基于海绵城市建设理念的系统治水思路

我国自2013年提出建设“自然渗透、自然积存、自然净化”的海绵城市以来，在中央政策的大力支持下，海绵城市无论是在理念引领、试点建设，还是政策制度方面，均取得很大进展。几年来，受益于中央政策和各级财政的大力支持，30个国家级海绵试点城市、69个省级海绵试点城市开展了轰轰烈烈的试点工作，探索海绵城市建设机制和模式，多个海绵小区、海绵道路、海绵公园初具规模，初见成效。截至目前，国家两批海绵试点城市已顺利通过验收，并开始了示范城市的建设。海绵城市建设成效主要体现在海绵理念深入人心，“绿色、生态”家喻户晓，不仅在国内引起社会的广泛关注，而且在国际上也产生了很大影响。英国的《卫报》及美国的《大西洋月刊》、有线电视新闻网、《城市视野》等都有所报导，认为“西方国家还没有将其用于城市尺度的建设 ，仅仅是将其用于局部尺度现有基础设施的修补”。而中国将海绵城市理念纳入宏大的城市建设计划之中。

为了将海绵城市的理念更好地付诸实践，中国城市规划设计研究院谢映霞根据几年来海绵城市建设的实践,总结出以上几点海绵城市建设中需要特别关注的问题,这些都是影响海绵城市建设成效的关键环节,希望引起读者的重视。做好这些环节,就可以实现有效控制峰值流量、峰现时间,降低水体污染,促进水资源综合利用的最终目的。

引用格式：谢映霞.基于海绵城市建设理念的系统治水思路[J].北京师范大学学报（自然科学版），2019，55(5):552

1.海绵城市实践

当前，在生态文明建设思想的指导下，转变以往粗犷的城市开发建设模式，创造绿色、生态、宜居的美好环境已形成共识，在生态文明建设的大潮中海绵城市的理念和实践功不可没，海绵城市建设成效显著。

排水能力显著提高。我国城市排水系统普遍标准偏低、防涝体系缺失，内涝频发等问题严重影响了城市的正常运行和人民群众的生命财产安全。通过海绵城市建设，各城市在评估现状排水防涝能力和内涝风险的基础上，构建了源头减排、排水管渠、排涝除险、应急管理的综合排水防涝体系，消除了多个城市积水点。

水环境质量明显改善。各试点城市以海绵城市理念为指导，开展了城市水污染治理和水环境质量提升工作。通过实施污水管网建设、雨污混接错接及分流改造、截污工程建设、合流制溢流污染控制、水体清淤、河道生态修复、再生水利用和雨水补充基流等措施，基本消除了试点区内黑臭水体，水环境质量较试点建设前有明显改善，形成水畅水清、岸绿景美的休闲滨水景观带，同时建立长效机制确保长治久清。

生态环境质量大大提升。海绵试点过程中，通过城市湿地、湖泊、大型山体公园的建设，形成了完善的绿色基础设施体系，极大地拓展了城市“蓝”、“绿”空间，有效提高了城市生态品质，根本性提升了城市核心竞争力。试点城市建设的一批海绵项目成为群众休闲游憩的好去处，也发挥了涵养水源、净化水质、降低城市热岛效应、调节城市小气候等生态功能，还为生物提供了栖息地，恢复了城市生物多样性。

群众获得感、幸福感明显增强。各城市均采取“海绵+”、“+海绵”推进模式，将海绵城市建设与城市基础设施建设相结合，统筹海绵城市建设、棚户区改造、老旧小区改造、黑臭水体治理、建筑节能改造、城市管廊建设、城市绿色基础设施建设，解决市民的迫切需求。海绵城市建设通过“共谋、共建、共管、共评、共享”，全过程鼓励、引导、强化公众参与，对居民而言，最直观的就是实现了“水清岸绿、水通河畅、小区环境显著提升”，居民获得感、幸福指数显著提高。

众所周知，我国市政基础设施底子薄、欠账多，通过海绵城市建设，加快了管网系统升级改造，缓解了初期雨水污染和合流制溢流污染，助力黑臭水体整治，提升排水防涝能力，促进水资源涵养和雨水资源综合利用，推进老旧小区改造，使人居环境得到改善。

2.值得关注的几个问题

澄清海绵城市概念

说起海绵城市，大家经常不在一个语境下谈论，有人认为海绵城市是一种理念，它包括城市涉水建设中的所有内容，也有人认为，海绵城市就是低影响开发系统（LID）,即雨水的源头管理，因此，有必要说明海绵城市的概念和定义，以统一概念，明确内涵，达成共识。

随着海绵城市理念的深入和试点城市项目的进展，海绵城市的概念和内涵向广度和深度延伸。建设海绵城市已成为业内和全社会的共识，以保障水安全、治理水环境、涵养水资源、改善水生态为目标的海绵城市建设正得到越来越广泛的认可。海绵城市建设已从雨水的源头减控发展为综合治水的国家战略。城市中水的问题非常复杂，既相互关联，又自成系统，海绵城市将这些子系统整合起来，提出综合解决城市内涝、水环境污染、水资源利用和水生态保护的最佳方案。因此，海绵城市建设把黑臭水体整治、排水防涝、水资源利用和水生态保护有机地结合起来。这是一项复杂的系统工程，涉及排入河道的出口、污水截留干管、市政及小区管网收集系统、污水处理、再生水利用等。由此可见海绵城市建设内容涉及城市建设的很多方面，除了在建筑与小区、道路与广场、公园与绿地采取源头控制的措施外，还涉及绿色基础设施和灰色基础设施的建设，包括市政基础设施的建设、改造和优化。无论采取何种 “渗透、滞流、蓄存、净化、利用、排放”手段和措施，目的都是缓解城市内涝、控制水体污染、提高雨水资源利用率，实现城市的可持续发展。

提高海绵城市建设的系统性

要使海绵设施发挥功效，必须强调海绵城市建设的系统性。要做好海绵城市建设的顶层设计，即科学编制海绵城市专项规划和系统化方案。针对海绵城市建设中系统性不强的问题，城市建设主管部门提出了城市水生态、水环境、水资源和水安全的海绵城市建设绩效综合考核指标，引导城市系统治水、综合治水、生态治水。

海绵城市建设是个系统工程，这是由水的特点决定的。因为水是成系统的，水有流域的概念、上下游的概念，解决水的问题，不能就水论水，要岸上、岸下一并考虑，厂网河湖统一谋划。同时要实现设计、运行、调动、管理各个环节的协调操作，只有这样，才能实现海绵城市建设的系统性。

图1显示的是源头、过程、末端各个环节对雨水径流的控制流程。其中各环节控制的降雨量是示意性的，各城市可根据各自的降雨特征和地形地貌特点确定。

图1 雨水径流控制流程

注重管网系统改造

城市排水管网是水系统循环中的重要环节，是当前提质增效工作的重中之重。现今城市排水管网的改造得到越来越多的关注。

说到城市排水管网，就不得不提排水体制的确定与合流制溢流污染的控制。合流制溢流污染是造成水体严重污染的重要原因之一，也是一个普遍性的世界性难题。目前国内外合流制排水系统的使用仍然非常广泛。德国、日本、英国和美国等国家的城市都有很多地区采用合流制排水系统。在我国，尤其是老城区依然沿用着合流制排水系统，例如北京、天津、上海、杭州、武汉、厦门等历史悠久的发达地区，基本都保留了很大比例的合流制排水系统。因此，城市要花大力气进行合流制溢流污染的防治，从根本上改善水环境。

污水处理厂进水COD质量浓度过低，反映出我国排水收集系统存在的严重问题，特别是污水管网系统的不完善。我国排水设施建设标准低，年久失修，欠账很多。雨污管道的错接、混接成为常态，既大大降低了管网收集系统的效率，也造成水环境的污染。降雨时大量雨水随污水进入污水处理厂，旱季时大量溪水、清水和地下水随污水进入污水处理厂，增加了污水处理构筑物的处理负荷，破坏了处理系统中微生物的生物活性，导致污水处理厂无法正常运行，使污水难以达标排放，造成城市水环境的严重污染。海绵城市建设落实国务院《水污染防治行动计划》，结合黑臭河整治，在管网收集系统的改造、优化上下功夫，有步骤地实施雨污分流，清污分流，大大加快了我国合流制溢流污染改造的治理进程，推进了水污染防治这一关乎人民群众切身利益的重大工作的进展。

合理划分汇水分区

在规划编制和建设中必须注重汇水分区，汇水分区是合理组织径流的前提，也是对排水现状进行评估、优化的基础。只有汇水分区划分合理了，才能体现径流组织的合理性，海绵城市建设的实效才能得以体现。

汇水分区的划定不能简单按照行政边界或者控规编制单元确定，必须根据地形地貌、管网、河道等因素综合确定。可以借助遥感、GIS等先进的技术手段，识别天然的汇水路径，根据需要调整排水分区，控制好竖向高程，使径流有组织地排放，使雨水有效进入源头控制设施，发挥低影响开发设施的功效。

海绵城市建设强调在一个汇水分区内解决问题，在一个汇水分区 （排水分区）内要按照“源头减排、过程控制、系统治理”的要求进行设计和实施，实现年径流总量控制率等目标要求；要结合各类海绵设施的要求合理布局，统筹协调，近远期相结合。

严格做好竖向控制

场地开发对排水通道影响较大，局部地带会发生汇水面积改变，甚至反向、河流水系改道等情况，直接影响城市排水防涝的安全。

在以往的城市建设中，由于重建设，轻环境，对大规模开发建设后改变地形地貌的影响认识不够，结果排水通道堵塞、排水路径改变，造成先天的安全隐患。因此城市建设中必须高度重视竖向控制，充分研究城市的道路标高、场地竖向，有组织地进行雨水径流排放，确保城镇排水防涝防洪的安全。

科学确定特征指标

商业、居住、工业等城市开发将改变下垫面条件，从而引起产流、汇流、雨水径流污染特征的改变，导致对下游自然河流 、湖泊、湿地和其他天然水生生态系统不可预见的损害，带来城市水的问题。

为缓解城市开发对水环境的影响，应尽可能保持土地开发前的水文生态指标，水质、水量和生态等特征指标。下面以《新西兰奥克兰市LID设计管理导则》为例，介绍几个雨水径流控制的核心指标，供读者参考。

1）水质指标。相当于年径流总量控制率，即LID设施提供的设计场次降雨条件下不外排的雨水调蓄容积。它的作用是LID设施通过截留包含泥沙和污染物的雨水径流，从而清除部分悬浮沉淀物，清除附着在沉淀物上的微量金属、营养物、油脂类及细菌等污染物。实现此目标的设计雨量为2年一遇24 h设计雨量的1/3，约26 mm。

2）水量指标，相当于峰值控制指标。它的作用是设置雨水源头调蓄控制设施，削减外排径流峰值。实现此目标的雨量取24 h设计暴雨。

对降雨概率2年、10年甚至100年一遇24 h的降雨事件，保持土地开发后径流峰值流量不大于土地开发前。

3）水生态指标。它的作用是控制缓排流量，工程中一般利用雨水源头调蓄设施，通过出口排水流量实现控制。调蓄容积根据汇水区域内24 h降雨产生的径流量计算得出，排水流量控制以雨后24 h排空为目标计算所得。新西兰采用的指标是控制24 h 34.5 mm降雨产生的径流量。通过调蓄设施控制一定标准下的小雨量，实现未开发状态的缓排效果。对于小雨量事件场次多的城市，这个控制指标对受纳水体基流特征和河道物理结构的稳定性起着重要作用。

最后，值得一提的是任何工程建设都是一定标准下的建设，超过这个标准，系统就会失效或降低效果，海绵城市建设也不例外。超过建设标准的事件发生主要靠应急体系来应对。因此要格外重视应急机制的建设，加强预警预报和应急反应、实施合理调度，注重非工程措施的应用，提高全民的防灾意识，最大限度地减少灾害损失。