从中学地理视角浅谈海绵城市建设

贺志康郑友强谢爱军

（1. 赣南师范学院附属中学， 江西 赣州 341000； 2. 福州第三中学， 福建 福州 350003；3. 永新县永安中学， 江西 吉安 343400）

从中学地理视角浅谈海绵城市建设

贺志康1郑友强2谢爱军3

（1. 赣南师范学院附属中学， 江西 赣州 341000； 2. 福州第三中学， 福建 福州 350003；3. 永新县永安中学， 江西 吉安 343400）

海绵城市建设已成为社会热点，国家正大力推进海绵城市建设。本文利用中学地理相关原理对海绵城市建设进行简单分析，以期做到“学习对生活有用的地理”。

海绵城市；中学地理；城市内涝；水循环

近年来，我国越来越多的城市出现内涝灾害，一下雨，就排水不畅、路面积水，夏秋季节最为明显，媒体经常报道某个城市“一下雨就看海”，城市内涝越来越严重。城市内涝频发除了与全球气候变化有关之外，更与我国近年快速城市化紧密相连，如城市地面大量硬化、不透水面积的增加、城市建设的不合理规划等。习总书记在2013年12月中央城镇化工作会议中，提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2014年11月，住房城乡部发布《海绵城市建设技术指南》。2015年4月，海绵城市建设试点城市名单正式公布。国家对海绵城市建设的重视程度越来越高。

一、海绵城市

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。［1］海绵城市的建设可以归结为“渗、蓄、滞、净、用、排”等六大要素。“渗”即雨水的渗透，“蓄”即雨水的蓄留，“滞”即延缓短时间内形成的雨水径流量，“净”即雨水的净化，“用”即雨水的利用，“排”即雨水的排放。海绵城市建设的核心为合理控制城市下垫面上的雨水径流，使雨水就地消纳和吸收利用。

二、海绵城市与中学地理

通过阅读与海绵城市相关的报道和文献资料，发现海绵城市建设与中学地理部分相关内容紧密相连，可以从中学地理的视角去解读海绵城市建设。

1.自然界的水循环

海洋表面的水受热蒸发成水汽，水汽上升，一部分水汽直接在海洋上空成云致雨，降落回海洋，形成海上内循环；还有一部分水汽在风的作用下，被输送到陆地上空，冷却凝结，降落到陆地表面，这部分降水的其中一部分下渗到地下，形成地下径流，还有一部分沿地面流动，形成地表径流，两种径流最终回到海洋，完成海陆间大循环；降落到陆地上的雨水通过路面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，水汽上升到陆地上空，冷却凝结，降落回地面，形成陆地内循环。水循环的主要环节包括蒸发、降水、水汽输送、下渗、植物蒸腾、地下径流和地表径流（见图1）。水循环各个环节都或多或少受到人类活动的影响，其中受人类活动影响最大的环节为地表径流。城市下雨后出现内涝，主要为短时间内降水量过多或者城市地面排水不畅。其中，每次降水量的多少基本上是自然因素控制，人类对降水量多少的控制难度较大，而人类活动主要影响的是城市地面水量，即地表径流。陆地在未开发之前，降水能够通过土壤下渗，湖泊、池塘等也能够储蓄雨水，城市出现内涝的概率很小。城市的不合理开发建设阻断了雨水循环，不透水屋面和地面不断增加，下渗和地下径流环节受阻，导致大部分雨水变成地表径流，地表径流大增，城市出现内涝的风险大增（见图2）。海绵城市建设的主要途径有：保护城市原有生态系统；生态恢复和修复；低影响开发。具体措施如建设透水路面、干井、渗透池、渗透塘、渗井，建设下沉式绿地、植被缓冲带、植草沟等（见图3），这些措施从水循环角度分析，主要是为了增加雨水下渗，让雨水转化为地下径流，减少地表径流，降低路面积水出现几率。

图1　水循环示意图［2］

图2　常规城市年径流总量控制率概念示意图［3］

图3　海绵城市年径流总量控制率概念示意图［4］

2.我国降水和水资源的特点

我国降水的空间分布特点为自东南向西北递减（见图4）。季风气候显著是我国气候的主要特征之一，季风气候的降水季节变率大，容易出现旱涝灾害。加之东部及沿海部分地区还会受到台风的影响，夏秋季节容易出现高强度降水，城市易发内涝。我国水资源时空分布不均，夏秋降水集中，大量雨水白白流失；冬春季降水少，容易出现干旱缺水。从空间上看，我国水资源南丰北缺，华北和西北地区缺水最为严重。我国是一个贫水国家，人均水资源仅为世界平均水平的1/4，缺水状况十分普遍，全国670多个城市中，有一半以上存在不同程度的缺水现象，有110个城市严重缺水。［6］海绵城市的建设，除了为减少地表径流、减轻城市内涝外，还有一个更为重要的目的是增加水资源。通过各种“海绵体”，如绿色植被、池塘、蓄水池等截留雨水，以空间换降水时间的分布不均。通过回收利用雨水，减少自来水的需求，在一定程度上能够缓解城市用水紧张问题。首批海绵城市建设试点城市分别为：河北迁安、吉林白城、江苏镇江、浙江嘉兴、安徽池州、福建厦门、江西萍乡、山东济南、河南鹤壁、湖北武汉、湖南常德、广西南宁、重庆、四川遂宁、贵州贵安新区和陕西西咸新区。16个试点城市都位于季风区，都是季风气候。季风气候降水变率大，容易出现短时间内高强度降水，易发生城市内涝。通过选取这几个城市进行海绵城市建设，先行试点，积累经验，然后再逐步向全国进行推广。不管城市是否易发内涝，建设生态化的海绵城市是大势所趋。

图4　中国降水空间分布图［5］

3.城市化对地理环境的影响和自然地理环境的整体性

城市化对地理环境的影响包含众多方面，其中最明显的是土地利用方式的改变。随着城市面积的不断扩大，原有的土地利用方式发生改变，如湖泊、池塘、草地、农田等变成房屋、水泥或柏油路面，大部分变成钢筋水泥结构。土地利用方式的改变会引发一系列问题。城市道路和生产生活设施会改变水循环。土壤被硬化，雨水下渗大减，地下径流也因此减少，而地表径流会大增，在排水不畅的条件下容易积水，出现内涝。土壤、湿地、绿色植被等对水具有净化的作用。现在地面被硬化，雨水不能下渗，湿地、绿色植被减少，对雨水的净化作用减弱。雨水直接在地表流动，在这过程中会汇集大量污染物，使得水质恶化。雨水本来能够通过下渗补充地下水，而城市中雨水下渗受阻，引起城市地下水位下降，进而可能导致地面下沉。湿地对水具有调节作用，暴雨时，能够截留雨水，减少路面的水量，平时还能提供水资源。海绵城市建设要求能够最大限度保护原有的河流、湖泊等水生态敏感区，同时还需要预留足够的林地、草地、湿地，对已经破坏的水体和其他自然环境进行生态修复，进行低影响开发，尽量减少对城市原有水生态环境的破坏。［7］通过这些相关措施，加大雨水的下渗量，同时利用湿地等截留雨水，以便平时使用。由大气、水、岩石、生物、土壤等地理要素组成的自然地理环境具有整体性，各地理要素间相互渗透、制约和联系，某个要素变化会“牵一发而动全身”。城市扩张过程改变了土地的利用方式，原有的植被或者湿地变成了“钢筋水泥”或者数量减少，生物的栖息地发生改变，生物多样性会减少，雨水的下渗也会减少，改变水循环，没有绿色植被和湿地的调节作用，大气质量会下降，城市空气的湿度会降低，会引发一系列的问题。海绵城市建设尽量保护城市原有的生态环境特征，最大限度减少对城市原有环境的破坏，对已破坏的环境进行生态修复，这考虑到地理环境的整体性。

4.生物在地理环境中的作用

生物对地理环境的作用，归根结底是由于绿色植物能够进行光合作用，绿色植物具有净化大气的作用，植树种草可以调节气候、涵养水源、保持水土、改善生态条件。［8］不同植被覆盖率的地面的地上径流截然不同。良好的植被覆盖只有2%的水转化为地表径流，剩下的98%都被植被和土壤截留或者通过它们下渗，变成地下径流，裸露的地面仍有15%的水量被土壤截留或者下渗，水泥或者沥青路面98%～100%的水直接变成地上径流，基本上没有下渗转化为地下径流（见图5）。城市绿地具有吸烟除尘、过滤空气、美化环境等作用，它能够降低建筑区的气温，增大湿度，改善城市局部小气候，缓解城市热岛效应。城市绿地是建设海绵城市、构建低影响开发雨水系统的重要场地。［10］在进行海绵城市建设时，要确定绿地建设目标，保证一定的绿地率，这就是在充分发挥绿地的渗透、调蓄和净化功能。如在小区内建设绿色屋顶、植草沟，在城市道路两旁建设下沉式绿地、雨水花园、生物滞留带，在城市广场建设植被缓冲带、植草沟等，这都是为了利用绿色植被能够涵养水源的特性，加快道路雨水的渗透和排放，减少地表径流，降低路面出现积水的几率，同时路面雨水或从空中直接下落的雨水经过绿色植被，水中的一些污染物能够被其截留和吸收，进而起到净化雨水的作用，降低地下径流污染程度的作用。

图5　各类地表的地上径流［9］

三、总结

建设生态化的海绵城市，从中学地理视角看，通过各种措施，增加下渗，改变地表径流和地下径流，降低城市出现内涝的风险；补充城市土壤的水分，防止或减轻地下水位下降，进而防止地面下沉；利用蓄水池、雨水罐等储水设施，以空间换降水时间分配不均，截留雨水然后再使用，缓解城市用水紧张状况；通过建设下沉式绿地、植草沟、植被缓冲带等城市绿地，充分发挥绿色植被涵养水源、净化空气和雨水、增加空气湿度等作用，减轻城市热岛效应；通过建设或者恢复各种湿地和城市绿地，恢复生物的栖息地，保护生物的多样性。通过建设生态化的海绵城市，维持自然地理环境各要素的良性互动，实现“城市，让生活更美好”的目标。

[1][3][4][7][10] 住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南：低影响开发雨水系统构建（试行）[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[2] 人民教育出版社,课程教材研究所,地理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书地理1必修[M].北京:人民教育出版社,2008.

[5][6] 人民教育出版社,课程教材研究所,地理课程教材研究开发中心.义务教育教科书地理八年级上册[M].北京:人民教育出版社,2012.

[8] 人民教育出版社,课程教材研究所,地理课程教材研究开发中心.全日制普通高级中学教科书（必修）地理（上）[M].北京:人民教育出版社,2003.

[9] GVL怡境国际.GVL告诉你什么是“海绵城市”?[EB/OL]. http://www.greenview.com.cn/newscontent. aspx?id=579.

（责任编校：方琦）