近10 年国内海绵城市研究现状——基于CiteSpace 和VOSviewer 的计量文献可视化分析

初德洁，孙新国，李前兵，沈 超，庞学玮

(1.南京工业大学经济与管理学院，江苏 南京 211816；2.淮阴工学院，江苏 淮安 223003)

一、引言

随着城镇化建设的不断推进，中国每年新建成的建筑数量很多，庞大的城市建筑群会大幅增加城市地表径流量，从而引发洪涝积水、水污染加剧、城市水生态恶化等问题，给中国城市生态建设和改善城市居民人居环境带来了严峻的挑战。 近年来，中国不断出台并完善制度安排和政策，转变传统城市建设模式和建设理念，寻求一种顺与自然和谐相处的低影响发展模式，其中的海绵城市建设理念为中国城镇建设提供了新的思路①。

海绵城市指城市能够像海绵一样，充分吸收和缓释城市雨水，有效地控制雨水径流，从而实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式②。 与传统市政模式中让雨水排得越快越多的理念不同，海绵城市将雨水的收集、净化、循环使用和排水结合起来，统筹考虑洪涝防治和水资源利用，对保护城市原有水生态系统、修复被破坏水生态具有重大意义。 当前，中国面临实现碳排放目标和经济社会发展全面绿色转型的双重紧迫任务③。 为此，中国交通集团针对中国海绵城市建设技术问题和区域特点，系统研究了海绵城市的工程技术难题和量化评估问题。 2015 年，中国住房建设部、财政部、水利部召开全国海绵城市试点城市建设部署会议， 将16个城市列入试点范围；随后，第二批海绵城市试点城市建设提上日程。 作为落实生态文明思想的重要举措，海绵城市受到了中国政府部门和研究学者的广泛关注④。

二、数据来源与分析

（一）数据来源

选取中国知网（CNKI）上有关“海绵城市”的研究论文6221 篇， 最终构建的海绵城市研究检索方式（表1）。

表1 文献检索数据信息

（二）发文量时间分布分析

第一阶段为2010—2014，为海绵城市的建设试点工作阶段。 财政部、住房建设部、水利部发布了《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》和《关于组织申报2015 年海绵城市建设试点城市的通知》，将16 个城市列入试点范围，并研究制订海绵城市的绩效考核办法。 在试点工作开展的情况下，有关海绵城市的研究工作平稳推进。 在第一批海绵城市建设工作顺利展开时，财政部、住建部、 水利部于2016 年公布了第二批加入建设试点的城市名单。 海绵城市建设工作的推进激发了学者们对该项目的研究热情， 这对中国实现水环境改善、水资源承载能力提升、水安全保障能力加强等多重目标起到了引导作用（图1）。

图1 2010—2021 国内海绵城市研究的发文量

（三）研究人员情况

近年来学者们积极投入到海绵城市的研究，但学者群体数量较少。 图中基本没有出现离散状态的节点。 说明学者群体内部存在紧密合作关系，联系密切，但研究团队之间的合作相对较少，合作关系并不牢固。 整体来看，该领域初步形成了以李俊奇、车伍、马越、汤钟为中心的学者合作群。 以李俊奇、车伍为主的合作团队规模较大，发文量最高，团队形成时间最早。 对于海绵城市的研究形式未来任需以合作为主，团队之间应进一步加强合作（图2）。

图2 海绵城市领域国内研究学者合作网络

（四）研究机构情况

由机构合作图谱（图3）可知，海绵城市研究主力机构以西安建筑科技大学、北京建筑大学、哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学、北京林业大学为代表。 北京雨人润科生态技术公司、中国城市建设研究院有限公司、 中国市政工程华北设计研究院、北京市水科学技术研究院虽然研究成果数量较少，但与多个研究机构建立了合作关系。 尽管研究机构存在着局部合作网络，图3 中节点大多处于离散状态，合作网络连线较细，这说明该领域研究机构主要是各自为战，机构之间缺乏紧密合作关系。

图3 海绵城市领域国内研究机构合作网络

图4 2010—2021 年国内海绵城市领域关键词聚类网络

（五）研究热点与主题识别

由高频关键词统计（表2）可知，国内海绵城市领域的研究热点主要有低影响开发、swmm 模型、雨洪管理、景观设计、城市内涝、海绵城市建设等，对于生态保护和路面材料的研究相对较少⑤。 海绵城市研究文献高频关键词前20 位分别为： 海绵城市（3361）；低影响开发（588）；雨洪管理（195）；海绵城市建设（182）；景观设计（180）；swmm 模型（178）；城市内涝（127）；雨水花园（126）；年径流总量控制率（125）；城市道路（105）；透水混凝土（103）；应用（103）；市政道路（100）；风景园林（94）；雨水利用（90）；海绵城市理念（87）；城市规划（84）；透水铺装（78）；设计（73）；生态修复（70）。

表2 海绵城市研究关键词聚类主要信息

1.城市内涝研究主要由聚类2、5、11 组成。 近年来中国城市内涝频发， 不但影响了居民日常生活，还对城市生态环境带来了一定程度的危害。 有学者们从城市内涝治理、识别、评价、径流管理和排水的角度入手来研究， 在提升城市洪涝灾害治理能力的同时加强水资源管理， 进一步推动中国海绵城市的建设。 柳发根等郑州特大暴雨灾害为例，结合韧性治理理论研究了城市内涝治理路径，从而提升城市洪涝灾害治理能力⑥。 李昂臻等以系统协调和提质增效为视角， 对陕西省城市内涝治理方案进行了全面的分析和探讨， 并提出了省级内涝治理方案的实施路径⑦。 姚尚等结合铜陵市内涝现状，从区域流域、基础设施改造、城市发展三个方面完善内涝治理体系⑧。李芬等改进了PSPNet算法，结合城市内涝实际场景和一些后处理算法，提高了内涝检测能力⑨。 王船海等以太湖流域为基准，构建了两种城市内涝模型，用5 场实测降雨事件对比分析了两种模型的时效性⑩。 唐少虎等以北京某地区雨涝灾害为例， 构建韧性网络分层模型和系统韧性评估体系， 利用FAHP 法对暴雨下的城市道路系统韧性进行评价⑪。 胡文翰等以北京市为例构建城市内涝脆弱性评估体系， 引入了VSD模型和地理探测器模型分析了城市内涝脆弱性地理分布特征可空间分异现象⑫。 曹国英以成都市为例， 结合GIS 空间分析技术创建了城市内涝灾害风险等级的评估方法⑬。 周耀鑫等基于SWMM 模型，对南充市的暴雨径流过程进行模拟分析，为洪涝防控提供理论依据⑭。 吕凤维等利用SWMM 模型将三种LID 设施进行不同的空间布设， 对径流控制效果进行模拟⑮。 温智理探究了城市内涝的产生原因， 结合海绵城市建设理念提出城市排水设计策略⑯。 张文结合模型模拟与实际检测两种方法，对城市复杂排水系统实施检测，并对排水系统点读策略进行进一步研究⑰。

2.水资源管理研究。主要由聚类3、6 组成，子聚类包括雨水利用、水生态、雨水系统、雨水湿地、雨水花园等。 海绵城市的建设能够将雨水的渗透、直流、继续、净化、循环使用和排水紧密结合起来，加强对与水资源的利用，是保护城市水生态系统重要的一步。 赵明华等对雨水管理系统的各项工作进行梳理，针对雨水回收、储存、净化等方面的施工技术难题进行分析⑱。 凌长对屋顶雨水收集、净化、储存和水质变化进行了研究⑲。 田敏等结合海绵城市功能与需求， 对兰州市雨水利用效益进行了分析，合理量化雨水利用带来的综合效益⑳。 刘家宏等结合从海绵城市的建设角度分析了中国典型城市的雨水利用潜力，并分析了雨水利用对南水北调工程的影响㉑。 臧晗博等以节水节能、高效用水为目标创建了雨水回收和利用系统，使雨水势能转化为电力㉒。岳自慧等对宁夏城镇雨水利用情况进行了分析，并给该区域的与水资源应用提供了新方向㉓。 宋悦结合海绵城市理念，以改善城市水系为目标，提出城市水生态修复治理措施㉔。

3.规划设计研究。 主要由聚类4、8、9、10 组成，子聚类有城市绿地、雨水花园、城市设计、市政设计等。 张慧等以龙泉关村为例，考虑到该地区降水少，结合雨水花园的概念对乡村庭院设计进一步研究㉕。叶阳等从雨水利用能力、 单位面积流量和雨洪控制三个角度提出了新的绿草地设计策略㉖。王若辰结合生态设计理念， 在保持水土平衡的基础上对水生态公园的建设提出相关建议㉗。王沁等以海绵城市的建设理念为基准， 提供了城市湿地公园设计新思路㉘。胡锦枝以海绵城市建设理念为视角， 结合雨水管理提出水景优化营造新思路㉙。赵孟哲对珠海市某道路的道路排水系统进行分析， 将低影响技术开发作需求为依据，对市政道路设计进行优化㉚。

（六）路面材料研究。有聚类7 组成，子聚类包括透水系数、透水性能、抗压强度等。在路面建设中，路面排水性能直接受到路面材料的影响， 路面材料在城市水循环中起到重要作用， 克服路面材料技术难题，有助于提升中国海绵城市建设质量。覃木宝等对三种不同颜色聚氨酯混合料进行透水、抗压、高温试验，对路面材料技术性能进行了探究㉛。 范雪等设计了一种透水砖透水堵塞数值模拟方法， 弥补了现有方法的不足㉜。 陈旺等以西安市为例，深入探究不同道路堵塞物对路面透水性能的影响㉝。陈忠华等用正交试验法， 探究不同类型外掺剂对柔性路面抗裂性能产生的具体影响。鲁高群对沥青路面的单面层、双面层结构进行了力学分析，实验表明，在中小交通项目中单面层沥青路面具有一定优势㉞。

（七）关键词突现分析

2015—2017 年，中国海绵城市的研究侧重于景观设计、园林绿化工程。 从2017 年开始出现了对海绵城市建设效果评价和建设对策的研究。2018 年之后，该领域的研究内容开始向数值模拟、材料应用、材料性能和排水设计等应用技术方面发展。 由此可见，国内海绵城市建设规划和建设成效评价技术已经基本成熟， 在完成海绵城市建设面积的基础上，国家对海绵城市建设质量的要求正不断提升。 因此， 未来该领域的研究趋势将着眼于克服路面材料、改进道路建设和排水设计等技术难题，这有助于大程度提升海绵城市建设质量（图5）。

三、结论

国内海绵城市研究热点主要集中在城市规划、景观设计、雨洪管理、绿化工程等；材料研究、生态恢复方面的研究相对较少， 目前还处于起步阶段。未来该领域的研究还应路面材料、排水设计和道路建设等技术层面进一步推进。 其他可拓展的方向：已有的海绵城市建设规划能够在一定程度上解决海绵城市建设起步阶段遇到的问题。 但随着海绵城市建设的不断推进，还应进一步完善海绵城市建设的标准体系。 例如因地制宜设置海绵城市径流总量控制目标值、对海绵城市建设评价做出补充和创新等㉟。 国内目前还缺乏针对打造海绵产业集群、海绵人才培养的探讨研究，因此中国学者需要以政、产、学、 研协同创新为视角对海绵城市领域进一步研究，在一定程度上填补已有研究的缺位㊱，有助于对该领域研究热点和研究趋势进行更为全面的认识。