建筑给水排水课程结课论文浅析“海绵城市”建设
浅析“海绵城市”建设
摘要：根据海绵城市这一概念，并结合国内外现状，对海绵城市的理念，建设及相关问题进行简要分析。
关键词：海绵城市，雨水处理，城市规划
近年来，我国许多城市都面临内涝频发、径流污染、雨水资源大量流失、生态环境破坏等诸多雨水问题。如广州、杭州、北京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……
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。传统的市政“雨水排的越多，越快，越顺畅”的模式，实际上忽略了雨水的循环利用。实际上，可以通过“渗、滞、蓄、净、用、排”，统筹解决城市内涝、雨水资源化利用等多个问题。2013年12月12日，习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。2014年11月2日，住房和城乡建设部对外印发《海绵城市建设技术指南》，为各地新型城镇化建设提供指导。
1 海绵城市简介
1.1 海绵城市的概念
海绵城市，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。比喻城市像海绵一样，遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”，不完全依赖下水道等“灰色设施”。
1.2 海绵城市的内涵
海绵城市的四项基本内涵：
⑴本质：城镇化与环境资源的协调发展；
⑵目标：让城市“弹性适应”环境变化和自然灾害；
⑶转变排水防涝思路；
⑷开发前后的水文特征基本不变.
1.3 海绵城市的起源
海绵城市是城市雨洪管理的第三代概念。
20世纪70年代，美国许多城市内涝现象严重，联邦政府通过建设深层隧道等方式，延缓雨水进入受纳水体，缓解雨洪问题。由此形成了以建设深层隧道和调蓄池为措施的第一代城市雨洪管理概念——最佳实践管理（BMPs）。
BMPs在一定程度上缓解了城市雨洪问题，但也存在局限性：⑴占地面积大，施工影响大；⑵投资大，须由政府主导建设；⑶设施功能单一。
20世纪90年代，美国出现第二代雨洪管理概念——低影响开发（LID）。LID强调源头控制以实现雨洪管理，代表的工程措施有绿色屋顶等。大部分LID 工程措施本质为增加城市的雨水吸收和疏导能力。
LID可以对BMPs的局限进行弥补：⑴占地小；⑵单个项目投资相对较小；
⑶具备景观功能。
21世纪初，BMPs和LID进一步发展，第三代城市雨洪管理概念—绿色暴雨基础设施（GSI）被提出。类似的理念在美国成为“可持续排水系统（SUDS）”，在澳大利亚成为“水敏感城市设计（WSUD）”。我国根据GIS的理念，结合国情，提出了“海绵城市”这一理念。
海绵城市结合了BMPs和LID，既注重源头控制，也重视末端处理。
1.4 海绵城市的载体
海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘、湿地等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。
2 海绵城市建设现状
2.1 国外现状
2.1.1 德国
高效集水，平衡生态。
得益于发达的地下管网系统、先进的雨水综合利用技术和规划合理的城市绿地建设，德国“海绵城市”建设颇有成效。
德国城市地下管网的发达程度与排污能力处于世界领先地位。德国城市都拥有现代化的排水设施，不仅能够高效排水排污，还能起到平衡城市生态系统的功能。以德国首都柏林为例，其地下水道长度总计约9646公里，其中一些有近140年历史。分布在柏林市中心的管道多为混合管道系统，可以同时处理污水和雨水。其好处在于可以节省地下空间，不妨碍市内地铁及其他地下管线的运行。而在郊区，主要采用分离管道系统，即污水和雨水分别在不同管道中进行处理。这样做的好处是可以提高水处理的针对性，提高效率。
2.1.2 瑞士
雨水工程，民众参与。
20世纪末开始，瑞士在全国大力推行“雨水工程”。这是一个花费小、成效高、实用性强的雨水利用计划。在瑞士，许多建筑物和住宅外部都装有专用雨水流通管道，内部建有蓄水池，雨水经过处理后使用。基本可满足一般用户除饮用之外的其他生活用水。瑞士政府还采用税收减免和补助津贴等政策鼓励民众建设这种节能型房屋，从而使雨水得到循环利用，节省了不少水资源。
在瑞士的城市建设中，重视基础设施建设，其中最良好的基础设施是完善的、遍及全城的城市给排水管道和生活污水处理厂。同时，瑞士制定了水使用和水处理法律，并落实下水管道系统建设规划。
2.1.3 新加坡
疏导有方，标准严格。
新加坡作为一个雨量充沛的热带岛国，其最高年降雨量在近30年间呈持续上升趋势，却鲜有城市内涝的情况发生。许多城市在雨季时，每天都有数场“说来就来”的瓢泼大雨，但城市内均未出现明显的积水和内涝，是名副其实的“海绵城市”。这一切要归功于设计科学、分布合理的雨水收集和城市排水系统。首先，预先规划城市排水系统。其次，加强雨水疏导，建立大型蓄水池。最后，建立严格的地面建筑排水标准。
2.2国内现状
2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出。
2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强
调：“提升城市排水系统时要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，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。
2014年11月2日，住房和城乡建设部对外印发《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》，为各地新型城镇化建设提供指导。该文件同时与仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》对“海绵城市”的概念给出了明确的定义。
2015年3月4日，全国22个城市参与国家海绵城市建设试点城市竞争性评审答辩，最后有16个获得海绵城市的资格。
2015年4月2日，海绵城市建设试点城市名单正式公布。其中排名在前16位的城市分别是（按行政区划序列排列）：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。
3 海绵城市建设要点
3.1 建设原则
海绵城市建设的原则主要包括规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜及统筹建设五个方面。
海绵城市建设必须统筹三个系统、绿色与灰色结合、源头减排与末端调蓄结合。是一个系统工程，离不开城市各层级规划的统筹引领、协调与衔接，离不开政府各部门、各专业的通力协作。
海绵城市建设必须遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。
建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。
此外，海绵城市建设必须结合当地水资源情况、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等密切相关，因地制宜的建设。同时保证人民生命财产安全和社会经济稳定。
3.2建设方法
3.2.1 正确理解海绵城市
海绵城市是一种形象的表述。从城市建设理念来讲，海绵城市是对城市公共设施、生态系统的改造和升级，是着眼于城市可持续发展的科学规划布局。不能简单地理解仅仅是为了雨水集蓄回用，也不是水利防洪或排水防涝。推进海绵城市建设，必须避免这种简单化的思维。
3.2.2 转变传统城市建设观念
建设海绵城市，必须要转变传统观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
3.2.3 区域水生态系统的保护与恢复
传统城市建设追求用地一马平川，往往会填湖平壑。根据《海绵城市建设技术指南》，各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响；受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复，并维持一定比例的生态空间。通过构建生态廊道，将原有生态区相连，扩大“海绵体”规模。
建立人工湿地，使城市水系具备足够的雨水调蓄与排放能力，扩建城市水系，增加水系统净化城市所汇入雨水的能力，水系统岸线应设计为生态驳岸，提高水系统的自净能力。
3.2.4 城市规划区海绵城市设计与改造
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。海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。
对于小区、广场可以采用透水铺装；小区绿地应“沉下去”，让雨水进入下沉式绿地进行调蓄、下渗与净化；可将小区的景观水体作为调蓄、净化与利用雨水的综合设施。
城市道路可采用透水铺装，以收集和下渗雨水；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。
城市绿地与广场应结合水景观再造，建成具有雨水调蓄功能的多功能“雨洪公园”。
此外，在保证城市道路、绿地原有功能的同时，还可以弹性城市和垂直园林建筑的精细化设计，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。
3.2.5 建筑雨水利用与中水回水
对于现有建筑和在建建筑，可以普及“绿色屋顶”和透水停车场，在滞留雨水的同时收集雨水并作为中水，起到节能减排、缓解热岛效应的功效；
3.2.6 海绵城市智能化
以公益、生态及灾害应对为目的，通过结合物联网、云计算、大数据等，实现智能化海绵城市。如智能排水、雨水收集；管网堵塞在线监测；智能水循环利用；暴雨预警与水系统智能反应等。
4 海绵城市建设中应注意的问题
4.1 对海绵城市认识错误
海绵城市不仅包含雨水的利用，更重要的是体现了基于这种生态理念来推进海绵城市建设，就可能出现一边大举破坏城市原有生态系统，一边耗费巨资偿还环境欠债的情形。例如，把城市原有的具有洪涝调控功能的河流、湖泊、绿植破坏殆尽，如此则事倍功半。
4.2 过分相信海绵城市工程的作用
海绵城市工程可以对雨水进行收集利用，确实可缓解城市内涝，但不是无限的。一方面，雨水收集设施的容积有限，只对周边区域有效果；另一方面，城市防洪排涝的主力军是地下管道设施，若相关设施不给力，仍难以应付严重内涝。就此而言，海绵城市建设是在确保城市排水防涝安全前提下，协同“作战”，以提高城市的生态化运作水平。推进海绵城市建设的同时，加大力度保护自然生态和下大力气改善城市排水防涝等基础设施，依然不可或缺。
4.3 急于求成
在海绵城市建设的实施过程中，往往需要对城市原有设施进行改造。由于在之前的城市建设中，特别是管网铺设等基础设施方面，普遍存在欠账，导致改造
升级需要花费大量人力物力。进行下沉式绿地改造、绿色屋顶建设，或者进行路面透水铺装，相当于对城市功能进行大量改造，也需要大量公共财政投入。如果在建设中出现急于求成现象，将会导致工程效果不能达到预期，浪费人力财力物力。
4.5 盲目建设
海绵城市建设在城市建设和发展中，必须结合城市实际情况，城市不同，特点和优势也不尽相同，相同的海绵城市工程不一定适用于两个城市。因此打造“海绵城市”不能生硬照搬他人的经验做法，而应在科学的规划下，因地制宜采取符合自身特点的措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量。
结论
城市不仅是造成水危机的源头也是解决之道。海绵城市的概念和内涵仍在发展之中，创建具有中国特色的海绵城市理论、规范和标准亟待解决，分区建立科学合理的城市“海绵度”测评并给予奖励引导尤为重要。
参考文献：
[1].董淑秋，韩志刚.基于“生态海绵城市”构建的雨水控制利用规划研究[J].城市发展研
究，2012，18（12）：37-41.
[2].唐宁远，车伍.城市雨水处理设施规模确定方法分析[J].给水排水，2009，26（20）：
28-33.
[3].新华网.明天，我们住什么样的城市——聚焦海绵城市建设[EB/OL].新网,2015-10-17.
[4].中国经济网.国外建设“海绵城市”面面观[EB/OL].中国经济网,2015-08-12.