国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈

第48卷第15期2 0 1 7年8月人民长江

Yangtze River

Vol.48,No. 15

Aug.， 2017

文章编号：1001 -4179(2017) 15 -0021 -04

国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈

I 糸，单51功，觫弍私，木義么(江苏省水文水资源勘测局南京分局，江苏南京210008)

摘要：介绍了美国、德国、新西兰等国家城市雨洪管理研究进展、雨洪管理相关法律保障体系及工程建设成效，

分析了我国海绵城市建设背景、现状及建议成果。经过对国内外海绵城市建设成效的对比分析，对我国海绵 城市建设提出了如下意见和建议，即海绵城市建设在核心技术方面需结合城市特点汲取西方发达国家的先 进技术和管理体系；应制定相关法律法规、技术规程，建立制度保障体系和技术体系；加强部门之间的联动作 用，落实海绵城市建设的目标责任制以及加强对城市水科学方面的研究，加强科技创新，以为海绵城市建设提 供科技支撑和技术保障。关键词：城市内涝；低影响开发；城市雨洪管理；海绵城市

中图法分类号：TV213.4 文献标志码：A DOI：10. 16232/j. cnki. 1001 -4179. 2017. 15. 005

1研究背景随着城市化进程的不断推进、极端天气的频繁发 生，近些年来，北京、南京、武汉等城市内涝现象时有发 生，而这与落后的地下基础设施和传统的雨洪管理手 段不无关系；而且加上很多城市尚未实现雨污分流，在 强降雨天气情况下，城市雨水管网无法容纳短时激增 的降水。与此同时，城市地下水资源补给缓慢、城市热 岛效应等资源与环境问题日益突出，在提高雨水系统 综合防洪排涝能力的同时，急需采取措施增加城市雨 水的下渗量、延迟洪峰的形成时间、减少地表径流、提 高区域水资源循环利用率。海绵城市理念在这一背景 下应运而生。海绵城市就是以城市的雨洪管理和低影响开发等 技术手段为核心，像海绵一样实现降水的“渗、滞、蓄、 净、用、排”，促进城市水资源的循环利用和水环境的 净化，恢复城市水生态环境的自净功能。海绵城市旨 在实现城市“自然积存、自然渗透、自然净化”的功能， 对缓解城市内涝、改善城市水生态环境以及促进城市 地下水资源的涵养具有重要意义。笔者非常赞同左其 亭教授的观点[1]，即海绵城市建设的精髓就是实现降 水就地消纳，尽可能地还原城市开发前的城市水生态

功能和水文生态特征。目前，国内在海绵城市方面的 研究和应用技术还不够成熟、完善，对其成效利弊常存 在着有相左的意见，甚至出现过“海绵城市无用论”的 观点。本文简要介绍了国外发达国家海绵城市建设的经 验和海绵城市的建设现状，总结了国内海绵城市试点 研究方面的进展和取得的建设成效，提出了相关的意 见和建议，可为后期我国海绵城市建设的进一步推广 和施行提供参考。

2国外海绵城市建设经验目前，美国、德国、瑞士等发达国家已经形成了较 为完善的海绵城市建设系统[2]。美国、新西兰等西方 国家应对内涝的策略包括LID(低影响开发）、可持续 城市排水系统以及水敏感性城市设计等[3_5]。20世 纪60年代，西方发达国家的雨水资源管理理念发生了 改变，并开始致力于雨水资源利用方面的研究。2.1美国1987年，美国修订了《联邦清洁水法案》[6] ;20世 纪90年代，美国马里兰州的Prince George's County已 经提出了 LID的理念[1]，旨在通过合理使用LID设 施，以有利于加强城市暴雨管理，改善与保护城市水环

收稿日期=2017 -03 -01作者简介：沈乐，女，工程师，硕士，主要从事水文水资源和水环境方面的研究工作。E - mail:464302827@qq.

com22人民长江2017 年

境和促进城市的水安全，可以节约资源及能源。通过 采用透水路面、雨水花园和植被屋顶等LID措施，显著 降低了雨水管网系统的规模需求，从而大大地降低了 雨水排放工程的造价和管理运行成本[7]。在21世纪 初，美国的班内迪克在此基础上提出了 “绿色基础设 施”的理念[8]d Liu Yaoze等人研究发现，低影响开发 可以降低城市发展对水文和水环境的影响，城市池塘 不仅可以减少洪水、改善水质，还可以美化景观环 境[9]。美国典型的雨洪管理措施包括最佳管理措施、 低影响开发和绿色基础设施，这些措施主张在源头上 采用分散式、小尺度技术手段来管理雨水径流[1°\美 国加州某社区通过LID设施增加了自然植被面积，减 少了不透水人行道，比相邻社区减少了 30% ~50%的 能源开支[11];美国马里兰州某地块的低影响开发技术 应用研究显示，引人LID设施，增加了一定面积的建筑 用地（替代了 2座池塘面积），但是减少了场地清理修 复费用，共节约成本27万美元[12]。美国新罕布什尔 大学校园停车场的改造项目采取了生物滞留改造，该 项改造工程投资比新建生态滞留系统单价节约了 2/3 左右[13]。美国很多经济发达城市还制定了相关的激 励机制，以促进LID技术的应用及推广，诸如潜在更高 的房产价值、降低许可证费用、税收抵免及容积率激励 等措施引人LID技术的社区开发成本得以降 低，销售速度大幅加快，房产价值得以提升。研究成果 表明，LID技术成本或相对传统工艺要高，但是其运行 维护成本却节约了不少，从而也就带来了更高的经济 效益。2.2德国德国具有完善的城市雨洪管理技术、法律法规、政 策体系保障，尤其是德国的排水系统远近闻名。迄今 为止，德国的下水道总长已经达地球周长的13倍，年 处理能力为94亿m3。20世纪初，德国人在我国青岛 修建的下水道迄今已使用了 1〇〇多年，目前仍处于运 行状态。为了促进城市雨洪管理成效及其落实力度， 德国制定了《联邦自然保护法》《废水收费法》等法律 法规以促进水资源的可持续利用[15];同时，实行了“雨 水排放费”制度，直接向雨水管网排放雨水的用户均 需要按不透水面积来缴纳相关的费用[16];通过发放雨 水利用补贴，鼓励用户对雨水自行采取处理措施[17]; 制定了屋面雨水利用设施标准[18]。德国还加强对给 排水工程的宣传，部分城市将尚处于运行状态的下水 道已经打造成了景点，可供游客参观。2.3新西兰新西兰有关水资源管理方面的政策中规定，在城市发展进程中，应尽量降低其对城市水环境造成的影 响和雨水径流带来的污染[19]。新西兰制定了《资源管 理法》并将其作为自然资源综合管理的框架性法律， 规定了争取在保护自然资源方面的责任与义务[2°]。 该法律设计了综合协调的管理框架:①自然资源的分 配；②水、气、土壤污染物的排放；③开发建设活动造 成的环境、资源负效应管理[21_22]。新西兰政府主要通 过“国家政策公报”、“国家环境标准政策公报”两个途 径来进行监督管理。除了做好常规性的雨水管网的维 护管理，还对水质水量进行了监督管理。2.4澳大利亚澳大利亚以城市水循环为核心，建立了水敏感性 城市设计体系（WSUD)[23]，提出了将城市发展对水文 的负面环境影响降低到最小，将雨水处理与景观相结 合，减少地表径流和洪峰流量的观点[24]。

3国内海绵城市理论研究与建设成效“2012低碳城市与区域发展科技论坛”中首次提 出了海绵城市理念。2013年12月12日，习总书记在 中央城镇化工作会议上发表讲话时谈到：“要建设自 然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”；2014年10

月，住房城乡建设部组织编制并正式发布了《海绵城 市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试 行）》[25]，明确了我国海绵城市的概念、基本原则等，提 出了海绵城市建设的核心。2015年1月，我国16个 城市成为首批海绵城市创建的试点；2015年4月，14 个城市被列为2016年海绵城市建设的试点。此外，一

些地区通过地方财政支持开展了海绵城市建设。中共

中央办公厅、国务院办公厅于2016年12月12日印发 了《生态文明建设目标评价考核办法》，将海绵城市建 设目标纳人政府绩效考核体系。目前，我国福建、海 南、四川、广州等省市已发布了与海绵城市建设相关的 政策，南京等城市已编制了相关的规划，青岛等城市已 制定出了研究计划，哈尔滨等城市也已开始了相关工 程的建设[26]。仇保兴对海绵城市的本质、目标以及建设途径进 行了阐述，并提出了五项展望[27\许杰玉等人的研究 表明：通过透水铺装、雨水花园、下沉式绿地等低影响 开发设施，实现雨水资源下渗量约800万m3、雨水资 源综合利用率大于9% [28]。赵华的研究认为，采用 LID措施的雨水收集系统收集到的雨水水质要优于普

通屋面的，天然雨水经LID系统处置后可以基本上达 到景观用水的水质标准[29]。董淑秋等人对北京首钢 工业改造区进行的雨水利用规划研究中提出了构建第15期沈乐，等：国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈

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“生态海绵地区”的建议[3°]，研究结果表明：绿地改造 比例可提高零排放降雨量和降低经济成本，采用最佳 的实施方案后，可减少COD的外排量101万u

然而，2016年的多场连续强降雨致使近半数的海 绵城市试点发生了内涝，这将“海绵城市建设对于防 治城市内涝是否确有功效”推上了舆论的风口浪尖。 北京大学景观设计学研究院副院长李迪华指出：“海 绵城市建设可以延迟洪峰发生的时间、增加降水下渗 量、减少地表径流和地面积水，但并非城市内涝不会发 生” [31]。笔者认为：海绵城市建设本身确实有益于城 市的防洪排涝，而且我国海绵城市建设的试点工作起 步较晚，相关措施还在不断完善和探索中，海绵城市建 设管理体系、技术体系、城市水科学理论研究尚不完 备、成熟，跨行业、跨领域的专业融合需要时间，具体工 程措施的落实更需要时间，不能因为一次内涝即得出 “海绵城市无用论”的结论。近年来，很多城市通过海 绵城市建设提及的相关措施已经达到了雨洪控制目 标，并提高了水资源循环利用的水平。2012年，天津文化中心通过雨洪管理措施，在24 h平均降雨量达160 mm的情况下，排水情况依然良

好，雨水径流量得以控制和调蓄，中心湖体水位缓慢上 升至最高设计水位以后，通过自动开启溢流阀实现了 雨水错峰排人市政管网[32]。基于海绵城市理论，湖南 省宁乡县在其总体规划中，对硬质地面采用海绵化综 合处理的方式，增强了城区地表水的循环过程[33]，增 大了降雨下渗的能力，削弱了降雨径流的峰量，降低了 城市雨水排水系统的压力。重庆市在重光湖滨公园海绵城市建设过程中发 现，通过采取低势绿地、渗透铺装、绿色生态水渠、生态 护岸以及制备缓冲带等措施，使公园的水库水生态环 境得到了逐渐改善，而且不易引发洪涝、水域大面积缩 减及水库功能的退化[34 ]。王思思等人在对北京某居 住区和嘉兴绿道分别采取植被浅沟、雨水花园、人工湿 地、多功能调蓄、低势绿地和渗透铺装等措施以后，使 雨洪的控制利用与景观建设融为一体，有效地修复了 城市的水文循环以及控制住了面源污染，节省了对雨 水管网建设方面的投资，削减了雨水径流量[35]。对宿迁桥头公园项目采用透水铺装、雨水花园、雨 水收集回用系统进行改造以后，使其场地的年综合径 流系数达到了 〇. 48 ;通过设计较大容积的雨水收集池 收集的降水，基本上能满足公园的日常灌溉和清洁用 水，减轻了市政管网的压力，同时也实现了降水资源的 有效利用[36]。