“海绵城市”论文_海绵城市论文

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“海绵城市”的理论与实践

10144304103 李庚阳环境科学

当今中国正面临着水资源短缺,水质污染,洪涝灾害,水生物栖息地丧失等多种水问题。这些水问题综合症是系统性、综合的问题, 亟需一个更为综合全面的解决方案。“海绵城市”理论的提出正是立足这一背景。

“海绵城市”是新一代城市雨洪管理概念，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”。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”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。它作为一种生态途径,其构建核心在于建立跨尺度的水生态基础设施,以综合解决中国城乡突出的水问题。为了贯彻落实习近平总书记讲话及中央城镇化工作会议精神,2014年2月《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确:“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防涝水平,大力推行低影响开发建设模式,加快研究建设海绵型城市的政策措施”。2014年11月,《海绵城市建设技术指南》发布；2014年底至2015年初，海绵城市建设试点工作全面铺开,并产生第一批16个试点城市。一时间,“海绵城市”这一概念再一次进入人们的视野。

一、“海绵城市”的理论内涵

水环境与水生态问题是跨尺度、跨地域的系统性问题,也是互为关联的综合性问题。诸多水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调,因此解决水问题的出路不在于河道与水体本身,而在于水体之外的环境。

建设“海绵城市”的价值观应从“水适应人”转向“人适应水”。“海绵城市”是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征,字里行间反映出与传统的工程思维下“水适应人”的治水思路截然不同。城市应该是一种“人适应水”的景观,即“水适应性景观”。“海绵”即是以景观为载体的水生态基础设施。完整的土地生命系统自身具备复杂而丰富的生态系统服务功能,这是“生态系统服务”理论的核心思想,聚焦到“水问题”上,这一理论表明,城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能,这也是“海绵城市”构建的基础。

“海绵城市”旨在综合解决城市生态问题。水生态系统区别于其他生态系统的主要特点之一在于水这一特殊的环境因子。由于水是流动和循环的特点,因此水生态系统的影响因素并不在于水体本身,它与流域内其他土地利用和各类景观要素相联系,自然过程和人类活动对水生态系统的影响是广泛的。

“海绵城市”是古今中外多种技术的集成。第一，让自然做工的生态设计技术。生态设计是一种最大限度地借助于自然力的最少设计。任何技术的使用要尊重自然,而不是依赖工程措施不惜代价地以 “改变场地原本稳定生态环境”为代价来实施 “生态建设”。第二，古代水适应技术遗产。先民在长期的水资源管理及与旱涝灾害适应的过程中,积累大量具有朴素生态价值的经验和智慧,增强了人类适应水环境的能力。第三,当代西方雨洪管理的先进技术,包括LID技术、水敏感城市设计等,相关研究成为近年来城市水问题研究的热点。

二、海绵城市多尺度构建方法及实践

1.宏观——综合水安全格局与水生态基础设施,北京案例

从北京市水系的空间格局与水生态系、统服务的关系入手,通过水文过程分析和模拟, 判别和保护具有较高生态系统服务功能的用地, 提出水源保护区、地下水补给区等地区的生态管控导则,并恢复城市水系自然形态、建立河流生物廊道系统,从而构建起北京市综合水安全格局，包括:(1)雨洪安全格局,通过径流过程模拟、雨洪淹没分析(20年、50年、200年一遇下的雨洪可能淹没范围)和历史洪涝情况分析,确定区域的雨洪安全格局。

这个安全格局可以有效维护降雨径流的自然过程,通过恢复水系的调洪蓄涝能力,使城市免受雨洪灾害的威胁。(2)水源保护安全格局,对于北京市这样一个缺水城市而言,地表及地下水源保护是区域水安全格局的另一个重要功能。根据相关地表水源保护规划以及地下水资源补给能力分析,确定水源保护安全格局。

最终两者叠加形成综合水安全格局，将生态系统的各种服务功能,包括旱涝调节、水源保护、生物多样性保护、休憩与审美启智,以及遗产保护等整合在一个完整的景观格局中,并最终通过与相应尺度的城市总体规划(或土地利用总体规划)相结合落实在土地上, 构成禁止建设区和限制建设区的核心网络,成为引导城市空间有序扩展的刚性骨架。

2.中观——城镇海绵系统,六盘水案例

六盘水市的水生态综合治理旨在减缓来自山坡的水流,建造一个以水过程为核心的生态基础设施,来存蓄和净化雨水,使水成为重建健康生态系统的活化剂,提供自然和文化服务,使这个工业城市变为宜居城市。

为了构建完整的城镇海绵系统,工程关注水城河流域和城市两个层面。首先,河流串联起现存的溪流、湿地和低洼地,形成一系列蓄水池和具有不同净化能力的湿地,构建了雨洪管理和生态净化系统。这一方法不仅最大限度地减少了城市雨涝灾害,而且在旱季也能有持续不断的水源。第二,拆除渠化河流的混凝土河堤,重建自然河岸的湿地系统,发挥河流的自净能力。第三,建立连续开放空间,建立人行道和自行车道系统, 增加通往滨水区域的通道。最后,项目将滨水区开发和河道整治结合在一起。以水为核心的生态基础设施促进了六盘水的城市改造,提高了城市土地的价值,增进了城市活力。

3.微观——城市雨洪管理绿色海绵技术,哈尔滨群力雨洪公园案例

哈尔滨群力雨洪公园是我国首个以解决城市内涝为目标的国家级城市湿地公园。该公园通过整体景观设计途径进行生态化的雨洪管理,解决常规市政工程所没能解决的问题,使我们的城市成为与水问题相适应的城市,从2011年建成以来,有效发挥了其解决城市雨涝的功能。设计中关键性技术要点包括:(1)以雨洪安全格局为基础,划定由“集水城区-汇水湿地”组成的、具有镶套式结构的“绿色海绵综合体”。(2)填-挖技术形成“海绵地形”,一方面是创造多级湿地系统的地形基础,同时为下一步营造多样化的生物栖息地与游憩空间提供环境基础;而且,造价低廉。(3)构建“水质净化-蓄滞水-地下水回补”多级多功能湿地系统。该多级湿地系统主要是整合潜流和表流湿地技术,进行土壤和生物净化,将净化后的雨水汇入中央低洼湿地,补充地下水。按照“水质净化人工湿地-蓄滞人工湿地-地下水回补与生物多样性恢复湿地”这一顺序,依次构造三类湿地系统,产生多种生态系统服务。(4)充分利用地形及水量分布特征实施特色生境修复,并与乡土生物保护、游憩与科普教育功能相融合。

三、对未来“海绵城市”研究的展望

社会各界通过广泛的讨论来关注城市洪涝问题和一系列相关的生态和境问题,重新审视工业时代治水思路的利弊, 深刻认识生态雨洪管理和城市生态建设的重要性及方法和技术,对实现生态文明和美丽中国具有重要意义,学术界应该给与充分的重视。

“海绵城市”建设浪潮应该推动以下几方面学术研究:(1)中国古代水适应性城乡发展的思想、工程与技术遗产的整理和研究,目前这方面的研究还非常有限,不论从城市规划、水利建设角度还是从遗产保护角度出发, 都应该加快对该类水适应性景观和技术遗产的整理和研究;(2)绿色基础设施与灰色基础设施相衔接的研究,中国城市建设已经形成了对灰色基础设施的依赖,如何逐步摆脱这种依赖,有效地促进绿色基础设施优先的城市雨洪调蓄系统，如何在实际管理和操作层面实现这种衔接依旧是难题;(3)水生态基础设施规划落实的法治化途径, 推进各尺度水生态基础设施的实施纳入法定规划体系,就规划成果向各部门和利益相关者广泛征求意见,通过多方博弈最终确定其空间边界,比如“水生态红线”;(4)一系列相关技术指南的制定,不同尺度水生态基础设施构建指南,以及各类技术集成的使用指南等,《海绵城市建设技术指南》是一个良好的开端,但还远远不够。