摘要：海綿城市的概念在國外發(fā)展較早，并日趨成熟。在建設(shè)過程中，應(yīng)結(jié)合實際，合理規(guī)劃和制定各種措施。必須在規(guī)劃，投資和建設(shè)方面制定適當(dāng)?shù)恼吆椭贫龋赃M(jìn)一步促進(jìn)海綿城市的發(fā)展。加大對海綿城市建設(shè)的科學(xué)技術(shù)研究力度，不斷完善或創(chuàng)新思路，克服發(fā)展水平低下的弊端和不足，對海綿城市的效益進(jìn)行科學(xué)合理的評估，加速海綿城市的建設(shè)推廣。鑒于此，本文主要分析海綿城市理念下城市內(nèi)澇防治體系構(gòu)建。
1、引言 近年來，由于城市化的快速發(fā)展和全球氣候的快速變化，我國城市的內(nèi)澇問題變得更加嚴(yán)重，大多數(shù)城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，帶來了許多安全問題，這些問題不僅威脅著城市居民的生產(chǎn)和生活，而且嚴(yán)重影響了城市發(fā)展，因此，解決城市內(nèi)澇問題具有重要意義。但是，傳統(tǒng)的內(nèi)澇防治通常是通過人工管道轉(zhuǎn)移水，而忽略雨水的再循環(huán)。城市排水系統(tǒng)通常存在諸如成本高、壽命短和排水標(biāo)準(zhǔn)不足的問題。對此，海綿城市規(guī)劃對于解決城市內(nèi)澇問題具有深遠(yuǎn)的意義。
2、海綿城市理念概述 海綿城市的主要目標(biāo)是解決雨水的大量流失、水土流失、面源污染以及水系統(tǒng)自凈能力的破壞等，以及將城市改造成具有海綿體特征的城市愿望，主要指具有自然積累、自然滲透和自然凈化能力的城市水文生態(tài)。海綿城市放棄了城市傳統(tǒng)的雨水管理理念，改變了原城市下墊面硬化形成的雨水分布模式：50%的雨水形成了地表徑流，只有 10%的雨水滲入土壤和地下水。而是模擬自然植被的土壤狀況：總雨水的 50%滲入土壤和地下水，而 10%成為地表徑流。海綿城市概念的重點是維護(hù)城市排水和防洪，同時最大程度地增加雨水在城市中的滲透、處理和存儲，因此在促進(jìn)雨水資源利用和保護(hù)雨水方面發(fā)揮著重要作用。海綿城市建設(shè)可以保護(hù)原始的水生生態(tài)系統(tǒng)，并且對周圍的水生生態(tài)系統(tǒng)影響很小。海綿城市建成后，徑流可以保持恒定，其本質(zhì)在于認(rèn)識到城市化，資源與環(huán)境之間的一致性和和諧性。
3、海綿城市與排水防澇的關(guān)系 3.1、城市內(nèi)澇成因
已有研究表明，城市內(nèi)澇發(fā)生的主要原因包括：①傳統(tǒng)粗放式城市建設(shè)模式引起城市不透水面積增加，導(dǎo)致場地徑流量增大，徑流峰現(xiàn)時間提前、峰值流量加大；②全球氣候變暖導(dǎo)致短時極端強降雨頻發(fā)，城市排水不及；③城市規(guī)劃建設(shè)中普遍缺少大排水系統(tǒng)構(gòu)建的思維；④流域洪水入侵城市（城市水量增加）、流域洪水位升高造成城市排水不暢等。
3.2、海綿城市與排水防澇關(guān)系
實踐表明傳統(tǒng)單純依靠灰色設(shè)施“快排”、末端兜底的城市排水模式會引發(fā)一系列的水問題，在內(nèi)澇問題上表現(xiàn)的尤為明顯。海綿城市旨在構(gòu)建基于綠灰結(jié)合的城市治水體系，是解決城市水問題的“綠色途徑”，其核心技術(shù)體系涵蓋源頭減排系統(tǒng)（MicroSystem）、排水管渠系統(tǒng)（Minor System）和排澇除險系統(tǒng)（Major System），簡稱“3M”系統(tǒng)。
內(nèi)澇成因復(fù)雜，解決內(nèi)澇必須從問題產(chǎn)生的根源著手，運用滯、蓄、排等技術(shù)手段，充分發(fā)揮基于海綿城市理念的“3M”系統(tǒng)效能，綜合治理（見表1）。源頭減排系統(tǒng)旨在恢復(fù)場地開發(fā)前自然水文特征，應(yīng)對低強度大概率（一般在1年一遇重現(xiàn)期以下）的中小降雨事件；小排水系統(tǒng)重點解決及時排除短時強降雨帶來的徑流量劇增，應(yīng)對較大概率的短歷時強降雨事件，一般在2——10年一遇降雨條件下達(dá)到“地面無積水”；大排水系統(tǒng)重點是對超標(biāo)徑流進(jìn)行合理蓄、排，應(yīng)對小概率的超強降雨 事 件，一般在10——100年一遇降雨條件下，滿足“大雨不內(nèi)澇”。海綿城市理論的系統(tǒng)性要求“3M”各系統(tǒng)之間在規(guī)劃設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、豎向控制等方面做好充分銜接，綜合發(fā)揮效能，應(yīng)對水生態(tài)與水安全問題。
表1 “3M”系統(tǒng)對內(nèi)澇防治的意義和要求
城市內(nèi)澇形成有內(nèi)因和外因，內(nèi)因是城市內(nèi)部蓄、排不暢快，外因是流域洪水入侵或洪水位升高造成頂托。依靠“3M”系統(tǒng)解決內(nèi)因引起的問題，應(yīng)厘清各子系統(tǒng)在內(nèi)澇防治過程中發(fā)揮的作用，并做好銜接，重點發(fā)揮大排水系統(tǒng)的“蓄排”作用；解決因洪水引起的入侵、排水不暢等問題，需要統(tǒng)籌綜合“3M”系統(tǒng)與流域防洪系統(tǒng)的關(guān)系。“3M”系統(tǒng)通過減排、削峰、錯峰來減小流域防洪壓力，反過來通過合理的流域統(tǒng)籌管理，減輕洪水對城市的影響。要從全局出發(fā)，找出問題的根本，內(nèi)外兼修，才能相得益彰。
4、海綿城市理念下城市內(nèi)澇防治體系構(gòu)建
4.1、團(tuán)隊合作，銳意創(chuàng)新，倡導(dǎo)綠色低碳生活
團(tuán)隊在習(xí)總書記 3 月 15 日中央財經(jīng)委員會第九次會議講話精神的指導(dǎo)下，以氣候、氣象、地質(zhì)水文、城市規(guī)劃、城市綠化、給排水、材料、土建工程等交叉學(xué)科為依據(jù)，在順應(yīng)自然規(guī)律、保留與國內(nèi)外海綿城市先進(jìn)理念共識的基礎(chǔ)上，充分調(diào)動團(tuán)隊成員勇于擔(dān)當(dāng)、敢于拼搏的精神，夜以繼日地戰(zhàn)勝一個又一個困難，深入實地進(jìn)行無數(shù)次的研究實驗，最終突破了困擾生態(tài)發(fā)展創(chuàng)新理念的瓶頸，探索出一條更加快捷有效、在屋頂雨水沒有落地形成徑流前就被快速鎖定在源頭、澇“藏”旱用的可持續(xù)性發(fā)展路徑。
“雨徑”房頂落水變向雨水收集探索實驗工程的基本理念是：在屋頂雨水自然下落過程中，在不施加任何動力的前提下，通過對其進(jìn)行變向設(shè)計把雨水直接鎖定在屋頂儲存起來，并加以科學(xué)利用。滿溢的雨水，可通過導(dǎo)流管快速引入地面就地生態(tài)化解。此理念既符合習(xí)總書記的“生態(tài)文明建設(shè)整體布局”精神內(nèi)涵，也達(dá)到了住建部“順應(yīng)城市發(fā)展規(guī)律，尊重人民群眾意愿，以內(nèi)涵集約、綠色低碳發(fā)展路徑”的要求。
4.2、“雨徑”樓頂落水變向雨水收集系統(tǒng)的工作原理及所起作用
根據(jù)住建部未來城市改造、建設(shè)與生態(tài)發(fā)展規(guī)劃要求，“雨徑”雨水系統(tǒng)由屋頂龍骨架+防雨頂+儲水設(shè)備+導(dǎo)流管四個主要部分構(gòu)成。在不影響屋頂美觀、不改變屋頂原始建筑結(jié)構(gòu)的前提下，利用“集、蓄、用”低碳節(jié)能理念，對屋頂下落雨水實施變向設(shè)計，在雨水落地前對其進(jìn)行及時鎖定蓄存，并加以合理利用。然后再將蓄滿溢出的雨水通過導(dǎo)流管道引入樓房排水系統(tǒng)。如果后期能夠把多個屋頂系統(tǒng)溢出的雨水與未來地面生態(tài)化解系統(tǒng)實現(xiàn)互通互連，還能對大面積房頂溢出的雨水實施二次“截留”，使其無法形成大量的地表徑流，起到減緩或避免城市洪澇災(zāi)害發(fā)生、推動城市生態(tài)建設(shè)高效發(fā)展的巨大作用。
4.3、垂直綠化
在海綿城市的規(guī)劃與建設(shè)過程中，不僅要對地面材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，而且要重視對綠化面積及空間的改善。在針對雨水處理的過程中，三維空間的綠化有著顯著成效，對于建筑和以往的護(hù)坡構(gòu)造，將其表面進(jìn)行綠化改善形成植物護(hù)坡，可以有效增強對雨水的儲蓄和凈化作用。通過垂直綠化，可以很高效地對建筑與地面進(jìn)行綠化，同時還可以提高城市的空氣質(zhì)量并起到降噪的效果。
4.4、雨水花園
雨水花園是自然清潔和生物保留雨水的有效方法，通常建在低地形上。天然土壤或人造土壤種植植物可用于在小范圍內(nèi)吸收和凈化雨水，具有成本低，易于操作和管理以及能夠融入景觀的優(yōu)勢。但是應(yīng)當(dāng)指出，在干旱地區(qū)不適合設(shè)置雨水花園，這是由于這些地區(qū)植物的耐水性普遍較低，長時間浸泡在水中，植物可能會死亡，收益大于損失。同時，雨水花園容量存在限制，并且對植物配置的要求很高，植物配置不當(dāng)也會影響其功能。
4.5、透水鋪裝
為了獲得最佳的透水性，在選擇鋪裝材料時，應(yīng)選擇具有優(yōu)異滲透性的材料。這些材料不僅符合相關(guān)要求，而且可以有效地為改善城市生態(tài)環(huán)境奠定堅實的基礎(chǔ)。但是，應(yīng)該注意的是，當(dāng)將透水鋪裝應(yīng)用于實際道路表面時，底層必須提供良好的透水效果，以便道路上的雨水可以滲入地下。一般來說，在鋪砌過程中將碎砂用作鋪砌材料，可以更好地滲透雨水并可以承受較高的道路壓力。
4.6、深耕源頭，化害為利，打造綠色低碳生活新時尚
在生態(tài)建設(shè)方面，雖然海綿城市建設(shè)已取得了很大的進(jìn)步與成效，但在解決城市內(nèi)澇瓶頸問題方面依然未取得根本性的突破。“雨徑”樓頂落水變向雨水收集系統(tǒng)在“凈、蓄、用、排”等生態(tài)理念上與海綿城市有一定的聯(lián)系，但也有本質(zhì)的區(qū)別。首先，海綿城市解決的是洪澇形成后的歸宿問題，受地形地貌與環(huán)境影響較大；而“雨徑”系統(tǒng)是根植于城市內(nèi)澇問題的源頭，在雨水沒有落地、沒有形成地表徑流前就被快速鎖定化解，它幾乎不受環(huán)境因素影響，無論老區(qū)還是新城均能實施。其次，海綿城市是多個項目協(xié)同工作而且系統(tǒng)龐大的地面生態(tài)工程，主題工程大都分布于城市郊外靠近河湖的灘涂濕地，而且其建設(shè)實施過程工期較長、耗資巨大，還必須有市政排水管網(wǎng)參與才能發(fā)揮“排除”部分城市內(nèi)澇的作用。“雨徑”雨水系統(tǒng)則是一個設(shè)置在城市上空，不靠任何地面系統(tǒng)輔助的集約型雨水生態(tài)工程。
相對海綿城市而言，它具有建設(shè)工程量小、投資少、工期短、見效快、不受地形地貌影響、不浪費一寸土地、后期管理簡單、效能作用直接，便于推廣等優(yōu)勢，可為我國城鄉(xiāng)民眾營造一個綠色、低碳、高效、節(jié)能的良好生態(tài)環(huán)境。
4.7、合作共創(chuàng)，規(guī)劃未來生態(tài)藍(lán)圖
為貫徹習(xí)總書記 3 月 15 日中央財經(jīng)委員會第九次會議講話精神，落實住建部《關(guān)于在實施城市更新行動中防止大拆大建問題的通知》，未來團(tuán)隊將依托高校人才培養(yǎng)平臺與校外單位深入開展生態(tài)項目共建、共研、共創(chuàng)、資源共享等方面的合作，并依托環(huán)境工作室現(xiàn)有實踐平臺進(jìn)行廣泛而深入的生態(tài)創(chuàng)新項目建設(shè)與生態(tài)學(xué)術(shù)交流，為生態(tài)文明建設(shè)整體布局的實施與推廣，提供有力的理論、技術(shù)與實踐支持。
未來在社會各學(xué)科團(tuán)隊的支持與共同努力下，必然能實現(xiàn)“雨徑”樓頂雨水收集系統(tǒng)與地面雨水化解系統(tǒng)的完美對接，構(gòu)建一個空地一體、家庭與政府、黨群共建的城市立體雨水生態(tài)體系。巧于因借，克洪澇于源頭、化暴雨為甘露；合理利用城市雨水資源，化澇為利，將內(nèi)澇化于無形；以減緩洪澇災(zāi)難形成的時間，降低汛期下游河道排洪壓力，避免或減少城市內(nèi)澇發(fā)生，促進(jìn)人與自然和諧共生，助力實現(xiàn) 2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和的發(fā)展目標(biāo)。
5、結(jié)束語
城市內(nèi)澇防治設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)是一項系統(tǒng)性工程，應(yīng)當(dāng)綜合考慮從源頭到末端的全過程控制和管理，需要整體把握、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)以及多專業(yè)、多領(lǐng)域的配合聯(lián)動。因此，城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的構(gòu)建需要與相關(guān)規(guī)劃的緊密結(jié)合，在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，充分認(rèn)識城市道路和豎向規(guī)劃、城市水系規(guī)劃等對城市內(nèi)澇防治的重要作用，堅持防洪安全優(yōu)先的原則，切實做好與相關(guān)專業(yè)規(guī)劃相銜接。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]肖萬華。基于城市內(nèi)澇防治的海綿城市建設(shè)研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020,47（20）：72-73.
[2]孫波。 基于海綿城市理念的南方沿海城市內(nèi)澇防治策略研究[D].南華大學(xué)，2020.
[3]張永光。基于城市內(nèi)澇防治的海綿城市建設(shè)研究[J].工程技術(shù)研究，2020,5（07）：230-231.
[4]劉家宏，王佳，王浩，梅超。海綿城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的功能解析[J].水科學(xué)進(jìn)展，2020,31（04）：611-618.
[5]李亮，何旭，張舒，陳思光，鄭凱。海綿城市對城市內(nèi)澇防治的作用探究[J].居舍，2020（07）：5.
[6]李華。海綿城市對城市內(nèi)澇防治作用的研究[J].綠色環(huán)保建材，2019（04）：35+37.
[7]袁媛。 基于城市內(nèi)澇防治的海綿城市建設(shè)研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2016.
作者簡介：徐寧（1984.9-），男，漢族，山東青島人，助理工程師，本科，主要從事給排水研究
來源：消費導(dǎo)刊雜志社
京公網(wǎng)安備 11010802021286號