2015海綿城市建設(shè)指南解讀之基本概念與綜合目標(biāo)

車伍^1,2，趙楊^2,3，李俊奇¹，王文亮^1,2，王建龍¹，王思思¹，宮永偉¹

(1.北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100044；2.北京建筑大學(xué)北京建筑節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，北京100044;3.北京雨人潤(rùn)科生態(tài)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京100044)

摘要：《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）》中涉及一系列新的基本概念、參數(shù)和方法，其控制目標(biāo)也與傳統(tǒng)排水系統(tǒng)有很大差異。對(duì)這些基礎(chǔ)問題、關(guān)系與要點(diǎn)的透徹理解和把握，是落實(shí)海綿城市建設(shè)的重要基石。作為系列解讀文章的第一篇，結(jié)合編制過程中的深入思考及長(zhǎng)期研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，著重闡述海綿城市的基本概念與內(nèi)涵、狹義與廣義低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)與海綿城市的關(guān)系，以及綜合目標(biāo)的構(gòu)建與各子目標(biāo)之間的關(guān)系等基礎(chǔ)問題，以期更清晰、科學(xué)地指導(dǎo)后續(xù)規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)工作的推進(jìn)。

十八大以來，中央政府將發(fā)展生態(tài)文明作為國(guó)家戰(zhàn)略，超過200個(gè)地級(jí)以上城市提出了建設(shè)生態(tài)、低碳城市的發(fā)展目標(biāo)。但中國(guó)城市仍普遍面臨內(nèi)澇頻發(fā)、水環(huán)境污染嚴(yán)重、水資源短缺等生態(tài)災(zāi)害，傳統(tǒng)的城市雨水排放模式弊端顯現(xiàn)，難以為繼。國(guó)務(wù)院辦公廳先后發(fā)布國(guó)辦發(fā)（2013）23號(hào)、國(guó)發(fā)（2013）36號(hào)政策文件，高度關(guān)注城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題，要求各地2014年底前編制完成排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃。這些舉措促進(jìn)了《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》、《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》等多部規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)新編或修編，引發(fā)業(yè)內(nèi)對(duì) “低影響開發(fā)”、“排水防澇”、“調(diào)蓄隧道”、“海綿城市”等熱點(diǎn)問題的廣泛關(guān)注與討論，也進(jìn)一步推動(dòng)了北京、上海、深圳、廣州、嘉興等城市雨水調(diào)蓄池、調(diào)蓄隧道等設(shè)施及低影響開發(fā)示范區(qū)的積極建設(shè)。

為建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市，由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部組織，北京建筑大學(xué)主編，中國(guó)城市規(guī)劃研究院等9家規(guī)劃設(shè)計(jì)單位參加編制《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）》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）于2014年11月發(fā)布試行。《指南》的發(fā)布產(chǎn)生了巨大反響，但對(duì)指南的理解和在推行過程中，還存在不少的困惑、疑問和誤讀，對(duì)科學(xué)地理解《指南》和貫徹落實(shí)海綿城市形成阻礙。

1 海綿城市建設(shè)中可能遇到的問題與挑戰(zhàn)

國(guó)內(nèi)對(duì)低影響開發(fā)及綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施缺乏廣泛、長(zhǎng)期、深入的系統(tǒng)研究和實(shí)踐。面對(duì)新的理念、方法、技術(shù)和更高的要求，以及一系列復(fù)雜的城市雨洪問題，在推行《指南》的過程中會(huì)面對(duì)許多的困惑：海綿城市與低影響開發(fā)的基本概念、內(nèi)涵、內(nèi)在聯(lián)系是什么？綠色、生態(tài)的低影響開發(fā)設(shè)施能否全面解決中國(guó)城市雨水系統(tǒng)問題？如何制定海綿城市的控制目標(biāo)，兼顧排水防澇、污染控制等綜合控制目標(biāo)？如何在既有條件下克服各種障礙，推進(jìn)低影響開發(fā)和常規(guī)、超常規(guī)雨水蓄排系統(tǒng)（有時(shí)也分為城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)，或小排水和大排水雨水系統(tǒng)）的提標(biāo)改造，為切實(shí)實(shí)現(xiàn)海綿城市提供必要條件？海綿城市建設(shè)必然涉及城市規(guī)劃、環(huán)保、給水排水、水利、園林景觀、建筑、道路等許多行業(yè)和專業(yè)，如何取得共識(shí)，并協(xié)調(diào)這些復(fù)雜的關(guān)系？

對(duì)上述問題缺乏清晰、客觀的認(rèn)識(shí)，不僅會(huì)妨礙對(duì)《指南》的透徹理解，也會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)它的貫徹落實(shí)，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤的理解和決策，難以切實(shí)指導(dǎo)海綿城市的建設(shè)實(shí)施。

2 海綿城市重要概念與內(nèi)涵

低影響開發(fā)（LID）是海綿城市建設(shè)的重要組成。目前，在國(guó)內(nèi)對(duì)低影響開發(fā)（LID）有許多不同的理解和解讀，也包括“LID無用論”和 “LID萬能論”兩種極端傾向。因此，有必要首先闡明本指南這一最核心的概念和內(nèi)容。

2.1 狹義與廣義的低影響開發(fā)

1990年馬里蘭州喬治王子郡環(huán)境資源署首次提出LID的理念，旨在從源頭利用小型、分散措施恢復(fù)場(chǎng)地開發(fā)前的水文循環(huán)，更經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定地解決徑流污染、徑流減排和CSO控制等綜合問題。從近年低影響開發(fā)在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用情況看，多指進(jìn)入市政管道之前，在場(chǎng)地規(guī)模上應(yīng)用的一些源頭分散式小型設(shè)施，主要有生物滯留（雨水花園）、綠色屋頂、透水鋪裝、植草溝、雨水桶等，主要針對(duì)中小降雨事件進(jìn)行徑流總量和污染物的控制，以年徑流總量控制率及設(shè)計(jì)降雨量作為重要的控制目標(biāo)和設(shè)計(jì)依據(jù)。為了便于理解和闡明觀點(diǎn)，筆者將源于美國(guó)的這種側(cè)重源頭控制，已經(jīng)形成一定體系，有明確的術(shù)語(yǔ)定義、技術(shù)手冊(cè)、指南、措施分類甚至相關(guān)產(chǎn)業(yè)的LID，界定為狹義的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)。

然而，這類分散式的小型低影響開發(fā)設(shè)施對(duì)于應(yīng)對(duì)大流域、特大暴雨事件的能力不足，涵蓋措施也不夠全面，而任何一個(gè)中型城市和大城市都面臨徑流污染、排水防澇、防洪減災(zāi)、水資源短缺等錯(cuò)綜復(fù)雜的雨洪問題和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并非上述典型的狹義低影響開發(fā)設(shè)施所能全部應(yīng)對(duì)，必須將雨水塘、濕地、多功能調(diào)蓄、洪泛區(qū)等許多綠色基礎(chǔ)設(shè)施考慮進(jìn)去。另一方面，我國(guó)正處于城市化建設(shè)快速發(fā)展時(shí)期，項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模較大，數(shù)百公頃的大型社區(qū)項(xiàng)目和開發(fā)規(guī)模達(dá)到10 km²以上的新區(qū)也很常見，所謂的“源頭控制”也是相對(duì)而言，許多時(shí)候需要小型設(shè)施和大型設(shè)施的組合應(yīng)用。即，這些具有綠色特征和生態(tài)功能的、符合低影響開發(fā)理念的各種尺度和類型的設(shè)施整體，就是本指南所包含的廣義的低影響開發(fā)概念和雨水系統(tǒng)。而且，在許多情況下甚至還必須有機(jī)地整合傳統(tǒng)的雨水管渠、泵站、調(diào)蓄水池等灰色基礎(chǔ)設(shè)施來共同應(yīng)對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的城市雨洪問題。因此，在理解《指南》和具體應(yīng)用時(shí)，首先需要注意明確和加以區(qū)別。

近年來，美國(guó)環(huán)保局（EPA）有用綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure，GI）或綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（Green Stormwater Infrastructure，GSI）替代LID的趨勢(shì)。而澳大利亞水敏感性城市設(shè)計(jì)（Water Sustainable Urban Design, WSUD）是從城市規(guī)劃及城市設(shè)計(jì)角度，以頂層策略指導(dǎo)城市的發(fā)展，協(xié)調(diào)土地利用、多水循環(huán)與雨水系統(tǒng)的關(guān)系，來提高城市可持續(xù)性，同時(shí)提供和創(chuàng)造更有吸引力的宜居的城市環(huán)境。這種理念和方法，也被歐洲國(guó)家較為廣泛地采納。新西蘭奧克蘭在2014年最新發(fā)布的《基于雨洪管理構(gòu)建水敏感城市框架》中，也已明確用WSUD取代以前的LID。事實(shí)上，無論廣義的LID還是GSI、WSUD，或者筆者早先提出的雨水控制利用系統(tǒng)，涵蓋的雨水設(shè)施的種類都比狹義的LID更為廣泛，目標(biāo)也更綜合而且一致。

寬泛而言，《指南》總的LID概念、思想、原則和技術(shù)體系與GSI、WSUD相當(dāng)一致或契合。但在《指南》的具體內(nèi)容中，兼顧廣義LID的同時(shí)，特別闡述了狹義的LID，因?yàn)樵搭^控制子系統(tǒng)是客觀存在而且非常重要，在實(shí)施過程中一般是指在進(jìn)入市政管線之前的二級(jí)開發(fā)地塊或進(jìn)入雨水管道之前道路廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等匯水面的雨水徑流控制系統(tǒng)。注意在《指南》中，不少內(nèi)容和細(xì)節(jié)的描述，就是指狹義的LID。

2.2 海綿城市的內(nèi)涵與組成

截至2014年12月，筆者共檢索到30余篇與“海綿城市”相關(guān)的中文文獻(xiàn)，但對(duì)于海綿城市的系統(tǒng)組成、建設(shè)途徑、建設(shè)模式等關(guān)鍵問題進(jìn)行全面清晰闡述的文獻(xiàn)卻很少。對(duì)海綿城市的模糊認(rèn)識(shí)或隨意解讀，會(huì)影響對(duì)“海綿城市”的透徹理解和科學(xué)貫徹。結(jié)合編制過程中對(duì)海綿城市內(nèi)涵的深入認(rèn)識(shí)，以及長(zhǎng)期研究和實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，《指南》中的“海綿城市”核心是實(shí)現(xiàn)控污、防災(zāi)、雨水資源化和城市生態(tài)修復(fù)等綜合目標(biāo)，通過機(jī)制建設(shè)、規(guī)劃調(diào)控、設(shè)計(jì)落實(shí)、建設(shè)運(yùn)行管理等全過程、多專業(yè)協(xié)調(diào)與管控，保護(hù)和利用城市綠地、水系等空間，優(yōu)先利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施和科學(xué)結(jié)合灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，共同構(gòu)建彈性的雨水基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)雨水徑流的“滲、滯、蓄、凈、用、排”，應(yīng)對(duì)極端暴雨和氣候變化，恢復(fù)城市良性水文循環(huán)，保護(hù)或修復(fù)城市的生態(tài)系統(tǒng)。

海綿城市建設(shè)模式應(yīng)涵蓋以下幾方面內(nèi)容：①多職能部門與建設(shè)主體協(xié)調(diào)機(jī)制與工作銜接；②優(yōu)先推行綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，涵蓋狹義和廣義的低影響開發(fā)系統(tǒng)，并科學(xué)地整合傳統(tǒng)的灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施；③實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、排水防澇、徑流污染控制、雨水資源化、生態(tài)和景觀等綜合目標(biāo)；④通過多層次、多專業(yè)規(guī)劃，協(xié)調(diào)、銜接控制目標(biāo)與土地利用、綠地景觀等專項(xiàng)規(guī)劃要求；⑤以給水排水工程專業(yè)為主體的多專業(yè)協(xié)調(diào)的新型雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；⑥全壽命期的監(jiān)管、評(píng)估與調(diào)整；⑦科學(xué)的運(yùn)行與維護(hù)管理。

在《指南》中，對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)或者地塊開發(fā)尺度，主要通過狹義的LID實(shí)現(xiàn)總量控制目標(biāo)（即年徑流總量控制率及設(shè)計(jì)降雨量）并結(jié)合地塊內(nèi)的排水管道系統(tǒng)達(dá)到新的排水標(biāo)準(zhǔn)，在條件適合并通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，也可能用LID全部或部分取代管道。而對(duì)于城市總體規(guī)劃、排水防澇規(guī)劃、水系規(guī)劃、綠地系統(tǒng)規(guī)劃等，應(yīng)主要通過廣義LID設(shè)施，兼顧和銜接管渠及調(diào)蓄池，通過科學(xué)的“源頭-中途-終端”結(jié)合和“綠-灰”基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合，才能很好地實(shí)現(xiàn)管渠、綠地、水系等灰-綠-藍(lán)空間協(xié)同作用，發(fā)揮凈化、調(diào)蓄和安全排放等多功能，實(shí)現(xiàn)排水防澇與海綿城市的綜合控制目標(biāo)。

圖1 海綿城市與低影響開發(fā)等系統(tǒng)的關(guān)系

綜上所述，海綿城市需要依靠低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)以及超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)共同構(gòu)建。狹義的LID主要控制高頻率的中、小降雨事件，以相對(duì)小型、分散的設(shè)施為主；常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)主要控制1~10年重現(xiàn)期的暴雨，包括傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的管渠、泵站等灰色雨水設(shè)施，而海綿城市需要結(jié)合GSI、BMP等新型雨水基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建綜合的蓄排系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的綜合控制，并結(jié)合狹義LID來進(jìn)一步提升排水能力。而針對(duì)10~100年重現(xiàn)期的暴雨徑流，則主要通過超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)中的廣義LID、GSI，結(jié)合灰色雨水設(shè)施來實(shí)現(xiàn)，一般有自然或人工水體、道路和開放空間的行泄通道和大型調(diào)蓄設(shè)施等，并疊加狹義LID與常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)，共同達(dá)到對(duì)20~50年一遇暴雨甚至更高的控制目標(biāo)。而且，這三個(gè)子系統(tǒng)并非截然的分割，需整體銜接、綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)。

必須明確的一個(gè)基本原則是，離開了綠色基礎(chǔ)設(shè)施，不可能完全靠灰色基礎(chǔ)設(shè)施來實(shí)現(xiàn)海綿城市（或者水敏感性城市）的功能，這也是國(guó)際上已經(jīng)取得的共識(shí)和寶貴經(jīng)驗(yàn)�；疑�基礎(chǔ)設(shè)施除了投資高，還有一個(gè)軟肋，就是它們一般屬于高碳排放的設(shè)施。

3 綜合控制目標(biāo)與各目標(biāo)間的關(guān)系

海綿城市的建設(shè)目標(biāo)涵蓋雨水徑流總量和污染物控制、雨水資源利用、峰值流量控制-排水防澇等多個(gè)分目標(biāo)。這些分目標(biāo)之間存在一定的耦合關(guān)系（見圖2），既有區(qū)別，也有聯(lián)系，它們既各司其職，又相互貢獻(xiàn)。

圖2 海綿城市綜合目標(biāo)關(guān)系示意

通過這些綜合控制目標(biāo)，才能有效地實(shí)現(xiàn)海綿城市更高層次的目標(biāo)，即良性的水文循環(huán)、良好的生態(tài)系統(tǒng)、優(yōu)美的城市景觀等。掌握這些目標(biāo)和它們之間的關(guān)系，并通過它們的合理取值和綜合應(yīng)用，是透徹地理解城市雨洪綜合管理、LID/GSI、水敏感性城市和海綿城市的基礎(chǔ)，也是更科學(xué)、更有效地開展雨水控制利用專項(xiàng)規(guī)劃和建設(shè)實(shí)施的保障，需要專業(yè)人員下大力氣掌握。

鑒于排水防澇的控制目標(biāo)已在相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定，而徑流總量控制目標(biāo)具有創(chuàng)新性，徑流污染控制目標(biāo)、雨水資源化利用目標(biāo)又主要通過徑流總量控制來實(shí)現(xiàn)，故《指南》全文重點(diǎn)對(duì)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的總量控制目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)闡述，通過全國(guó)186個(gè)城市地面國(guó)際交換站1983年—2012年的日降雨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，給出了全國(guó)不同的控制指標(biāo)分區(qū)圖，并根據(jù)各地情況，結(jié)合實(shí)際，分析了控制指標(biāo)的合理取值(詳見系列文章之降雨徑流總量控制目標(biāo)區(qū)域劃分)。

非常重要的是，這些目標(biāo)的確定都有一個(gè)科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)合理性的問題，盲目的取大或取小都有可能違背自然規(guī)律、科學(xué)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律。例如，不顧下游排水系統(tǒng)和水環(huán)境的條件及標(biāo)準(zhǔn)，過分增大源頭低影響開發(fā)設(shè)施規(guī)模，來實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨的控制目標(biāo)就不一定合理，甚至可能也不科學(xué)。因?yàn)檫@樣不僅會(huì)造成投資的浪費(fèi)，顯著地影響整體方案的經(jīng)濟(jì)合理性，更可能因過量收集利用雨水而造成下游水文條件顯著變化甚至萎縮。當(dāng)然，在某些特殊地區(qū)，如下游管道系統(tǒng)提標(biāo)改造十分困難和代價(jià)高昂的老舊城區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后，可通過合理增大上游低影響開發(fā)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，來實(shí)現(xiàn)下游的提標(biāo)改造，也可能成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)選方案；或者在一些地形條件較好的丘陵和坡度條件下，地下管道和地表排水條件的綜合已經(jīng)達(dá)到很高的排水防澇標(biāo)準(zhǔn)的城區(qū)，就不一定非得盲目地全部重建管道系統(tǒng)。

因此，對(duì)于二級(jí)地塊開發(fā)階段的狹義的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，一般選擇徑流總量控制作為重要的規(guī)劃控制目標(biāo)和設(shè)計(jì)依據(jù)(詳見系列文章之城市徑流總量控制規(guī)劃指標(biāo))，同時(shí)有效分擔(dān)下游排水防澇的壓力。而對(duì)于城市大市政尺度，考慮到峰值流量控制與總量控制銜接的復(fù)雜性, 一般需要通過科學(xué)的模型模擬，合理構(gòu)建狹義LID、常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)和超常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)，以及耦合雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)(詳見系列文章之城市雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)的合理構(gòu)建)，并通過綜合性規(guī)劃，來實(shí)現(xiàn)上述綜合性目標(biāo)。

掌握了上述關(guān)系和要義，LID“無用論”和“萬能論”也就不攻自破了。而如何通過量化參數(shù)與規(guī)劃設(shè)計(jì)途徑落實(shí)和分解綜合目標(biāo)，將在系列文章中進(jìn)行更詳細(xì)的探討和闡述。

4 結(jié)語(yǔ)

上述基本概念與綜合目標(biāo)的全面理解和掌握，是推廣應(yīng)用LID和建設(shè)海綿城市的重要基礎(chǔ)條件和關(guān)鍵。實(shí)際上，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段構(gòu)建綜合的指標(biāo)體系、應(yīng)用綠色與灰色基礎(chǔ)設(shè)施、合理選擇設(shè)施、組合系統(tǒng)、方案優(yōu)化等工作，都與概念和目標(biāo)緊密聯(lián)系，需要專業(yè)人員在清晰、全面的認(rèn)識(shí)下重點(diǎn)突破。在實(shí)際建設(shè)過程中，各地、各項(xiàng)目條件差異大，面臨問題也有所不同，也特別需要在清晰的基本概念和綜合目標(biāo)的基礎(chǔ)上，科學(xué)、靈活地應(yīng)用新型雨水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法。而了解國(guó)際潮流和動(dòng)態(tài)，掌握不同概念和系統(tǒng)的內(nèi)涵和關(guān)系，則不會(huì)拘泥于名稱，也可避免誤解和誤讀，更好地、因地制宜地推廣現(xiàn)代雨洪管理體系，為建設(shè)海綿城市奠定基礎(chǔ)。

（本文發(fā)表于《中國(guó)給水排水》雜志2015年第8期“述評(píng)與討論”欄目）

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