浅析海绵城市理念在城市更新中的应用

曹璟 张世强

中国市政工程华北设计研究总院有限公司北京分公司 北京 100081

1 海绵城市

1.1 概述

海绵城市，是新一代城市雨洪管理理念，指城市像海绵一样，下雨天吸水，需要时释水，通过渗、滞、蓄、净、用、排手段来缓解城市雨水系统的压力，实现雨水在城市中自由迁移[1]。

1.2 海绵城市发展历程

20世纪60-90年代，发达国家先后提出了城市雨水管理理念和方法体系，诸如美国提出最佳管理措施（Best Management Practice, BMP）、低影响开发（Low Impact Development, LID）和绿色雨水基础设施（Green Stormwater Infrastructure, GSI），英国提倡可持续排水系统（Sustainable Urban Drainage System,SUDS），澳大利亚的水敏感城市设计（Water Sensitive Urban Design, WSUD），新西兰的低影响城市开发与设计（Low Impact Urban Development and Design, LIUDD），新加坡倡导ABC水系统（Active, Beautiful, Clean Water）等。

我国首次提出海绵城市概念是在2012年4月的《低碳城市与区域发展科技论坛》中。2012年7月21日，北京市遭遇61年来最强暴雨及洪涝灾害，全市平均降雨达190.3mm，造成79人死亡，约190万人受灾，经济损失近百亿元。我国对雨水的重视从7.21特大暴雨之后开始的。

2013年3月，《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》国办发【2013】23号文中明确推行低影响开发的建设模式。2013年6月，住建部发布《城市排水（雨水）防涝综合规划编制工作大纲》【2013】98号文中提及低影响开发对雨水的调控。12月12日，习近平总书记在中央城镇化工作会议中提出“要建设‘自然积存、自然渗透、自然净化’的海绵城市”[4]，这是我国官方首次正式提出要建设海绵城市，就此拉开了我国海绵城市建设的序幕。2014年10月，住建部发布了《海绵城市建设技术指南》。从2013年至今，我国不断推进海绵城市发展，相关规范标准不断完善。2015年至2016年，中央政府先后确定了三十个城市作为海绵城市建设试点，均高质量的完成考核验收。2021年6月，确定20个首批海绵建设示范城市，并给予定额补助。目前，海绵城市建设正在我国如火如荼的推进，已经成为城市建设的统领，是城市建设的发展趋势。

2 海绵城市存在问题

（1）海绵城市无用论

随着海绵城市理念的提出，海绵城市建设正在徐徐推进，但是城市内涝情况仍然时有发生。在2016年8月，在全国30个海绵城市试点中有19个城市出现内涝的情况，出现不少声音开始质疑海绵城市建设的必要性。2021年7月21日，郑州“千年一遇”暴雨造成重大的经济损失和人员伤亡，将海绵城市建设的质疑推向了高点，甚至有人认为500多亿海绵城市建设经费打了水漂。

图1 郑州特大洪水灾害情况

（2）海绵城市杂用论

海绵城市理念提出后，由于地方单位认识不到位或借海绵理念多接项目，使城市建设中的内容打包放到海绵城市建设中，导致海绵城市就像个筐，什么都往里装。譬如水安全、水资源、水生态、水环境、生态格局、生态廊道、山水林田湖、污水收集系统、污水管网渗漏、黑臭水体治理、管道截污、管道雨污分流、雨污合流制溢流等理念，都被放到海绵建设中，这严重背离低影响开发的理念。事实上，这些概念和海绵城市中间有一定相关性，但不是等于。海绵建设过程中，每个城市的特性不同，因此因地制宜是海绵城市建设的重中之重。

（3）盲目追求海绵化

至2030年，城市建成区达到海绵城市建设目标要求的面积比例分别要达到80%，为了满足要求，有些设计院设计时会盲目追求考核海绵面积，并没有考虑到实际需求，只是单纯的海绵模块化，没有考虑真实落地效果，对低影响开发理念认识不到位；对现场情况不熟悉，设计方案与实际情况严重不符，缺乏创新，只会照搬照做，把其他城市的海绵案例搬到本城市来做，导致最终海绵建设效果一般。譬如下图中在两栋楼之间设置海绵体，并没有达到解决内涝问题，或者缓解雨水径流的问题，属于典型假海绵；右图中在滨水位置设置大面积绿化，实际只是达到景观效果，没有外水收入，海绵体没有发挥正确作用，并未真正解决内涝问题。

图2 典型假海绵工程

（4）工程建设粗制滥造

目前海绵城市建设存在很多半吊子项目，或者说假海绵，比如：人行道上面用透水结构，下面面层用大理石砖；设计时取消路面排水口，修建人行道雨水导流槽，实际施工时外围绿地并未做下沉，导致雨水无出路；设置路缘石开口，旁边做绿地下沉，但是路缘石开口处紧挨着雨水篦子，导致雨水并未进入下沉绿地，直接通过雨水管进入市政管网；路缘石设置开口，开口处设置沉砂槽，将雨水溢流口设置在绿地内，实际上中国式道路清扫，导致下沉绿化隔离带成为垃圾堆积场。

（5）管养维护没有着落

“三分建设、七分维护”[3]，海绵城市建设完成后，后期管网维护至关重要，同时管养维护也是一笔高昂费用。一般海绵设计都是央企单位来进行，设计完工撤走后，海绵设施的管养维护就交由地方单位来做。管网维护和设计水平有很大关系，如果设计单位水平较高，设计时将后期运营维护考虑在内，管养维护次数少，会降低很大一部分成本；如果设计单位水平不高的话，会对后期管养维护带来很大压力。海绵绿色设施均需要种植植物，施工后后期缺维护，植物存活率低。

（6）部门之间协调不够

各部门之间缺乏协调，上层统筹部门如住建、水利、风景园林部门各自为政，中间设计单位给排水工程师、景观设计师缺乏专业上的协调[2]；下层缺乏和居民的沟通，居民的意愿至关重要。具体包括：设计“重功能、轻景观”，缺乏对如何协调海绵设施与周边景观关系的考虑；海绵设施中“景观细节”考虑不到位按照传统方式施工，“微地形”处理不到位；设计前为纳入居民意愿，施工后居民乱占海绵设施情况。

3 解决措施

（1）事实上30个海绵建设试点城市，只是在城市试点区开展海绵建设，不代表全区域开展海绵城市建设，很多内涝的区域并不是发生在试点区域，不能因此就说明海绵城市建设没有效果。从试点城市选出到2016年只有一年时间，城市还处于海绵建设阶段，海绵城市的实际作用还未显现出来，城市建设需要时间来证明海绵理念的正确性。

特大暴雨发生均会伴有洪涝灾害，同时，“洪涝”分为“洪”和“涝”，两者不能一概而论[5]。“洪”是指外洪，由于暴雨或持续强降雨等因素导致河道水流急剧增加并超过河道多水能力从而导致部分水漫溢出来的自然灾害，主要针对水利部门负责的防洪；“涝”是指内涝，指由于强降雨活连续降雨超过某一地区的排水能力导致出现低洼地区淹没、渍水的等问题，解决措施主要指的是住建部门负责的排涝，海绵设施针对城市内涝问题可以有效解决，但是对于洪水这种瞬时灾害就会有些束手无策。郑州特大暴雨主要是由于长时间暴雨雨导致发生洪水从而危害城市安全，单纯靠海绵体是无法解决的。

（2）海绵城市应该基于低影响开发的理念，统筹低影响开发雨水系统建设，在城市建设中采用源头削减、过程运输、末端调蓄等手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用能力。海绵设计时，应该基于现场实际情况和实际问题来进行，譬如解决内涝问题时，可以采用下凹式绿地进行外水收入，通过绿地渗透、净化作用，缓解雨水径流，从而解决内涝问题。

（3）上层组织应加强部门之间沟通，下层设计师要精细设计，设计要求既要满足景观要求，又能解决实际问题，设计原则如下：

1）设计时就应该考虑内涝的问题。

2）设计时尽量考虑恢复场地尺度的水文循环。

3）生物滞留设施生长介质的短期渗透率＞150mm/hr，长期渗透率＞80mm/hr，孔隙率＞30%。

4）尽量采用缝隙透水，少用透水砖、透水混凝土、透水沥青等。

5）尽量采用本土植物和耐旱植物，降低管养维护成本。

6）积极与居民沟通，最大限度的让民众参与规划、设计、运营和管养维护。

4 案例分析

以某社区海绵化改造为例，该小区居民楼为90年代建筑，平均楼层为6层，楼间距较窄，占地面积11.3ha。社区内管网大多都用盖板沟的形式排水，内部内雨污混接严重，市政道路排水为合流制。

设计方案：

（1）雨污分流改造

由于社区内部原有盖板沟都比较完善，结合现状情况将原有盖板沟改为污水管网，另外新增一套雨水管，区域内雨水需要经过海绵设施渗率作用后才能排走，新建雨水管网收集溢流雨水，在管道末端设置调蓄池，可以进行雨水回用。

对于雨落管：小区内部的雨落管现状大部分为外置，直接进入雨污混流的盖板沟中，造成雨落管混接。改造时要将雨落管进行断接改造，将现有的雨落管切断进行延伸，通过缓冲设施连接到雨水花园。

图3 雨落管改造示意图（左图：改造前；右图：改造后）

（2）地上停车场

对小区地上停车位进行改造，改造前为整体的水泥铺装。改造后在停车位置增加超级植草砖，旁边设置雨水花园，既增加了海绵空间，又提升了场地的秩序感和观赏性。

图4 地上停车场改造示意图

（3）中心广场

图5 中心广场改造示意图

小区中心广场是居民重要的活动空间，在海绵改造的同时，还要充分考虑其功能性和景观性。将中心广场改造成下沉式广场，除了休闲娱乐、强身健身的功能外，还可以作为超标暴雨的临时调蓄场所。

将广场内所有铺装改为透水铺装，绿地空间改为雨水花园。在广场的沿市政道路一侧设置调蓄池，以便雨水储蓄充足后溢流至市政管网。

（4）道路

重新梳理道路，将部分道路改为单行线，车行道由7m改为6m，降低车进入社区的速度，提高交通安全性；完善人行系统，增设2m人行道，人行道采用透水铺装；增设跑步道，进一步的完善了提高社区品质的基础设施。

5 结论

海绵城市建设是我国在今后城市建设中的重大任务。海绵城市建设来源于低影响开发，基于下凹式绿地、雨水花园、透水铺装、屋顶花园等LID措施，达到削减雨水径流的目的，从而缓解城市雨水管道压力，解决城市内涝问题。目前，海绵城市正处于集中建设期，建立海绵城市是一个漫长又复杂的过程，需要时间才能解决，建设期间需要我们不断吸取经验教训总结升华，不断推进海绵城市的建设进程。