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海綿十年,韌性自然。2013年12月,習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上提出,要建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。這不僅為缺水城市的規(guī)劃建設(shè)指明了方向,還為如何走出一條中國特色城市發(fā)展道路提供了具體理論與方法。海綿城市歷經(jīng)十年時間的創(chuàng)新實踐探索,在城市內(nèi)澇、熱島效應(yīng)、黑臭水體等“城市病”治理以及城市生態(tài)環(huán)境、品質(zhì)提升等方面成效初顯。
2013年,習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上,針對中國城鎮(zhèn)化過程中出現(xiàn)的城市病,尤其是城市水少、水臟、水淹等直接影響到城鎮(zhèn)化建設(shè)質(zhì)量和居民美好生活品質(zhì)的資源環(huán)境與災(zāi)害問題,提出了在提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水,建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。
之后,京津冀協(xié)同發(fā)展座談會、中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第5次會議、中央城市工作會議等會議,也都強調(diào)要建設(shè)海綿城市。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部作為國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域的主管部門,積極貫徹落實相關(guān)會議精神和要求,結(jié)合我國古代先人的治水經(jīng)驗以及新世紀(jì)以來學(xué)習(xí)借鑒國際經(jīng)驗的工程實踐,2014年組織編制了《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)》。2015年國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》),為今后我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)轉(zhuǎn)型過程中統(tǒng)籌推進海綿城市建設(shè)作出了總體部署,要求住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部會同有關(guān)部門督促指導(dǎo)各地做好海綿城市建設(shè)工作,抓好海綿城市建設(shè)試點,盡快形成一批可推廣、可復(fù)制的示范項目,經(jīng)驗成熟后及時總結(jié)宣傳、有序推進。中央財政發(fā)揮“四兩撥千斤”的作用,支持了全國30個城市開展海綿城市建設(shè)試點,同時也帶動了各省市開展海綿城市建設(shè)工作。歷經(jīng)“十三五”期間的試點,海綿城市建設(shè)形成了一批可推廣、可復(fù)制的成果經(jīng)驗,其理念和做法被廣為認(rèn)可和接受。“十四五”期間,在試點工作取得成功的基礎(chǔ)上,為進一步擴大范圍、推廣應(yīng)用,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部一鼓作氣,吹響了“系統(tǒng)化全域推進海綿城市建設(shè)”的號角,在中央財政的繼續(xù)支持下,又先后開展了3批60個城市的海綿城市建設(shè)示范。自此,海綿城市建設(shè)由試點走向示范,逐步成為我國現(xiàn)代城市建設(shè)的“標(biāo)配”。
海綿城市的定位
城市是人口高度聚集、社會經(jīng)濟高度發(fā)達的地區(qū),也是資源環(huán)境承載力矛盾最為突出的地方。改革開放以來,我國進入了城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段,城鎮(zhèn)化率從1979年的不到20%,發(fā)展到當(dāng)今的65%左右,年均增幅接近1%。在傳統(tǒng)城市建設(shè)理念的影響下,城市下墊面過度硬化,城市的“地穿甲”割裂了山水林田湖草的生態(tài)系統(tǒng),改變了原有的自然生態(tài)本底和水文特征,切斷了水的自然循環(huán)過程,破壞了城市水文徑流特征的原真性(見圖1);同時,城市建設(shè)高強度開發(fā)、填湖(塘)造地、伐林減綠、忽略或任意調(diào)整豎向關(guān)系等粗放做法,在加快雨水產(chǎn)匯流的同時,也加大了降雨徑流量和匯流峰值。
圖1 城鎮(zhèn)化前、后水文特征變化
天然下墊面本身就是一個巨大的自然海綿體,對降雨具有吸納、滲透和滯蓄的“海綿”效應(yīng),從而對雨水徑流起到一定的控制作用,產(chǎn)生涵養(yǎng)地下水、維系水生態(tài)等功效。當(dāng)降雨通過下墊面的吸納、滲透、滯蓄等作用達到飽和后,會通過地表徑流自然排泄,即“滿則溢”。以中國北方城市為例,城市開發(fā)建設(shè)前,在自然地形地貌的下墊面狀況下,70%左右的降雨可以通過自然下墊面滯滲到地下,涵養(yǎng)了本地的水資源和生態(tài),只有20%~30%的雨水形成徑流外排。而城市經(jīng)過開發(fā)建設(shè)后,由于建筑、道路、廣場等設(shè)施建設(shè)導(dǎo)致的下墊面硬化,70%~80%的降雨形成了地表快速徑流,僅有20%~30%的雨水能夠入滲地下,呈現(xiàn)了與自然相反的水文現(xiàn)象,不僅破壞了自然生態(tài)本底,也使自然海綿體“地穿甲”而喪失了“海綿效應(yīng)”,導(dǎo)致所謂的“逢雨必澇、雨后即旱”;同時,也帶來了水生態(tài)惡化、水資源緊缺、水環(huán)境污染、水澇災(zāi)害頻發(fā)等一系列問題。
海綿城市建設(shè)是一種現(xiàn)代城市發(fā)展理念。針對上述城市建設(shè)的現(xiàn)狀,《指導(dǎo)意見》明確提出,海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設(shè)管理,充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。同時要求堅持生態(tài)為本、自然循環(huán)。充分發(fā)揮山水林田湖等原始地形地貌對降雨的積存作用,充分發(fā)揮植被、土壤等自然下墊面對雨水的滲透作用,充分發(fā)揮濕地、水體等對水質(zhì)的自然凈化作用,努力實現(xiàn)城市水體的自然循環(huán)。建設(shè)海綿城市是統(tǒng)籌發(fā)揮自然生態(tài)功能和人工干預(yù)功能(即灰綠結(jié)合、藍綠融合),有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展模式,有利于修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)水資源、改善水環(huán)境、加強城市排水防澇能力,提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量,促進人與自然和諧共生。
建設(shè)理念與方法
早在先秦時期中華先賢就發(fā)明了梯田,雨水的地表徑流通過人工修建的坎壩或魚鱗池塘,歷經(jīng)“滲、滯、蓄、用、排”徑流過程,既灌溉了農(nóng)作物、調(diào)蓄了水資源、防止水土流失,又不破壞水的循環(huán)和水文規(guī)律,很好地解決了人、地、水的關(guān)系,是世界上堪稱經(jīng)典的人類雨水管理方法,相關(guān)梯田被聯(lián)合國教科文組織列入了世界文化遺產(chǎn)名錄。中國古人也將此“師法自然”的人與自然和諧相處的發(fā)展方式引入了當(dāng)時的城邑和宅舍建設(shè)中。在研究中國先賢治水古法的基礎(chǔ)上,筆者根據(jù)自然下墊面對雨水徑流的水文特征及灰綠設(shè)施組合的功能要求,為了更好地讓大家理解和把握海綿城市建設(shè)的要義,在2014年組織編寫住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《海綿城市建設(shè)指南》時,首次提出了“滲、滯、蓄、凈、用、排”的海綿城市建設(shè)方略,現(xiàn)已成為中國式海綿城市建設(shè)的“六字箴言”。2015年被寫入《指導(dǎo)意見》:綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施,最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。
海綿城市建設(shè)理念是針對當(dāng)前我國城市排水只重視“末端治理”而忽略源頭減排的作用、重地上輕地下、碎片化等普遍問題,提出的“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”理念。
源頭減排是針對當(dāng)前對城市雨水管控只顧“末端”不管“源頭”的現(xiàn)象提出的。末端治理不僅不利于降雨通過自然下墊面的水文屬性的作用發(fā)揮,還會由于源頭建設(shè)失控、過度硬化而加大降雨產(chǎn)匯流,使得灰色設(shè)施投入和運維費用高企。源頭減排要求最大限度地減少或切碎硬化面積,充分利用自然下墊面的滯滲作用,減少或減緩地表徑流的產(chǎn)生,實現(xiàn)涵養(yǎng)生態(tài)環(huán)境、積存水資源、凈化初雨污染的過程。從降雨產(chǎn)匯流形成的源頭,改變過去簡單的快排、直排做法,通過豎向控制、微地形設(shè)計、園林景觀等非傳統(tǒng)水工技術(shù)措施控制地表徑流(見圖2),發(fā)揮下墊面“滲、滯、蓄、凈、用、排”的耦合效應(yīng)。當(dāng)場地下墊面對雨水徑流達到一定的飽和程度(即海綿吸附飽和后)或設(shè)計要求后,使其自然溢流排放至城市的市政排水系統(tǒng)中,以此維系和修復(fù)自然水循環(huán),實現(xiàn)雨水徑流及面源污染源頭減排的控制要求,也有利于從源頭解決雨污分流、錯接混接等“鳩占鵲巢”的問題。
圖2 徑流控制轉(zhuǎn)化概念示意
過程控制強調(diào)采用灰綠結(jié)合以及現(xiàn)代IT技術(shù)在線管控(RTC)手段,通過優(yōu)化綠、灰設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計與運行管控,對雨水徑流匯集進行控制與調(diào)節(jié),延緩或者降低徑流峰值,避免雨水產(chǎn)匯流的“齊步走”,實現(xiàn)灰色設(shè)施系統(tǒng)的效能最優(yōu)、最大化。利用綠色設(shè)施滲、滯、蓄對雨水產(chǎn)匯流的滯峰、錯峰、消峰等綜合作用,減緩雨水共排效應(yīng),使從不同區(qū)域匯集到城市排水管網(wǎng)中的徑流雨水不再同步集中泄流,而是有先有后、參差不齊、“細水長流”地匯流到排水系統(tǒng)中,從而降低排水系統(tǒng)的收排壓力。依靠大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等智慧管控手段,實現(xiàn)灰綠耦合系統(tǒng)運行效能的最大化。
系統(tǒng)治理要從生態(tài)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、設(shè)施系統(tǒng)、管控系統(tǒng)等多維度去解決系統(tǒng)碎片化的問題。一是要從生態(tài)系統(tǒng)的完整性上來考慮,避免生態(tài)系統(tǒng)的碎片化。水是重要的生態(tài)環(huán)境載體,治水絕不能“就水論水”,要牢固樹立“山水林田湖草沙”生命共同體的思想,充分發(fā)揮“山水林田湖草沙”等自然地理下墊面對降雨徑流的積存、滲透、凈化作用。二是要建立完整的水系統(tǒng)觀。水環(huán)境問題的表象在水上,但問題的根源在岸上,事是人為。應(yīng)充分考慮水體的岸上岸下、上下游、左右岸水環(huán)境治理和維護的聯(lián)動效應(yīng)。三是要以水環(huán)境目標(biāo)為導(dǎo)向,建立完整的污染治理設(shè)施系統(tǒng)。構(gòu)建從產(chǎn)匯流源頭及污染物排口,到管網(wǎng)、處理廠(站)、受納水體“源-網(wǎng)-廠-河”的完整系統(tǒng)。對城市雨洪管理,也要構(gòu)建從源頭減排設(shè)施(微排水系統(tǒng))、市政排水管渠(小排水系統(tǒng))到排澇除險系統(tǒng)(大排水系統(tǒng)),與城市外洪防治系統(tǒng)有機銜接的完整體系。四是要構(gòu)建完整的“規(guī)、建、運、管”管控系統(tǒng)。科學(xué)編制規(guī)劃。在編制城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃以及道路、綠地、水等相關(guān)專項規(guī)劃時,要將雨水年徑流總量控制率作為其剛性控制指標(biāo);在劃定城市藍線時,要充分考慮自然生態(tài)空間格局,建立區(qū)域雨水排放管理制度,明確區(qū)域排放總量,不得違規(guī)超排。嚴(yán)格實施規(guī)劃。將建筑與小區(qū)雨水收集利用、可滲透面積、藍線劃定與保護等海綿城市建設(shè)要求作為城市規(guī)劃許可和項目建設(shè)的前置條件,保持雨水徑流特征在城市開發(fā)建設(shè)前后大體一致。在建設(shè)工程施工圖審查、施工許可等環(huán)節(jié),要將海綿城市相關(guān)工程措施作為重點審查內(nèi)容;在工程竣工驗收報告中,應(yīng)寫明海綿城市相關(guān)工程措施的落實情況,提交備案機關(guān)。五是要建立一套科學(xué)的、完善的運維管理制度,避免管理碎片化、責(zé)任主體不落實。俗話說“三分建、七分管”,如果管理不到位,建設(shè)再好的設(shè)施系統(tǒng),也難以發(fā)揮效能。
中國海綿城市建設(shè)歷經(jīng)十年實踐,其理念不僅在國內(nèi)得到廣泛認(rèn)知和推廣,也被國際同行高度關(guān)注和認(rèn)可,已成為現(xiàn)代城市建設(shè)的中國范例。
作者簡介:章林偉,教授級高級工程師、注冊公用設(shè)備工程師。中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會會長,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)委員會城鎮(zhèn)水務(wù)專業(yè)委員會副主任。長期從事城鎮(zhèn)水務(wù)政策制度的研究制定與管理;熟悉城鎮(zhèn)供水、污水處理與資源化利用、排水防澇、黑臭水體治理、城市水環(huán)境治理與修復(fù)、海綿城市建設(shè)等方面的發(fā)展現(xiàn)狀及政策機制;提出了“滲、滯、蓄、凈、用、排”和“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的海綿城市建設(shè)方法與實施路徑。
(轉(zhuǎn)自中國建設(shè)報)