2015海綿城市建設(shè)指南解讀之基本概念與綜合目標(biāo)

車伍^1,2，趙楊^2,3，李俊奇¹，王文亮^1,2，王建龍¹，王思思¹，宮永偉¹

(1.北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點實驗室，北京100044；2.北京建筑大學(xué)北京建筑節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，北京100044;3.北京雨人潤科生態(tài)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京100044)

摘要：《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》中涉及一系列新的基本概念、參數(shù)和方法，其控制目標(biāo)也與傳統(tǒng)排水系統(tǒng)有很大差異。對這些基礎(chǔ)問題、關(guān)系與要點的透徹理解和把握，是落實海綿城市建設(shè)的重要基石。作為系列解讀文章的第一篇，結(jié)合編制過程中的深入思考及長期研究和實踐經(jīng)驗，著重闡述海綿城市的基本概念與內(nèi)涵、狹義與廣義低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)與海綿城市的關(guān)系，以及綜合目標(biāo)的構(gòu)建與各子目標(biāo)之間的關(guān)系等基礎(chǔ)問題，以期更清晰、科學(xué)地指導(dǎo)后續(xù)規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)工作的推進。

十八大以來，中央政府將發(fā)展生態(tài)文明作為國家戰(zhàn)略，超過200個地級以上城市提出了建設(shè)生態(tài)、低碳城市的發(fā)展目標(biāo)。但中國城市仍普遍面臨內(nèi)澇頻發(fā)、水環(huán)境污染嚴(yán)重、水資源短缺等生態(tài)災(zāi)害，傳統(tǒng)的城市雨水排放模式弊端顯現(xiàn)，難以為繼。國務(wù)院辦公廳先后發(fā)布國辦發(fā)（2013）23號、國發(fā)（2013）36號政策文件，高度關(guān)注城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題，要求各地2014年底前編制完成排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃。這些舉措促進了《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》、《室外排水設(shè)計規(guī)范》、《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》、《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》等多部規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)新編或修編，引發(fā)業(yè)內(nèi)對 “低影響開發(fā)”、“排水防澇”、“調(diào)蓄隧道”、“海綿城市”等熱點問題的廣泛關(guān)注與討論，也進一步推動了北京、上海、深圳、廣州、嘉興等城市雨水調(diào)蓄池、調(diào)蓄隧道等設(shè)施及低影響開發(fā)示范區(qū)的積極建設(shè)。

為建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市，由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部組織，北京建筑大學(xué)主編，中國城市規(guī)劃研究院等9家規(guī)劃設(shè)計單位參加編制《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》（以下簡稱《指南》）于2014年11月發(fā)布試行。《指南》的發(fā)布產(chǎn)生了巨大反響，但對指南的理解和在推行過程中，還存在不少的困惑、疑問和誤讀，對科學(xué)地理解《指南》和貫徹落實海綿城市形成阻礙。

1 海綿城市建設(shè)中可能遇到的問題與挑戰(zhàn)

國內(nèi)對低影響開發(fā)及綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施缺乏廣泛、長期、深入的系統(tǒng)研究和實踐。面對新的理念、方法、技術(shù)和更高的要求，以及一系列復(fù)雜的城市雨洪問題，在推行《指南》的過程中會面對許多的困惑：海綿城市與低影響開發(fā)的基本概念、內(nèi)涵、內(nèi)在聯(lián)系是什么？綠色、生態(tài)的低影響開發(fā)設(shè)施能否全面解決中國城市雨水系統(tǒng)問題？如何制定海綿城市的控制目標(biāo)，兼顧排水防澇、污染控制等綜合控制目標(biāo)？如何在既有條件下克服各種障礙，推進低影響開發(fā)和常規(guī)、超常規(guī)雨水蓄排系統(tǒng)（有時也分為城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)，或小排水和大排水雨水系統(tǒng)）的提標(biāo)改造，為切實實現(xiàn)海綿城市提供必要條件？海綿城市建設(shè)必然涉及城市規(guī)劃、環(huán)保、給水排水、水利、園林景觀、建筑、道路等許多行業(yè)和專業(yè)，如何取得共識，并協(xié)調(diào)這些復(fù)雜的關(guān)系？

對上述問題缺乏清晰、客觀的認(rèn)識，不僅會妨礙對《指南》的透徹理解，也會嚴(yán)重影響對它的貫徹落實，甚至出現(xiàn)錯誤的理解和決策，難以切實指導(dǎo)海綿城市的建設(shè)實施。

2 海綿城市重要概念與內(nèi)涵

低影響開發(fā)（LID）是海綿城市建設(shè)的重要組成。目前，在國內(nèi)對低影響開發(fā)（LID）有許多不同的理解和解讀，也包括“LID無用論”和 “LID萬能論”兩種極端傾向。因此，有必要首先闡明本指南這一最核心的概念和內(nèi)容。

2.1 狹義與廣義的低影響開發(fā)

1990年馬里蘭州喬治王子郡環(huán)境資源署首次提出LID的理念，旨在從源頭利用小型、分散措施恢復(fù)場地開發(fā)前的水文循環(huán)，更經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定地解決徑流污染、徑流減排和CSO控制等綜合問題。從近年低影響開發(fā)在發(fā)達國家的應(yīng)用情況看，多指進入市政管道之前，在場地規(guī)模上應(yīng)用的一些源頭分散式小型設(shè)施，主要有生物滯留（雨水花園）、綠色屋頂、透水鋪裝、植草溝、雨水桶等，主要針對中小降雨事件進行徑流總量和污染物的控制，以年徑流總量控制率及設(shè)計降雨量作為重要的控制目標(biāo)和設(shè)計依據(jù)。為了便于理解和闡明觀點，筆者將源于美國的這種側(cè)重源頭控制，已經(jīng)形成一定體系，有明確的術(shù)語定義、技術(shù)手冊、指南、措施分類甚至相關(guān)產(chǎn)業(yè)的LID，界定為狹義的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)。

然而，這類分散式的小型低影響開發(fā)設(shè)施對于應(yīng)對大流域、特大暴雨事件的能力不足，涵蓋措施也不夠全面，而任何一個中型城市和大城市都面臨徑流污染、排水防澇、防洪減災(zāi)、水資源短缺等錯綜復(fù)雜的雨洪問題和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并非上述典型的狹義低影響開發(fā)設(shè)施所能全部應(yīng)對，必須將雨水塘、濕地、多功能調(diào)蓄、洪泛區(qū)等許多綠色基礎(chǔ)設(shè)施考慮進去。另一方面，我國正處于城市化建設(shè)快速發(fā)展時期，項目建設(shè)規(guī)模較大，數(shù)百公頃的大型社區(qū)項目和開發(fā)規(guī)模達到10 km²以上的新區(qū)也很常見，所謂的“源頭控制”也是相對而言，許多時候需要小型設(shè)施和大型設(shè)施的組合應(yīng)用。即，這些具有綠色特征和生態(tài)功能的、符合低影響開發(fā)理念的各種尺度和類型的設(shè)施整體，就是本指南所包含的廣義的低影響開發(fā)概念和雨水系統(tǒng)。而且，在許多情況下甚至還必須有機地整合傳統(tǒng)的雨水管渠、泵站、調(diào)蓄水池等灰色基礎(chǔ)設(shè)施來共同應(yīng)對錯綜復(fù)雜的城市雨洪問題。因此，在理解《指南》和具體應(yīng)用時，首先需要注意明確和加以區(qū)別。

近年來，美國環(huán)保局（EPA）有用綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure，GI）或綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（Green Stormwater Infrastructure，GSI）替代LID的趨勢。而澳大利亞水敏感性城市設(shè)計（Water Sustainable Urban Design, WSUD）是從城市規(guī)劃及城市設(shè)計角度，以頂層策略指導(dǎo)城市的發(fā)展，協(xié)調(diào)土地利用、多水循環(huán)與雨水系統(tǒng)的關(guān)系，來提高城市可持續(xù)性，同時提供和創(chuàng)造更有吸引力的宜居的城市環(huán)境。這種理念和方法，也被歐洲國家較為廣泛地采納。新西蘭奧克蘭在2014年最新發(fā)布的《基于雨洪管理構(gòu)建水敏感城市框架》中，也已明確用WSUD取代以前的LID。事實上，無論廣義的LID還是GSI、WSUD，或者筆者早先提出的雨水控制利用系統(tǒng)，涵蓋的雨水設(shè)施的種類都比狹義的LID更為廣泛，目標(biāo)也更綜合而且一致。

寬泛而言，《指南》總的LID概念、思想、原則和技術(shù)體系與GSI、WSUD相當(dāng)一致或契合。但在《指南》的具體內(nèi)容中，兼顧廣義LID的同時，特別闡述了狹義的LID，因為源頭控制子系統(tǒng)是客觀存在而且非常重要，在實施過程中一般是指在進入市政管線之前的二級開發(fā)地塊或進入雨水管道之前道路廣場、停車場等匯水面的雨水徑流控制系統(tǒng)。注意在《指南》中，不少內(nèi)容和細節(jié)的描述，就是指狹義的LID。

2.2 海綿城市的內(nèi)涵與組成

截至2014年12月，筆者共檢索到30余篇與“海綿城市”相關(guān)的中文文獻，但對于海綿城市的系統(tǒng)組成、建設(shè)途徑、建設(shè)模式等關(guān)鍵問題進行全面清晰闡述的文獻卻很少。對海綿城市的模糊認(rèn)識或隨意解讀，會影響對“海綿城市”的透徹理解和科學(xué)貫徹。結(jié)合編制過程中對海綿城市內(nèi)涵的深入認(rèn)識，以及長期研究和實際項目經(jīng)驗，《指南》中的“海綿城市”核心是實現(xiàn)控污、防災(zāi)、雨水資源化和城市生態(tài)修復(fù)等綜合目標(biāo)，通過機制建設(shè)、規(guī)劃調(diào)控、設(shè)計落實、建設(shè)運行管理等全過程、多專業(yè)協(xié)調(diào)與管控，保護和利用城市綠地、水系等空間，優(yōu)先利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施和科學(xué)結(jié)合灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，共同構(gòu)建彈性的雨水基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)雨水徑流的“滲、滯、蓄、凈、用、排”，應(yīng)對極端暴雨和氣候變化，恢復(fù)城市良性水文循環(huán)，保護或修復(fù)城市的生態(tài)系統(tǒng)。

海綿城市建設(shè)模式應(yīng)涵蓋以下幾方面內(nèi)容：①多職能部門與建設(shè)主體協(xié)調(diào)機制與工作銜接；②優(yōu)先推行綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，涵蓋狹義和廣義的低影響開發(fā)系統(tǒng)，并科學(xué)地整合傳統(tǒng)的灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施；③實現(xiàn)徑流總量控制、排水防澇、徑流污染控制、雨水資源化、生態(tài)和景觀等綜合目標(biāo)；④通過多層次、多專業(yè)規(guī)劃，協(xié)調(diào)、銜接控制目標(biāo)與土地利用、綠地景觀等專項規(guī)劃要求；⑤以給水排水工程專業(yè)為主體的多專業(yè)協(xié)調(diào)的新型雨水系統(tǒng)設(shè)計；⑥全壽命期的監(jiān)管、評估與調(diào)整；⑦科學(xué)的運行與維護管理。

在《指南》中，對場地設(shè)計或者地塊開發(fā)尺度，主要通過狹義的LID實現(xiàn)總量控制目標(biāo)（即年徑流總量控制率及設(shè)計降雨量）并結(jié)合地塊內(nèi)的排水管道系統(tǒng)達到新的排水標(biāo)準(zhǔn)，在條件適合并通過合理的規(guī)劃設(shè)計，也可能用LID全部或部分取代管道。而對于城市總體規(guī)劃、排水防澇規(guī)劃、水系規(guī)劃、綠地系統(tǒng)規(guī)劃等，應(yīng)主要通過廣義LID設(shè)施，兼顧和銜接管渠及調(diào)蓄池，通過科學(xué)的“源頭-中途-終端”結(jié)合和“綠-灰”基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合，才能很好地實現(xiàn)管渠、綠地、水系等灰-綠-藍空間協(xié)同作用，發(fā)揮凈化、調(diào)蓄和安全排放等多功能，實現(xiàn)排水防澇與海綿城市的綜合控制目標(biāo)。

圖1 海綿城市與低影響開發(fā)等系統(tǒng)的關(guān)系

綜上所述，海綿城市需要依靠低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)以及超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)共同構(gòu)建。狹義的LID主要控制高頻率的中、小降雨事件，以相對小型、分散的設(shè)施為主；常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)主要控制1~10年重現(xiàn)期的暴雨，包括傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的管渠、泵站等灰色雨水設(shè)施，而海綿城市需要結(jié)合GSI、BMP等新型雨水基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建綜合的蓄排系統(tǒng)實現(xiàn)對雨水的綜合控制，并結(jié)合狹義LID來進一步提升排水能力。而針對10~100年重現(xiàn)期的暴雨徑流，則主要通過超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)中的廣義LID、GSI，結(jié)合灰色雨水設(shè)施來實現(xiàn)，一般有自然或人工水體、道路和開放空間的行泄通道和大型調(diào)蓄設(shè)施等，并疊加狹義LID與常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)，共同達到對20~50年一遇暴雨甚至更高的控制目標(biāo)。而且，這三個子系統(tǒng)并非截然的分割，需整體銜接、綜合規(guī)劃設(shè)計。

必須明確的一個基本原則是，離開了綠色基礎(chǔ)設(shè)施，不可能完全靠灰色基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)海綿城市（或者水敏感性城市）的功能，這也是國際上已經(jīng)取得的共識和寶貴經(jīng)驗�；疑�基礎(chǔ)設(shè)施除了投資高，還有一個軟肋，就是它們一般屬于高碳排放的設(shè)施。

3 綜合控制目標(biāo)與各目標(biāo)間的關(guān)系

海綿城市的建設(shè)目標(biāo)涵蓋雨水徑流總量和污染物控制、雨水資源利用、峰值流量控制-排水防澇等多個分目標(biāo)。這些分目標(biāo)之間存在一定的耦合關(guān)系（見圖2），既有區(qū)別，也有聯(lián)系，它們既各司其職，又相互貢獻。

圖2 海綿城市綜合目標(biāo)關(guān)系示意

通過這些綜合控制目標(biāo)，才能有效地實現(xiàn)海綿城市更高層次的目標(biāo)，即良性的水文循環(huán)、良好的生態(tài)系統(tǒng)、優(yōu)美的城市景觀等。掌握這些目標(biāo)和它們之間的關(guān)系，并通過它們的合理取值和綜合應(yīng)用，是透徹地理解城市雨洪綜合管理、LID/GSI、水敏感性城市和海綿城市的基礎(chǔ)，也是更科學(xué)、更有效地開展雨水控制利用專項規(guī)劃和建設(shè)實施的保障，需要專業(yè)人員下大力氣掌握。

鑒于排水防澇的控制目標(biāo)已在相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定，而徑流總量控制目標(biāo)具有創(chuàng)新性，徑流污染控制目標(biāo)、雨水資源化利用目標(biāo)又主要通過徑流總量控制來實現(xiàn)，故《指南》全文重點對低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的總量控制目標(biāo)進行詳細闡述，通過全國186個城市地面國際交換站1983年—2012年的日降雨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，給出了全國不同的控制指標(biāo)分區(qū)圖，并根據(jù)各地情況，結(jié)合實際，分析了控制指標(biāo)的合理取值(詳見系列文章之降雨徑流總量控制目標(biāo)區(qū)域劃分)。

非常重要的是，這些目標(biāo)的確定都有一個科學(xué)性和經(jīng)濟合理性的問題，盲目的取大或取小都有可能違背自然規(guī)律、科學(xué)規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律。例如，不顧下游排水系統(tǒng)和水環(huán)境的條件及標(biāo)準(zhǔn)，過分增大源頭低影響開發(fā)設(shè)施規(guī)模，來實現(xiàn)對暴雨的控制目標(biāo)就不一定合理，甚至可能也不科學(xué)。因為這樣不僅會造成投資的浪費，顯著地影響整體方案的經(jīng)濟合理性，更可能因過量收集利用雨水而造成下游水文條件顯著變化甚至萎縮。當(dāng)然，在某些特殊地區(qū)，如下游管道系統(tǒng)提標(biāo)改造十分困難和代價高昂的老舊城區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后，可通過合理增大上游低影響開發(fā)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，來實現(xiàn)下游的提標(biāo)改造，也可能成為一個經(jīng)濟合理的優(yōu)選方案；或者在一些地形條件較好的丘陵和坡度條件下，地下管道和地表排水條件的綜合已經(jīng)達到很高的排水防澇標(biāo)準(zhǔn)的城區(qū)，就不一定非得盲目地全部重建管道系統(tǒng)。

因此，對于二級地塊開發(fā)階段的狹義的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，一般選擇徑流總量控制作為重要的規(guī)劃控制目標(biāo)和設(shè)計依據(jù)(詳見系列文章之城市徑流總量控制規(guī)劃指標(biāo))，同時有效分擔(dān)下游排水防澇的壓力。而對于城市大市政尺度，考慮到峰值流量控制與總量控制銜接的復(fù)雜性, 一般需要通過科學(xué)的模型模擬，合理構(gòu)建狹義LID、常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)和超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)，以及耦合雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)(詳見系列文章之城市雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)的合理構(gòu)建)，并通過綜合性規(guī)劃，來實現(xiàn)上述綜合性目標(biāo)。

掌握了上述關(guān)系和要義，LID“無用論”和“萬能論”也就不攻自破了。而如何通過量化參數(shù)與規(guī)劃設(shè)計途徑落實和分解綜合目標(biāo)，將在系列文章中進行更詳細的探討和闡述。

4 結(jié)語

上述基本概念與綜合目標(biāo)的全面理解和掌握，是推廣應(yīng)用LID和建設(shè)海綿城市的重要基礎(chǔ)條件和關(guān)鍵。實際上，規(guī)劃設(shè)計階段構(gòu)建綜合的指標(biāo)體系、應(yīng)用綠色與灰色基礎(chǔ)設(shè)施、合理選擇設(shè)施、組合系統(tǒng)、方案優(yōu)化等工作，都與概念和目標(biāo)緊密聯(lián)系，需要專業(yè)人員在清晰、全面的認(rèn)識下重點突破。在實際建設(shè)過程中，各地、各項目條件差異大，面臨問題也有所不同，也特別需要在清晰的基本概念和綜合目標(biāo)的基礎(chǔ)上，科學(xué)、靈活地應(yīng)用新型雨水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計方法。而了解國際潮流和動態(tài)，掌握不同概念和系統(tǒng)的內(nèi)涵和關(guān)系，則不會拘泥于名稱，也可避免誤解和誤讀，更好地、因地制宜地推廣現(xiàn)代雨洪管理體系，為建設(shè)海綿城市奠定基礎(chǔ)。

（本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2015年第8期“述評與討論”欄目）

微信掃一掃

獲得更多內(nèi)容