聚焦“自然+”循环 建设海绵城市

●孙超英 赵 芮 何周富

聚焦“自然+”循环 建设海绵城市

●孙超英 赵 芮 何周富

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。但是随着城市的发展，城市水涝灾害等生态问题日益凸显，淡水资源越来越少。究其原因，从宏观方面来说是原有的自然生态系统遭到了破坏，自然调节作用得不到有效发挥；从微观方面来说是粗放型城市建设模式和落后的雨水管理系统，破坏了城市的水文环境。聚焦“自然+”循环，发挥海绵体对水资源的调节作用，探索海绵城市建设的路径，不仅需要我们借鉴国内外海绵城市建设的理念、技术和方式，还需要我们保护海绵体的质量、完善海绵体的投资机制、整合海绵技术的力量、激发公众参与的活力，以实现海绵城市的智慧化，促进海绵城市的可持续发展。

“自然+”循环；海绵城市；可持续发展

2015年中国常住人口城镇化率已达到了55%，城镇化的发展取得了显著成就。但是城市的发展不仅占用了大量能够涵养水源的自然元素，切断了自然水循环的路径，而且使得城市下垫面硬化①、不透水面积增加，70-80%的降雨形成径流，仅有20-30%的雨水渗入地下，导致我国许多大城市面临着城市雨洪、城市内涝等严重问题。[1]这些问题引起了社会各界的高度重视，为积极应对这些问题，探索城市可持续发展的模式，2013年12月12日，习近平总书记在中央城镇化工作会议上强调：“提升城市排水系统时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，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2015年12月20日至21日举行的中央城市工作会议强调要提升城市建设水平，加强城市地下和地上基础设施建设，建设海绵城市，推进城市绿色发展。海绵城市建设不是一个单纯的目标，而是一个综合性目标。它是在转变城市发展理念、建设方式、管理模式的基础上，最大化地发挥水资源自然循环的作用。

一、海绵城市的内涵及建设意义

（一）海绵城市的内涵

1.海绵城市的基本概念

海绵城市是一种形象的表述，源自于“海绵”的物理特性，水分和力学特征，即海绵吸水、保水、释水等水分特征和回弹、压缩、恢复等力学特征。行业内习惯用“海绵”的物理特征来比喻城市吐纳雨水的能力，其专业术语为“低影响开发雨水系统构建(LID)”。[1]

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是一种可持续的城市建设模式。《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》和仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》对“海绵城市”的概念给出了明确的、广为接受的定义，即城市能够像海绵一样，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”，下雨时能够就近吸收、存蓄、渗透、净化径流雨水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提升城市生态系统功能，减少城市洪涝灾害的发生。[2]

具体而言，海绵城市就是在尊重自然生态系统和保证城市排水防涝安全的前提下，有效发挥生态系统力量，将自然途径与人工措施相结合，将生态修复与城市水系统的污染防治相结合，使城市像海绵一样，下雨时吸水，干旱时释水，以最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透、净化和利用，防止城市出现水失衡。

2.海绵城市的发展理念

传统城市建设模式主要是以“快速排除”和“末端处理”为发展理念，依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，往往造成逢雨必涝、旱涝急转。而海绵城市是在不破坏原有水文条件的前提下，坚持“慢排缓释”和“源头分散”的发展理念，采用植草沟、下沉式绿地、雨水花园等“绿色”措施来排水，充分发挥海绵体自然存积、自然渗透、自然净化的作用，实现“自然+”循环②。

3.海绵城市的内在动力

海绵城市运行的内在动力是生态系统的“自然+”循环和调节作用，即发挥自然积存、自然渗透、自然净化、自然生态、自然水体、自然形态、自然连通、自然的弯曲河岸线、自然深潭浅滩等的积极作用，实现城市水资源的自由流动。海绵城市建设活动是在保护和利用“自然+”循环的生态系统的前提下进行的，并不是要推倒重来，取代传统的雨水管理系统，而是最大程度地发挥自然循环和人工干预的协同作用，构建低影响开发雨水系统，以解决洪峰流量增加、面源污染负荷重、径流系数大等问题。

（二）海绵城市的建设意义

1.海绵城市建设符合投资创新规律

建设海绵城市，归根结底是要恢复水在自然和城市中的正常循环，为城市居民创造良好的宜居环境。而创建良好的人居环境，就需要保护好城市内原有的自然水系，维持好自然水系的水文功能，合理建设一些能修复城市水循环、涵养水源、防涝降旱的公园、草坪和人工蓄水池等设施。在城市地面硬化中采用一些透水铺装材料，增加城市绿地、植草沟、人工湿地等可透水地面。为降低城市地面硬化率而使用的生态混凝土、透水性混凝土、蓄水模块等环保材料，能促进新型多功能环保材料的投资，带动新型环保产业以及相关产业的发展，扩大有效投资，实现环境保护和经济共同发展。

2.海绵城市建设符合人的城镇化规律

城市是生态文明建设的物理载体，是人与自然和谐相处的聚合点。海绵城市是综合考虑人、城市、自然三者之间的内在逻辑关系，突破传统“以排为主”的城市雨水管理理念，在科学合理布局生产、生活、生态空间的基础上，构建低影响开发、自然循环的“绿色海绵”雨水系统，使整个城市能够弹性地适应环境变化。这不仅有利于修复城市水生态环境，提高城市生态系统功能，减少城市洪涝灾害，为生态环境带来收益，而且有助于构建平衡适宜的城乡建设生态空间体系，解决城市病，持续推进以人为本新型城镇化的进程。

3.海绵城市建设符合自然发展规律

海绵城市的建设是对天人合一、道法自然传统理念的继承和发扬，是城市文明的重要标志之一，符合人与自然和谐相处的发展规律。[3]海绵城市以保护原有生态系统、修复受破坏的水体及其他自然环境、运用低影响开发措施建设城市生态环境为主要内容，以坚守城市的蓝线、降低硬化地表城市化，增加绿色地表城市化，避免城市出现生命“浮肿”和“脱水”现象。[4]这不仅有利于建成“自然+”循环的“海绵城市”，还有利于变“工程治水”为“生态治水”，促进城市顺畅“吐纳呼吸”，减轻自然界水循环的压力，协调人与自然和谐相处。

二、国内外建设海绵城市的实践与启示

（一）国内外海绵城市建设实践

1.国外建设海绵城市的做法及经验

国外对于海绵城市的研究和建设起于20世纪70年代。以美国、德国、英国和日本等为代表的发达国家对海绵城市的发展理念、发展方式等进行了积极探索，并取得了一定的成效。美国为控制城市和农村的面流污染，提出了最佳管理措施（BMPs），而后逐步发展成为以低影响度开发（LID）、绿色基础设施（GI或GIS）、水敏感城市设计（WUSD）和可持续城市排水系统（SUDS）等为主，控制降雨径流量和水质生态可持续的综合性措施。[5]德国建设了高效的地下管网和排污设施，形成了城市雨污处理的混合管道系统，同时处理污水和雨水。郊区则采用污水和雨水分离管道系统，提高对水的针对性处理。近年来，德国开始推广新型“洼地--渗渠”系统，形成分散的雨水处理系统，从而减轻城市排水管道的负担。英国则出台了一系列法律法规鼓励家庭、社区和商业建筑设立雨水收集利用系统③。2015年后，英国政府为提高水资源利用效率，要求开发商和居民更加积极地在家中建立雨水回收系统。同时，英国大力推进大型市政建筑和商业建筑的雨水利用。[6]日本则修改了建筑法，要求大型建筑物和大型建筑群必须建设地下雨水储存池和再利用系统。2015年年初，涩谷车站开始了整体开发工程。在地下25米深处将建造一个4000吨的一池多用的地下储水池。当降雨量超过每小时50毫米时，它可以把周围的雨水集中储存，解决附近排水能力不足问题。在大雨过后，通过地下水系统，将雨水陆续排出，供地面浇花、除尘、消防等使用。[7]

2.国内海绵城市建设试点实践

近年来，我国海绵城市建设方兴未艾，2015年有16个城市获得国家海绵城市建设试点的资格，2016年又有14个城市入选海绵城市建设试点名单。作为首批入选海绵城市建设试点的嘉兴和厦门对于海绵城市的建设进行了有益的探索，采取了因地制宜的措施。嘉兴对海绵城市的建设采用了分布式措施：对新建和改建项目设置雨水径流污染控制设施，在雨水排放口末端设置物理处理及生态处理设施，削减雨水中的COD、SS等污染物；对建筑小区、开放空间等用地，设置雨水收集、储存、处理和回用水管网等雨水利用设施；在新开发区域空间，采用植草沟、渗透沟渠、透水地面等入渗方式，减少雨水径流外排总量，实现雨水径流渗透补给浅层地下水。[8]作为“一岛一带双核多中心”的组团式海湾城市，为解决早期城市建设中的问题，如河道硬质化、渠道暗涵化、环境承载力降低等，[9]厦门按照海绵城市的建设理念，采用低影响开发雨水系统的方式，通过建设下凹式绿地和植草沟，保护、恢复和改造城市建成区内河湖水域、湿地，建设沿岸生态护坡等来增强城市蓄水能力，实现城市水平衡。

（二）国内外建设海绵城市的启示

通过对国内外海绵城市建设的典型案例进行研究发现，我国海绵城市的建设需要在低影响开发雨水系统、分散式雨水管理、地下雨水处理管网建设、居民雨水利用系统建设、政策保障等方面努力，以充分发挥城市自然调节水体的功能，建成“自然+”循环的海绵城市。首先，海绵城市的建设需要从实际情况出发，坚持低影响开发的理念，采用先进的技术和手段，在城市建设中融入海绵城市的发展理念。其次，加强技术积累和创新，积极建设地下雨水处理管网和居民雨水利用系统，提高水资源的处理水平和利用效率。再次，建设下凹式绿地、植草沟等，发挥海绵体的作用，同时进行分布式雨水管理方式，针对性处理雨水资源，促进水资源的自然循环。最后，推行积极的政策，引导公众参与海绵城市建设的过程。

三、聚焦“自然+”循环，建设海绵城市的建议

（一）落实先进规划理念，因地制宜实施规划方案

建设海绵城市，首先要改变传统观念，坚持多规合一的思想。在创新、绿色、协调、开放、共享五大发展理念的引领下，根据《海绵城市建设技术指南》以“慢排缓释”和“源头分散”为规划的出发点，优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色海绵体”来组织蓄水排水，使雨水在城市中的迁移活动更加自然。[2]其次要因地制宜实施规划方案。即充分考虑当地水文条件、防洪排涝、环境保护等方面的实际情况，保障水安全、治理水环境、涵养水资源、改善水生态，增强海绵城市发展的可持续性。再次要积极借鉴国际上流行的城市雨水管理方法与技术，如低影响开发(LID)、绿色雨水基础设施(GSI)、水敏感性城市设计(WSUD)，加强技术积累和创新，探索海绵城市建设的模式和路径。最后要加强政策引导，建设开发雨水综合利用示范区、国家（省级）绿色生态示范城区、新型绿色生态建设试点。推广海绵城市建设试点，扩展海绵城市建设的范围。

（二）高效保护“海绵体”，建设混合循环生态体系

建设海绵城市关键在于保护“海绵体”的质量和规模。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等自然海绵体，也包括植草沟、下凹式绿地等人工海绵体。建设花费小、实用性强的海绵城市：首先应采取积极措施保护“海绵体”，维持城市水循环必要的生态空间。确保城市规划确定的江河、湖泊、水库、湿地等自然海绵体和下凹式绿地、雨水花园、人工湿地、可渗透路面等人造海绵体都得到有效保护。二是修复被破坏的“海绵体”，提高“海绵体”的质量和规模。比如，使用透水铺装修复被破坏的“海绵体”，降低地表硬质化率。同时，建设节能型房屋，以提高雨水的利用率，缓解热岛效应。[10]三是建设城市竖向与人工机械相结合、排水防涝与天然河道相结合、地面排水与地下排水相结合的混合循环生态体系。在市中心，建设节省地下空间的混合管道系统，同时处理污水和雨水。在郊区，采用分离管道系统，即污水和雨水分别在不同管道中进行处理，有针对性的提高水处理效率。

（三）完善“海绵体”有效投资机制，撬动“海绵经济”

建设海绵城市不是一个单一的工程，而是工程量大、资金需求量多的综合项目。它不仅需要建设雨污分流管网和排水防涝设施，还需要发展绿色建筑，建设污水处理管网、沿岸缓坡、低洼排水等设施。因此，需要完善“海绵体”有效投资机制，突破海绵城市建设资金缺口瓶颈。首先要完善相关法律法规，加强政策保障。在国家政策的引导下，各省级政府部门应颁布相应的法律法规支持当地海绵城市的建设，保障参与海绵城市建设主体的权益。其次创新建设运营机制，增加有效投资。鼓励银行业金融机构加大信贷支持，将海绵城市建设项目列入专项建设基金支持范围。最后大力推动政府与社会资本合作。支持符合要求的企业发行债券等用于海绵城市建设和相关海绵产品的生产。此外，可采用PPP模式融资，引入民间资本建立城市建设发展基金，加大海绵城市建设的投入，撬动“海绵经济”，提升城市功能，改善人居环境。

（四）引导公众注重水的循环和利用，扩大雨水利用设施普及率

积极引导公众参与海绵城市的建设，发挥社会多方力量的协同效用，有助于海绵城市的建设。[11]引导公众注重水的循环和利用，扩大雨水利用设施普及率。一是通过媒体宣传雨水的利用价值，提高市民的节水意识，增加雨水在城市农业和景观中的使用率。二是引导市民积极参与海绵体的建设和修复活动。在居民生活的小区里进行水循环系统的改造，如铺设透水地砖、建造雨水花坛、设置雨水收储设施，将居民房前屋后的雨水充分利用起来。三是鼓励市民使用家庭式蓄水、净水、排水装置，对节约用水达到一定量的用户进行奖励，激发公众参与节约用水的积极性。四是建立严格的地面建筑排水标准，新型大型公共服务设施配套雨水收集利用系统。对商用建筑、公共建筑、老旧新区，进行综合性雨水利用系统的改造、升级，增加透水铺装、下凹式绿地、雨水收集利用设施等“海绵体”规模，推进区域水资源的治理。

（五）激发“海绵技术”的活力，实现海绵城市的智慧化

利用“海绵技术”加强对海绵城市规划、运行、维护和评估全程的实时监控，有助于降低海绵城市的建设成本、运营成本、维护成本，激发相关“海绵技术”的活力，实现海绵城市的智慧化。一是利用大数据、云计算、卫星定位、水文监测等高新技术，对海绵城市规划前的信息进行全面的收集，制定科学高效的规划实施方案。二是在海绵城市运行的过程中，运用互联网、大数据等信息收集和处理平台，结合智能化的分布式管理模式，对不同下垫面的雨水自动地选择适当的收集和处理方式。[12]三是利用传感技术，通过每天的揭盖式检查、定位、输入，对发现的功能性问题进行排序和清疏，维护海绵城市的正常运转。四是利用物联网、人工智能、大数据等技术，对海绵城市进行实时监控，收集瞬时信息，评估海绵城市的运行能力和运行结果，实现海绵城市的智慧化。

注释：

①下垫面指与大气下层直接接触的地球表面，包括地形、地质、土壤、植被和河流等。

②“自然+”循环就是利用自然的力量，充分发挥生态系统对水资源的自然调节作用。

③雨水直接从屋顶收集，并通过导水管简单过滤或更为复杂的自净过滤系统后导入地下储水罐储存。

[1]吴丹洁，詹圣泽，李友华，涂满章，郑建阳，郭英远，彭海阳.中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J].中国软科学，2016(01).

[2]仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].城乡建设，2015(02).

[3]新华网.明天，我们将住什么样的城市--聚焦海绵城市建设[EB].中国新闻，2015(10).

[4]车生泉，谢长坤，陈丹，于冰沁.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径[J].中国园林，2015(06).

[5]汪红梅.美国非点源污染最佳管理措施及对中国的启示[J].农村经济与科技，2013(11).

[6][7]新华社.国外建设“海绵城市”面面观（上）[N].经济日报，2015(08).

[8]邹宇，许乙青，邱灿红.南方多雨地区海绵城市建设研究——以湖南省宁乡县为例[J].经济地理，2015(09).

[9]王宁，吴连丰.厦门海绵城市建设方案编制实践与思考[J].给水排水，2015(06).

[10]董淑秋，韩志刚.基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究[J].城市发展研究，2011(12).

[11]廖朝轩，高爱国，黄恩浩.国外雨水管理对我国海绵城市建设的启示[J].水资源保护，2016(01).

[12]李运杰，张弛，冷祥阳，刘海星.智慧化海绵城市的探讨与展望[J].南水北调与水利科技，2016(01).

2016-08-21

Z91

A

1008-5947（2016）05-0046-04

作者及单位：孙超英，中共四川省委党校区域经济教研部主任、教授，研究方向：区域经济、城镇化与区域经济发展；赵芮，中共四川省委党校区域经济学硕士研究生，研究方向：区域经济；何周富，中共成都市委党校教授。（四川 成都 610072）

责任编辑 李 尚