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关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考

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习近平总书记指出,解决城市缺水问题,必须顺应自然,要建设”海绵城市”。什么是海绵城市?如何规划、设计、建设和管理好海绵城市?是值得研究和深入实践的重要课题。笔者结合国内外城市建设和水生态文明建设的一些理念和案例,就海绵城市建设的内涵、思路、技术和政策问题提出一些看法。

1海绵城市建设提出的背景及其基本内涵

当前,中国城市化的快速发展带来了不少新的问题。例如,城市规模不断扩大,不少湖泊被填埋,人口在增加,水资源越发紧缺;城市的硬质路面比例大大增加,城区的水文、水力特性明显改变,城市防洪压力很大;加上过去的城市排水管网设计以“快速排除”和“末端集中”控制为主要设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转,难以应对大流量的雨洪。据有关统计资料,过去三年,全国有超过360个城市遭遇过内涝,其中60多个城市单次内涝时间超过12 h,淹水深度超过0.5 m,北京、深圳、长沙等城市出现人员伤亡,造成生命和财产损失。另外,我国1 100座城市缺水,而雨水又没有得到合理利用,雨水利用潜力巨大。

为此,社会各界对城市的排水系统和节水问题提出质疑。如果可以把雨水最大限度地收集利用,经济社会效益将十分显著。在自然和城市建设面前,科学家和研究人员一直寻找一种两全其美的方式,用自然的力量调蓄雨水、节约用水和减少洪水带来的威胁。

国际经验和实践表明,在提升城市排水系统时完全可以优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,把自然和城市建设融合起来,实践证明是有效的。美国、澳大利亚以及欧洲的城市建设和雨水利用给我们提供了很好的借鉴,这些国家提出了低影响开发、水敏性城市设计、水资源综合管理等理念,在城市规划设计中得到了很好的应用。澳大利亚研究提出了城市洪水、供水、排水、污水、雨水利用和中水回用系统治理的水资源综合管理软件系统工具包(IWM Toolkit),在悉尼波特尼地区应用后,通过模型计算和优化分析,市政供水需求减少55%,污水向河流排放减少80%,实现了节水减排防洪的综合目标,促进了悉尼的水环境改善。

中国在学习借鉴国外知识和经验的基础上,进行了生态城市、低碳城市、智慧城市、水生态文明城市建设的实践,并创新地提出了建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”的伟大构想。所谓海绵城市,就是比喻城市像海绵一样,遇到降雨能就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化、调节水循环;在干旱缺水时可以将续存的水释放出来,并加以利用。海绵城市具有自然循环的“绿色海绵”系统,整个城市容易适应新的环境,遭遇水灾害后快速恢复,而且不危及其中长期发展,能够让城市弹性适应环境变化和自然灾害。例如,陕西西咸新区沣西新城,规划建设了小区内部、市政道路、景观绿化、中央雨洪四级系统,实现了

雨水的综合利用。每年收集利用雨水4 000m3,城市防洪能力提升2倍,节约景观式浇灌用水资金1亿元。

“海绵城市”的关键在水,其重要的水特征决定了其基本的内涵应该包括以下几个方面:

(1)城市水功能协调。主要体现在城市用水能够很好地满足用于居民生活饮水、工业用水、农业用水和绿化灌溉、生态环境用水,城市吸水、排水和雨洪利用协调等。

(2)城市水节约高效。主要体现在城市用水按照节水优先的原则,重视雨水利用、中水回用、水循环利用,节水政策到位,节水技术普及,节水文化深入人心等。

(3)城市水环境优美。主要体现在城市水系规划顺应人水和谐理念,水污染治理有效,水质达标,水生态环境适应生物和人类生存等。

(4)城市水管理完善。主要体现在水管理的体制、机制完善,法律法规健全,水灾害应急管理措施到位等。

2《海绵城市建设技术指南》及其主要内容

为大力推进海绵城市建设,节约水资源,保护和改善城市生态环境,促进生态文明建设,住房和城乡建设部编制了《海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建》(以下简称《指南》)。《指南》明确了海绵城市的概念和建设路径,提出了低影响开发的理念,提出了建设的基本原则,规划控制目标分解、落实及其构建技术框架,明确了城市规划、工程设计、建设、维护及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法。

《指南》的发布实施为各地深入开展海绵城市建设提供指导和依据。一是指导各地海绵城市建设过程中落实低影响开发的内容,二是指导新建、改建、扩建项目配套低影响开发设施的设计、实施和管理,三是指导政府部门监督实施海绵城市建设工作。同时明确,海绵城市建设应遵循“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”的基本原则,统筹建设低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统,从对城市原有生态系统进行保护、生态恢复和修复、低影响开发等方面着手实施。

《指南》的主要内容包括总则、海绵城市与低影响开发雨水系统、规划、设计、工程建设和维护管理共六章,并提供了部分参考案例。《指南》提出,城市总体规划中要明确低影响开发的策略和重点建设区域,同时对城市水系、绿地系统、排水系统、道路系统等专项规划也明确了如何落实低影响开发的设计要点。《指南》要求,各地城市将建立“渗、蓄、滞、用、排”五位一体的新型城市雨水处理系统,把80%左右雨水留住,以便涵养水源,改善城市生态效益。

《指南》规定了海绵城市建设的规划控制指标,主要包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。要求各城市根据实际情况,结合当地水环境突出问题、经济合理性等因素,有所侧重地确定低影响开发径流控制指标。

《指南》从城市建筑与小区、道路、绿地与广场、水系低影响开发雨水系统建设项目等方面提出了设计的程序和要求,特别指出,低影响开发设施的规模应根据设计目标,经过水文、水力计算得出,有条件的应通过模型模拟对设计方案进行综合评估,并结合技术经济分析确定最优方案。《指南》建议了一些低影响开发技术的不同形式,如透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、植草沟、渗渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施等。

《指南》还就工程建设、维护管理提出了明确要求,并介绍了近年来国内一些低影响开发和雨水利用工程方面的案例。

总之,低影响开发以蓄留、分流、渗透、净化的源头控制理念解决了传统雨水管理技术所带来的问题,有效地减轻了城市化对水循环过程带来的负面影响,营造出舒适宜人的水景观,对实现生态设计、加强公众教育与参与、指导城市的新区建设和旧区修复意义重大。

3编制海绵城市建设方案的基本思路

根据习近平总书记的关于加强海绵城市建设的讲话精神,国家财政部、住房和城乡建设部、水利部联合发文,决定在全国开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。通知要求,试点城市应将城市建设成为具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体,提高城市防洪排涝减灾能力。各试点城市必须首先组织编制海绵城市建设方案。通知指出,实施方案应体现“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设、全面协调、技术先进”等基本原则,实施期为20152017(至少含1年的项目运营期)。主要内容包括城市现状、实施目标任

务、实施项目内容、保障措施等。能否编制出适合当地实际的海绵城市建设方案,是海绵城市建设能否成功的关键。

首先,要认真理解海绵城市建设的主要内容。海绵城市建设内容丰富,至少应该包括以下几个方面的工作:

(1)规划确定城市需求的水资源的量和质。要认真研究城市区位条件、地质水文条件、降雨特性、洪涝特点、水资源条件、水环境与水生态状况等,分析城市河湖水系、城市排水防涝系统现状,根据城市经济发展和人民生活需求,评估城市防洪、排水防涝能力与内涝风险,找出城市建设和管理面临的水问题与对策出路等。

(2)建设城市人水和谐的水生态系统。围绕海绵城市建设要求、最严格水资源管理制度,要开展城市水生态系统的保护与修复;建设雨水利用与中水回用系统工程。

(3)城市低影响开发规划、设计和建设。在城市总体规划的指导下,做好城市水系专项规划、绿色建筑、绿地系统专项规划、道路与交通专项规划等。规划“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程总体布局,通过技术经济比较,确定各项工程措施的建设内容、建设标准,明确投资规模、资金来源、执行进度安排、近期建设规划等。

(4)城市环境管理与运营,维护城市健康。包括投入机制、绩效考核和监督机制建设、其他制度机制建设等保障性措施。

其次,要充分把握编制实施方案的总体思路。在编制海绵城市建设实施方案的过程中,强调的是低影响开发,必须遵循以下思路:

(1)节水减排,系统治理。坚持节水优先的原则,对城市的水资源需求进行水平衡计算,实施水资源综合管理,系统优化配置水资源。优化市政供水,降低城市排水,减小洪涝灾害。

(2)人水和谐,自然生态。合理控制开发强度,优先考虑自然生态,减少开发对自然环境的影响。留足生态用地,增加水域面积,促进雨水积存净化。必须通过特殊的规划设计让绿地、花园、道路、房屋、广场等成为滞留雨水的绿色设施。

(3)综合规划,阶段实施:统筹城市发展对水资源和环境的要求,进行综合规划,分阶段建设实施。要根据城市的不同特点,突出个性和特色。选择试点,逐步推广经验。

第三,要重视对城市“海绵体”的建设。城市的规划建设在应对暴雨洪水时应当扭转观念,把工作重点转移到增加城市的调蓄能力上来,关键是要多建能吸水的“海绵体”。要把建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体,作为提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力的目标。“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。既要保护原有的河、湖、池塘等天然水系,维护城市开发前的自然水文特征;又要恢复被破坏的水生态,加强水环境治理,创造城市发展的生态空间。

根据《指南》,海绵城市建设的侧重在于下渗,将雨水转化为可利用资源,强调优先利用植草沟、雨中花园、下凹式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“缓排缓释”和“源头分散”控制为主要设计理念。在进行植被种植过程中,南北方因土壤、气候等不同,植被选择也不同,不同地区应该因地制宜,合理规划,选择适合本土的植被。同时要保护好原有绿色植物,扩大绿色植物覆盖面积。

第四,建立“渗、蓄、滞、用、排”五位一体的新型城市雨水处理系统。城市是人类文明的象征,淡水资源是人类赖以生存的生命线,但随着经济的发展,城市的淡水资源越来越少,其实雨水综合利用是解决城市水环境的重要措施之一。但因城市雨水没有得到合理控制和利用,导致雨水成为城市面源污染的主要来源之一。除此之外,薄弱的基础设施难以抵抗暴雨的冲击,城市内涝,水污染和水危机,严重威胁了人们的生活环境和经济增长,雨水综合利用是改善和构建良好城市水环境的重要措施。完善的规划设计以及优良的产品,再加上良好的安装控制,可以通过雨水综合利用削减洪峰,减少城市内涝,以及缓解城市水体面源污染,提升地下水位,同时储存在城市地下的雨水可以抽取出来,浇灌绿化,冲洗车辆,景观补水,冲厕补水等之用。

所以,要把雨水作为可以利用的宝贵资源,通过使用雨水,减少对城市供水的需求量,减少雨洪排放量;通过减少径流量,减轻暴雨对城市运行的影响。要建立完善合理的城市排涝工程体系。

第五,要重视新技术应用和维护管理的问题。在方案编制过程中,要运用国际通用的模型理论和技术,合理确定低影响开发控制目标与指标,科学规划布局和选用低影响开发设施及其组合系统。设计应用国内外先进的雨水渗透、储存、净化等先进的处理技术,统筹建设低影响开发雨水利用系统、城市雨水内涝排水系统、超标雨水径流排洪系统。在管理方面,要保证低影响开发设施与主体工程建设,同时设计、同时施工、同时投入使用。建立完善的规章制度,确保雨水设施的良性运行。

4海绵城市建设政策建议

海绵城市建设是一个新课题,有不少政策问题值得探讨。提出如下建议:

首先,海绵城市建设必须政府主导。海绵城市建设涉及很多部门和社会利益,城市人民政府应该成立工作领导小组,加强顶层设计,统筹这项工作。省级、市级政府推进海绵城市建设工作的意愿是否强烈,是否有能力将试点工作打造成可示范推广的样板工程,是否建立各部门协调联动机制等,直接关系到海绵城市建设能否成功。

其次,审批环节必须到位。要将海绵城市建设要求纳入“两证一书”、施工图审查、开工许可、竣工验收等城市规划建设管控环节;要建立城市河湖水系的保护与管理机制,建立低影响开发控制和雨水调蓄利用的建设管理制度等。

第三,要建立投入机制。海绵城市建设离不开投入,要研究投资规模是否经济合理,建设和运营成本核算是否清晰,是否有效整合现有资金渠道加大政府投入等。应该积极倡导采取政府和社会资本合作(PPP)模式,实现政府和社会资本的有效合作。

第四,要实行奖励机制。海绵城市建设社会效益明显,应该设立奖励机制,调动各个城市和项目业主的积极性。建议研究设计一套合理公平的奖励政策,对节水减排效益突出、海绵城市建设规范的建设项目或者城市给予奖励。

第五,要强调社会参与。无论是城市的洪水灾害还是节约用水,都涉及千家万户的百姓,所以海绵城市的建设也要动员全社会的参与,要把这些先进的理念和具体的要求,通过宣传、示范、推广等途径,形成一种文化、思维或者习惯,深入人心,促进海绵城市的建设。

第六,要鼓励国际合作。国际上有许多城市建设和管理的成功经验,要加强国际交流和合作,通过人员培训、技术咨询、专家指导等模式,借鉴国外的理念、技术、政策,为我国的海绵城市建设服务。

总之,海绵城市概念的提出,使得城市在强大的自然面前可以收放自如。构建海绵城市的目的,是为了创造适应城市生物和人类生存的和谐生态环境。尽管在建设过程中还存在很多的问题和困难,但这是我们实现可持续发展的良好出路,是人类城市发展与自然和谐共处的有效途径。只要我们共同努力,就一定能够创建具有中国特色的海绵城市建设之路。

2020年6月18日 11:49
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