低影响开发与海绵城市循环探讨

曹越+覃泽成+高刚

摘 要：海绵城市建设的关键在于利用全新的城市建设规划理念，积极改善水环境，修复城市生态。基于LID（低影响开发）理念，对海绵城市建设的有关内容进行论述，同时总结了国内外在该领域的实践经验，提出在LID和海绵城市这方面，应以技术创新为基础，同时还应当进一步加强建后管理与制度建设。

关键词：海绵城市；LID；建设方法途径；比较相关建设实践

[华北水利水电大学大学生创新训练项目：城市景观雨水系统修复与城市水循环研究，项目编号：2016XB122]

近几年以来，强降雨引发的城市“看海”似乎成为了城市生活的新常态。如北京、广州、南京、上海、武汉等国内大中城市的暴雨内涝灾害频发。我国每年遭受外洪内涝灾难的城市平均达100多个，2012年至2014年期间，平均每年发生内涝的城市分别有184个、234个、125个。2010年，住房城乡建设部对我国351座城市的排涝能力展开了专项调研，结果显示在2008～2010年期间，遭受过内涝的城市数量占城市总量的62%[1]。

因此2014年年底，住房城乡建设部考虑到内涝灾害对我国城市的破坏力强以及不断高频发生等因素，印发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》。2015年，低影响开发海绵城市试点选定为包括南宁市在内的16座城市。我国开始计划实行海绵城市这一理念，对城市进行改造。如国内具有代表性的学者俞孔坚博士设计的一系列项目是进行城市雨水生态循环的有益探索，哈尔滨群力雨洪公园、上海世博会后滩公园、迁安三里河绿道项目等，都结合运用了海绵城市以及城市水循环的相关理念，这些项目为今后城市水生态设计与发展提供了良好的理论基础。

一、LID

（一）LID概念

美国在20世纪90年代末提出了低影响开发（Low Impact Development）缩写为LID，该技术主要针对暴雨管理和面源污染处理等问题，其核心内容是通过对大自然的水文条件进行模拟，并在源头上控制管理雨水，达到对暴雨所产生的径流和污染的控制[2]。为解决水污染及城市雨洪问题，利用可持续的自然手段，如：生物滞留设施、植被浅沟、屋顶花园等措施建立起良性的城市水文循环；通过自然或人工的各种基础渗透设施让雨水向地下渗透，增加地下水。实现开发区域可持续水循环，使水生态系统增强自然修复能力，让城市水环境得到明显改善。

如表所示，LID技术体系总共有六大部分，包括渗透技术、保护性设计等。

二、海绵城市

（一）海绵城市概念

“海绵城市”是习近平总书记提出的城市建设新模式，是城市低影响雨水开发技术方法的简称。其内涵为：城市能够像海绵一样充分利用良好的水文循环系统，在降水时可以实现滞水、蓄水等功能，当需要时又可以将水释放并加以利用，从而有效缓解城市水资源短缺与城市内涝之间的矛盾，并有助于修复城市水生态环境。

与低影响开发理念相比，海绵城市由最初的源头控制理念逐步过渡到关乎源头、中途和末端全过程，类似于美国近几年新兴的绿色雨水基础设施。在海绵城市建设领域，虽然这些设施十分关键有效，然而也不应当完全取缔过去的灰色基础设施。这是因为由于在高密度城市化地区，海绵城市建设的重点在于“蓄与排”“源头与末端”“地上与地下”“灰色与绿色”等要素的有机结合[3]。

（二）海绵城市建设内容

随着城市的快速发展，形成了更大面积的不透水下垫面，城市大雨来袭，只靠灰色基础设施，利用排水管道工程的传统排水模式，无法在暴雨径流短时高峰及时有效地将雨水排走，由此导致了逢雨必涝、涝后即旱的严重问题。同时，庞大的雨水量经过不可渗透表面流入城市雨水管道，严重破坏了城市地区的水生态环境。

1.建设生态城市“海绵体”。海绵体既包括河、湖、池塘等水系，也包括花园、绿地、可渗透路面这样的城市配套设施。这些设施能够渗透并积蓄雨水。海绵体能够很好地改善从前的雨水循环过程，将雨水净化、滞留、渗透及回用，最终利用管网、泵站可以外排剩余部分径流。城市海绵体可以高效调节雨水径流总量，进而保护水生态环境。

2.以我们城市的建筑物、广场、绿地、道路和小区等作为海绵城市建设载体。屋顶花园可以滞留雨水、节能减排；人行道和广场可以铺设透水砖；道路绿化带可设计为下沉绿地，同时还可将路面雨水引入周边公共绿地进行消纳，来解决绿化带空间不足；城市绿地也应建成具有雨水调蓄功能的“雨洪公园”，通过下沉式绿地来下滲、调蓄和净化雨水。

3.提高城市道路的透水性。过去的硬化路面极易形成大量径流雨水和相应污染物，而作为新型生态环保型材料的多孔海绵水泥混凝土可应用在城市道路建设领域[4]；透水沥青路面能够降低地表径流洪峰流量，使行车舒适性及安全性得到提升[5]，能够明显改善城市环境，降低城市热岛效应的影响。

4.低影响开发城市水系。城市水系具有保护城市生态环境、排放和调蓄雨水等重要功能。利用滨水绿化带作为植被缓冲带，减少城市径流雨水污染；水系岸线应设计为生态驳岸，提高水系的自净能力。

三、LID与海绵城市的技术对比

两者相似点：都是通过雨水渗透、雨水储蓄、雨水调节、雨水截污净化等办法，达到控制雨水径流总量在限定的范围内，让河道生态环境、河流湖泊水生生态系统以及补给地下水达到平衡状态。两者的不同之处是LID技术主要是运用雨水调蓄系统、植草沟、雨水花园、下凹绿地、屋面雨水系统、路面透水、低影响街道等方法进行雨水径流控制和污染源控制。而这些技术的设计标准都是根据雨情和设定的标准来确定的，并且是通过数学模型来设计。

海绵城市技术：在LID基础上，进行更加符合国情的设计。通过服务功能：雨水供应补给服务功能、雨水量调节储蓄功能等，创造良好的水生态系统。从根本上解决存在的生态问题，其中有创建防洪体系、实行生物保护和生物栖息地恢复发展、创建本土文化遗产网络和创建游憩网络等，海绵城市技术实行地方片区的雨水洪涝管理、水体自然生态净化处理、补给地下水水量、保护地区生物栖息地及保育、建造公共空间的公园绿地以及城市微气候调节等等。endprint

四、国内海绵城市实践案例分析

落地在贵州的六盘水明湖湿地公园项目，就是通过充分利用海绵城市设计原理，挖掘地形地貌特征，通过雨洪管理技术、修复生态水系统、公共开放空间的系统性集合与城市河道滨水景观用地的价值提升结合起来，让景观的生态服务功能得到很好的发挥。1.对原河道的生态进行改造：對原河道进行改造，用曲折蜿蜒的河流形态来应对洪水，提升河流自身的净化力，将原硬质铺装的驳岸改造成自然生态型驳岸。2.陂塘蓄水系统：利用陂塘形式与沟渠形式、梯田和河流构成小型的蓄水系统，主要通过留住地表径流量、减缓高峰径流、增加自然蒸发和补给地下水，起到了雨水洪涝调节的作用。流经陂塘、农田、沟渠的雨水，被水生生物过滤、沉淀、植物吸收、微生物降解等，达到净化水质的作用。3.梯田湿地系统：通过保留及拦截水分，陡峭坡地也能够栽种粮食。梯田状栖息地使水流减慢，水中过剩营养物质可以为植物及微生物提供其生长需要养分，进而帮助除去水中的营养物质。4.低堰坝设计：场地采用堰坝蓄水，可有效降低实际的水量需求。同时坝体改变了原有河流纵立面，以及降低流水速度及流水流量，减少了大部分的需水量。5.公园慢行交通系统设计：公园的慢行交通系统设计理念与梯田相结合，人行小道分布在生态湿地与保留树岛之中，延续了原来田埂的特点，并且起到体验文化线路的作用，也展现了当地的乡土文化景观。

成效：通过改变河流形态，回归自然形态，改变了原来生态环境日益恶化的现状，并且成为全国著名的湿地公园。在功能方面，河道景观生态效益为城市生态基础设施发挥重要作用，其中有雨水洪涝调节储蓄、河流水体净化处理，还有生物自然栖息地的修复和管理。也为当地居民提供一个自然有活力的公共空间。

五、结语

海绵城市设计内涵与理念的初心，是转变我国目前城市建设规划状态，具体来说应做到四点：1.从水流源头进行减排；2.在水流动过程中进行控制；3.有规划的系统管理；4.进行统筹兼顾建设。修复城市生态系统，减少城市内部洪涝灾害，增加透水性路面铺装，增加雨水收集与利用，促进城市水循环，减轻城市用水压力，实现良性发展。

1.海绵城市在建设改造过程中，应按照已有低影响开发技术，遵循整体水体循环理念。城市管道改造应充分利用低开挖、低消耗、零浪费、零排污的方式，进行绿色生态改造。充分合理利用资金，优先考虑解决城市内涝重灾区。老城、新区分别对待规划建设。

2.加强水循环管理技术研究探索，确定符合实际情况的、安全合理的海绵城市雨水系统要求，如控制河流的总流水量、控制河流径流的峰值、控制地表径流污染程度等。同时做好雨水地面下渗，河道地下水补给，也是控制河道在雨水季节减轻总流水量的有效方式。

3.加强法律、制度的建设。我们可以查阅借鉴外国相对成熟的法律法规，再结合我国具体实施的相关法律法规，做到有法可以依据，持续发展。

4.充分加强城市的水体循环建设工程的后期维护管理工作。充分发挥海绵城市效益，加强后期工程维护管理，切实把具体工作落实到具体单位。最终实现低影响开发与海绵城市水循环建设，达到城市的良好发展，人与自然和谐共存。

参考文献：

[1]王春晓，林广思.城市绿色雨水基础设施规划和实施以美国费城为例[J].风景园林，2015，（05）：25-30.

[2]车伍，张鹍，赵杨.我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析[J].建设科技，2015，（01）：22-25.

[3]冯月月.多孔海绵水泥混凝土路用性能研究[D].长安大学，2013.

[4]何定举，王世槐，高亚雄等.基于海绵城市理念的透水性城市道路路面应用研究[J].山西建筑，2015，（17）：112-113.

作者单位：

华北水利水电大学艺术与设计学院endprint