，还可以实现智能化水资源的循环利用，减少碳排放，节约水资源。