２０１５年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集中国海绵城市建设面临的问题及对策研究郑昭佩１，苏萍２（１．山东师范大学地理与环境学院，山东济南２５００１４；２．济南市平阴县环保局，山东济南２５０４００）摘要：在全球气候变化的背景下，近年来降水的季节变化更加明显。而中国目前己进入快速城镇化阶段，大城市的扩展和新城市的建设，使城市用地大量增加。城市中硬化地面使雨水迅速形成地表径流，使城市排洪压力和城市水资源亏缺程度均明显增加。减小城市建设对水文过程的影响，使雨水在城市区域以适当的方式蓄存起来，以消减城市洪水强度并增加城市水资源的可利用量成为现代城市建设的现实需要。在此背景下，海绵城市理念应运而生，本文在介绍海绵城市的内涵的基础上，分析了海绵城市建设的意义、面临的问题，进而提出了中国建设海绵城市的策略，以期为城市化的健康发展提供有益的借鉴。关键词：海绵城市；城市洪水：水资源危机：合理利用城市建设改变了城市建设区域的下垫面性质，因城市建设形成的硬化地面使得雨水很快地通过地表径流或地下排水管道排走，城市区域的雨水很少补充地下水，甚至很少被城市中的绿地、景观水体等自然生态系统利用；而城市区域过量抽取地下水又使地下水位下降，导致地下水不能补给地表水，加上水环境污染等原因，引起城市水生态系统恶化，进而造成城市这种经济社会自然复合生态系统的整体退化，阻碍了城市的可持续发展。从防治城市洪涝和保障城市水资源供给的角度讲，要保持城市健康持续发展，建设海绵城市，修复城市水生态是一种有效手段【１１０１海绵城市的内涵近些年来，由于气候变化及人类活动对水文过程的影响，使得我国城市水生态面临着两个极端，一方面是城市内涝严重，雨洪管理成为影响城市发展的安全隐患；另一方面则是大部分城市缺水严重，水资源供应严重不足。在城市中将雨季的洪水蓄存起来，供城市缺水季节使用，既能有效消除城市内涝，又可保障城市水资源供给，这就是海绵城市理念的出发点。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，当城市地表径流丰富时，地面能通过渗水、净水、吸水将水资源蓄存起来，当需要水资源时，能将蓄存的水“释放”出来供人类利用或为城市绿地和景观水体等提供生态需水１２Ｊ。“海绵城市”既是一个新概念，也是一个一直以来都有的理念。该理念就是将城市河流、湖泊和地下水系统的污染防治与生态修复结合起来，让城市像一块海绵一样，下大雨时就吸水，以有效防治城市内涝，干旱时再把蓄存的水释放出来，满足城市经济社会自然复合生态系统对水资源的需求。当城市内涝、水资源匮乏等大城市病越发暴露的时候，科学管理雨水资源，使其恢复自然循环的过程，已经势在必俐引。“海绵城市”是一种具有中国特色的形象化称呼，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”，指在城市开发建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、１１６２０１５年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集蓄、净、用、排等多种技术，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。２海绵城市建设的意义建设“海绵城市”不仅可以解决当前城市内涝灾害、雨水径流污染、水资源短缺等突出问题，有利于修复城市水生态，还可以带来综合生态环境效益。如，通过城市植被、湿地、坑塘、溪流的保存和修复，可以明显增加城市“蓝”、“绿”空间，减弱城市热岛效应，改善人居环境。同时，为生物（特别是水生动植物）提供栖息地，提高城市生物多样性。海绵城市建设的意义可具体概括为以下几个方面。２．１建设海绵城市有利于水资源的合理利用水资源是人类生存发展的最基本的自然资源之一，从水循环的角度看，人类对水资源的利用不过是水循环经过人类社会系统的一个支路ｐＪ。城市这类经济社会自然复合生态系统的需水量包括两部分：一是城市经济社会系统需水量，包括工业生产、居民生活、城市环卫和消防活动等的需水量；二是生态需水量，包括城市绿化用水、城市景观水体需水量。城市水资源的供给最终来源于大气降水，包括城市所在流域降水形成的地表径中能够被该城市利用的量，城市周围及城市区域渗入地下形成的地下径流中能够被该城市利用的量。由于城市规模和入均水资源需求量的增大，城市中社会系统需水量急剧增加，城市水资源危机日益严重。因此，合理利用水资源成为大城市急需解决的问题。解决大城市水资源危机有两条途径，一是增加水资源供给量：二是减少城市用水量。城市用水量的减少只能是提高技术节约用水，这在工业用水和居民生活用水方面能产生一定的效果，对于城市生态用水和城市景观用水方面节约的潜力十分有限。在没有跨地区调水的情况下，某一城市区域水资源的供给量是一定的，增加城市水资源供给量只能通过调节城市中径流的时间分配来增加需水季节的供应量。建设海绵城市就是通过采取适当的措施调节城市径流的季节分配，从而使在雨季可能造成洪涝灾害的地表径流蓄存在城市水生态系统中，缺水季节再把蓄存的水释放出来供城市经济社会系统或自然生态系统利用，实现城市中地表径流化害为利和水资源的合理利用。２．２建设海绵城市有利于建设良好的人居环境城市的主要功能是居住，居住地一般要求生态环境优美，取水方便且能避免洪水威胁。但是由于城市建设中大量地面硬化导致的降水不能下渗而很快形成地表径流，加上地面建筑对地表径流的阻挡使地表径流需要通过地下排水管网向城外排泄等原因，造成城市洪水灾害频繁发生。近年来、武汉、北京、济南等城市频繁遭遇强暴雨袭击，引发严重内涝，可说是“逢雨必涝，遇涝则瘫”。２０１１年，“到武汉看海”成了流行词；２０１２年，北京“７・２１”大雨让７７位市民失去生命【２】；２００７年７月１８日，济南市区遭遇超强特大暴雨，造成３０多人死亡，１７０多入受伤，全市直接经济损失约１３．２亿元……城市发生内涝，一方面是由于城市地下排水系统落后于城市建设，但从根源上说，是建设和建筑改变了地表径流量，增加了地下管网的负担。通过海绵城市建设，能有效控制地面径流量，使城市排水对地下管网的要求相应变低，从而有效解决城市内涝，保障城市安全。尽管旧城排水管网改造很重要，但已经不足以解决问题，应该充分发挥城市“绿色”基础设施与“灰色”基础设施协同作战的能力，维持或恢复城市的“海绵”功能。如今的“海绵城１１７２０１５年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集市建设可以说是弥补过去城市建设的“欠账”，即改变城市粗放型的发展模式，通过对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复及低影响开发，逐步恢复城市自然的“海绵”功能，为居民营造一种更加宜居的生态环境。海绵城市的建设还能够增加城市水资源的供应量，保障城市缺水季节的水的供应，为城市居民提供水资源保障，也能提供城市绿地、水体等自然生态系统的生态需水，减轻缺水对城市绿地和景观水体等自然生态系统的不利影响，维护城市中自然生态系统的健康，使其有效发挥相应的生态系统服务功能，改善城市中的自然景观，为人类提供良好的人居环境。２．３建设海绵城市有利于城市可持续发展传统的城市规划中应对暴雨的指导思想都是以排为主，“使雨水尽快远离城市”的“防水”理念要求雨水短时间内通过市政管网排入受纳水体，这在导致雨水管道和雨水泵站等排水设施不堪重负的同时，雨水资源也得不到合理利用，造成水资源的大量流失。现代城市倡导雨洪资源化管理的思路，与洪水为友，将雨水视为资源进行调蓄利用，对于城市防洪减灾、缓解水资源危机、诤化水质和补偿生态环境等方面都具有着重大意义［４１。建设海绵城市，把雨水直接外排的传统雨水管理模式转变为就地滞洪蓄水的管理模式，利用透水铺装、植被渗沟、下凹绿地和湿地水体等景观要素，重建接近自然的水循环过程，将雨水分散蓄留、逐步净化和缓慢吸收，一方面增强城市对暴雨的适应能力，一方面利用雨洪水恢复湿地系统，营造出具有多种生态服务的城市生态基础设施。３海绵城市建设面临的问题海绵城市作为一种具有生态智慧的理念，应该贯彻在新城区建设、旧城区改造的实践中。海绵城市在防治城市洪水、促进水资源充分合理利用、改善城市生态环境等方面具有重要的意义。但是海绵城市建设中面临的一系列经济、社会问题，应予以重视。３．１海绵城市建设中存在着地方领导的政绩化冲动问题２０１４年１１月，住房城乡建设部出台的《海绵城市建设技术指南》首次提出“雨水径流总量控制率指标”，指导各地建设海绵城市，根据技术指南，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【５】。可见，海绵城市建设应该结合新城区建设、旧城区改造进行，不能为了创建海绵城市而大兴土木，将原有的排水系统全部推倒重来，将原来的绿地改造成下沉式绿地，这样花费太大，得不偿失。但是，当前我国进行海绵城市建设中，铺透水砖、修蓄水池、建下洼式绿地……几乎成了创建海绵城市的“标配”。没有考虑各地自然禀赋，城建基础的差异。导致实际的海绵城市建设只是体现地方领导的主观意志，而地方领导进行海绵城市建设的出发点可能只是显示政绩的冲动，甚至于出现急于求成，只做表面文章，建设虚假绿地等现象，这不利于真正意义上的海绵城市建设。真正意义的海绵城市建设，应结合实际情况，综合建设周期、维护成本等因素，探索“性价比”高的方案。例如，相比较修建蓄水池的“大兴土木”，可以在小区里设置多个塑料集雨罐，收集从楼顶沿管道流下来的雨水。蓄水池一般修在地下，取水时需要用电泵抽取。集雨罐只需装上笼头，随时可以取用，没有额外成本。但是这种集雨罐虽然实用、方便，但是不能凸显地方领导政绩，一般不会得到地方的财政支持。３．２海绵城市建设面临巨大资金筹措困难海绵城市建设需要大量资金，我国城市建设主要由投资，但是随着城市化进程的加快，１１８２０１５年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集城市基础设施建设资金的需求急剧增大，而海绵城市建设在雨水管网建设、雨水净化设施建设、雨水资源利用设施建设，以及下沉式绿地建设、城镇污水处理湿地建设、城市河道生态化整治等生态恢复工程建设等都需要大量的资金。这些资金投入不能产生明显的直接的经济效益，短期内只能由投资，这种投资来源地单一化必然造成资金筹措的困难，特别是ｓｓｄ，城市财政收入较低，容易出现投资不足，海绵城市建设成为空话。３．３海绵城市建设面临较大对环境污染风险海绵城市建设要把雨水作为水资源蓄存起来进行利用，但是，雨水在城市中形成的径流本身含有的各种污染物浓度较高，处理不当可能对城市地表水体造成污染，加上城区及周边地区土壤污染导致的地下水污染，可能导致城市雨水资源成为污染源。随着中国城市化的快速发展，建设水平较高的城市，建成了以雨污分流为主的排水体系，在城市污水收集处理系统基本建成、点源污染得到有效控制后，雨水的非点源污染问题成为城市雨水资源利用的主要制约因素。城市雨水系统污染包括雨水径流污染、雨水口污染和雨污混接污染。雨水径流在降雨前期污染程度较高，通常称之为初期雨水污染。对于雨水径流污染，专家和学者从各个万面进行了大量的研究，表明，通过雨水径流排人城市内河的污染物总量是巨大的。雨水口的污染物主要有树叶、烟蒂、餐饮垃圾和污水等。当前我国城区雨水口均存在不同程度的污染。从污染情况来看，以沿街店铺集中的区域和菜市场周边最为严重，城市商业区次乏之，道路和居住区情况稍好。雨污混接污染是由于施工过程中雨污管道错接及居民开放阳台封闭并安放洗衣机后洗涤废水排人雨水管道造成的。由于城市雨水口经常浸没在河水中，雨污混接现象并不容易被发现。城市中雨污混接现象大量存在，同时小区居民阳台废水接人雨水管的现象并未得到有效控制。４海绵城市建设策略“海绵城市”建设要以城市建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等建设为载体，城市规划、设计、施工及工程管理等各部门、各专业要统筹配合，突破传统的“以排为主”的城市雨水管理理念，通过渗、滞、蓄、狰、用、排等多种生态化技术，构建低影响开发雨水系统。４．１因地制宜我国地域辽阔，自然环境复杂多样，不同地区建设海绵城市的可行性影响因素千差万别。因此，海绵城市建设要因地制宜，不能生搬硬套。海绵城市建设要特别注重考虑当地的气候因素、地质地貌因素、城市发展水平等。深入分析城市经济社会系统和自然生态系统对水资源的需求、各城市水资源的供需平衡，海绵城市建设的地质地貌条件、降水变率等。为各地区不同规模城市的雨水资源利用的规划、设计、建设与管理提供依据。４．２多方筹资海绵城市建设需要大量的资金支持，仅靠国家投资必将力不从心，因此，必须千方百计多方筹集资金。对于大城市来讲，海绵城市建设主要是在新建城区和旧城改造区进行雨、污水管道建设、雨水净化设施建设、水生态修复等。这些工作可以通过加强项目环境影响评价管理，要求开发商必须将海绵城市建设理念落到实处来实现，因此比较容易实施。１１９２０１５年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集小城镇发展是我国未来城市化发展的最大潜力所在。相对于大城市，小城镇在海绵城市建设中具有更大的发展空间，因为，小城镇建设需要拆迁改造的工程量小，几乎是在空地上进行规划建设，容易实施海绵城市建设理念。但是，小城镇的发展不仅缺资金，更缺吸引资金可持续进入的机制。目前，小城镇建设在筹措资金方面逐渐形成了一些有效的途径。在小城镇建设的同时，贯穿海绵城市建设理念，将海绵城市建设与小城镇建设同步进行，将会收到更好的效果。在小城镇房地产开发、基础设施建设等方面利用开发性金融资本、吸引社会资金、采用ＰＰＰ模式等方面均可作为海绵城市建设的融资手段。４．３重视生态保护维持和恢复城市绿地与水体的吸水、渗水、净水能力，是建设“海绵城市”的重要手段。因此，在保证城市道路、绿地原有功能的同时，还要合理规划用地布局与竖向设计，使低影响开发雨水设施与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统有效衔接，充分发挥城市“绿色”基础设施与“灰色”基础设施协同作战的能力。城市道路是径流雨水及其污染物产生的主要场所之一，对城市道路径流雨水的控制尤为重要。人行道可采用透水铺装，道路绿化带可下沉，若绿化带空间不足，还可将路面雨水引入周边公共绿地进行消纳。城市绿地与广场应建成具有雨水调蓄功能的多功能“雨洪公园”，城市水系应具备足够的雨水调蓄与排放能力，滨水绿带应具备净化城市所汇入雨水的能力，水系岸线应设计为生态驳岸，提高水系的自净能力。４．４加强污染控制雨水中含有大量的污染物，对污染物的处理是雨水资源再利用的关键问题之一。这些污染物通常包括难降解的有机污染物、多环芳烃、总悬浮固体量和重金属污染等，其中许多污染物都具有较强的致癌作用。这些污染物多来自工厂排放、汽车燃料的不完全燃烧、绿地管理中的农药使用等，对生态环境和人类健康具有较大的危害，需要根据使用目的进行针对性的处理。如果用作饮用水，需要进行高质量的净化；如果用作洗车和浇灌草坪等用途，则仅需进行初级过滤【６１。源头控制方式侧重于新建区域或老区改造，主要针对雨水径流污染。源头控制方式总体的思路是雨水排放尽可能采用接近自然状态的排水万式，充分利用土壤渗透和绿化滞留、吸附消减雨水径流的污染负荷，大量的研究表明土壤渗透和绿化吸附对雨水径流污染的控制是非常有效的【７】。参考文献【１】胡灿伟．“海绵城市”重构城市水生态阴，生态经济，２０１５，３１（７）：ｌＯ一１３【２】蕊红．“海绵城市”让城市回归自然的新理念【Ｊ】，资源与人居环境，２０１５，（７）：６６－６９ｆ３１郑昭佩．自然资源学基础嗍，青岛：中国海洋大学出版社，２０１３年１０月第ｌ版【４】莫琳，俞孔坚．构建城市绿色海绵一一生态雨洪调蓄系统规划研究叨，城市发展研究，２０１２，１９（５）：４－７【５】蔡静霞．生命之城，兼收并蓄——破解城市水患呼唤“海绵城市”叨，房地产导刊，２０１５，（９）：４４４７【６】张毅川，王江萍．国外雨水资源利用研究对我国“海绵城市”研究的启示川，资源开发与市场，２０１５，３１（１０）：１２２０－１２２３，１２７２【７】叶晓东．基于污染控制的宁波市雨水系统规划研究川，现代城市研究，２０１４，（２）：１００・１０３
