科技承载梦想,创新改变未来——海绵城市
    2017-03-02      肖丹     字体大小[]

      恩格斯曾说过:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。每一次胜利,起初确实取得了我们预期的结果,但是往后和再往后却发生出乎预料的影响,自然界常常把最初的结果又消除了[1]。”当城市发展过程中雨水径流污染、洪涝灾害、水资源匮乏等突出共性问题日益严重,当“武汉观海”一时成为全国媒体的焦点,中国城市的洪涝问题再次引起密切关注。而海绵城市作为雨洪利用理论的创新和发展,是新时期治水思路的丰富和完善,从源头缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。

      一、海绵城市的定义

      为什么这么多城市缺水?一个重要的原因就是水泥地太多,把能够涵养水源的林地、草地、湖泊、湿地占用了,切断了自然的水循环,雨水来了,只能当作污水排走,地下水越抽越少,解决城市缺水问题,必须顺应自然。

      海绵城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指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,也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,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,实现雨水在城市中自由迁移[2]。而从生态系统服务出发,通过跨尺度构建水生态基础设施,并结合多类具体技术建设水生态基础设施,是海绵城市的核心。海绵城市的概念被官方文件明确提出,代表着生态雨洪管理思想和技术将从学界走向管理层面,并在实践中得到有力的推广,提高城市排水防涝水平。

      二、建设海绵城市的遵循原则

      海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护,逐步实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解。建设海绵城市并不是推倒重来,取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

      海绵城市建设首先应保护现有河网水系、湿地、绿地等城市雨水滞纳区,对城市建设中已遭到破坏的,采用生态手段尽可能恢复,提升城市滞纳雨水的能力。其建设的精髓是尊重水、尊重表土、尊重地形、尊重植被,核心就是要尊重自然。“天人合一”和“融入自然”的思想是对当代城市设计只注重建筑美学形态这种观念的完善与修正。城市设计应全面考虑城市与自然共生,让雨水、阳光、风、植物与城市空间形态完美融合,让城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性,真正达到与自然和谐共处的目标[3]。优先利用植草沟、渗水砖、雨水花园、下沉式绿地等绿色措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,既避免了洪涝,又有效的强化雨水的积存、渗透和净化[4]

      建海绵城市就要有“海绵体”。城市海绵体既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些海绵体下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力,使雨水有效的循环利用,如下图所示:

      三、海绵城市的价值体现

      1、城市绿地作为生态系统的一部分、作为城市用地的一种类型,自身承担着改善生态环境、美化城市风貌的职能。城市绿地系统作为低影响开发雨水系统的主要载体,其调蓄功能不但要高于其他用地要求,还可负担周边建设用地海绵城市建设的荷载要求。

      2、根据各个地方的特殊性“设计降雨量”进行设计和施工,构造全市海绵体系,就可保证实现“径流控制率”的指标,把雨水蓄存到海绵体。

      3、城市绿色海绵体(包括绿地、湿地、水体、河滩、水岸等及其附生的动植物)可以过滤和净化水质,从而大面积而且很省钱地解决城市水污染问题。

      4、海绵城市建设改变了传统的“尽快排出,避免灾害”的城市防洪排涝思维,把雨洪资源作为重要的水资源来进行管理,并尽量减少对生态环境的影响。

      5、海绵城市建设社会和生态效益显著,提高企业参与建设的积极性,使城市雨洪资源综合利用呈现规模化、产业化发展趋势。

      6、海绵城市建设改变了以往城市防洪排涝措施手段单一的状况,从雨水自然循环过程着手,综合采取防、排、蓄、滞、处理、回用、环保等工程措施和非工程措施,实现经济效益和生态效益的最大化。

      天津桥园城市海绵系统

      秦皇岛滨海生态修复城市海绵系统

      资料来源:参考文献[5-6]

      四、海绵城市重点建设方向

      建设海绵城市,即构建低影响开发雨水系统,主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的海绵功能[7]。与传统雨水利用相比,海绵城市更注重雨水的自然积存、自然渗透和自然净化,是一种绿色可持续的雨水排放模式,其重点建设方向如下图所示:

        

      综上所述,海绵城市在水资源配置、城市防洪排涝、水生态环境建设等方面起着重要作用。在科技快速发展的今天,空间信息技术已经发挥出其对城市生态系统的动态监测能力和科学分析能力,在智慧城市框架下,我们应该努力研究、挖掘、继承、深化并发展人类历史积淀下来的生态智慧,为当今城市雨洪管理实践寻找更有效的解决方案,运用科技的不断创新实现智慧生态城市建设的梦想。

      参考文献:

      [1] (德)恩格斯.自然辩证法[M]//马克思恩格斯选集(第四卷).北京:人民出版社,1995:383.

      [2] 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].

      [3] 俞孔坚,张蕾.黄泛平原古城镇洪涝经验及其适应性景观[J].城市规划学刊,2007(5): 85-91.

      [4] 李爽,邢国平,刘洪海,等.基于低影响开发的天津市绿色雨水基础设施应用研究[J].水土保持通报,2013,33 (2) 147-150.

      [5] 俞孔坚,凌世红,刘向军.再生设计:秦皇岛滨海景观带生态修复工程[J].景观设计学,2009(6):100-105.

      [6] 俞孔坚,石春,文航舰.取样天津:桥园设计方案[J].建筑学报,2006(5):80-81.

      [7] 俞孔坚. 美丽中国的水生态基础设施:理论与实践[J].鄱阳湖学刊, 2015(10):5-18.

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