“海绵”助推人水城共融共生

　　学者：贾海峰 清华大学环境学院教授

　　印定坤 清华大学环境学院博士生

　　“海绵”助推人水城共融共生

　　生态文明建设是我国“五位一体”总体布局的重要组成部分，习近平生态文明思想充分阐明了经济发展和生态环境保护的关系。为落实习近平总书记尊重自然、顺应自然、保护自然的社会主义现代化国家建设内在要求，我国在借鉴发达国家现今雨水管理理念、传承我国古代城镇建设的人、水、城和谐统一的智慧基础上，于2013年提出了“海绵城市”这一具有中国特色的现代城市水管理新理念、新方法和新体系。过去的十年以来，在中央财政和相关技术的支持下，我国先后开展30个试点城市、45个全域示范城市的海绵城市建设，基于本底自然生态空间条件、结合人工措施，最大限度发挥建筑、道路、绿地、水系等对雨水的吸纳和缓释作用，实现径流雨水的自然积存、自然渗透、自然净化，促进人与自然和谐共生。

　　“绿灰蓝”融合，促进良性城市水循环

　　快速的城市化使城市不透水地表占比激增，严重干扰了城市的水文循环、暴露了城市水问题风险。海绵城市建设结合区域排水、竖向特点，致力于充分保护和发挥自然调蓄空间，通过营造微循环、疏通中循环、保护大循环，构建可持续的城市健康水循环，从而提升城市生态服务价值、韧性和宜居性。

　　针对当前普遍缺失的城市水文微循环，要充分发挥绿色源头减排设施作用，通过体小量大的分散、生态源头设施建设，营造局地水文微循环，构建健康活力的城市“毛细血管网”，应对年径流总量控制率以下的中小降雨事件，一方面提升城市的生态宜居性、资源节约性，另一方面缓解城市排水管网排水压力。

　　城市水文中循环是指灰绿过程控制措施，对建设源头减排措施后仍存在排水压力的管段，采取提升管网及泵站排水能力与控制低洼点竖向等灰色措施，完善城市排水体系，构建通畅的城市“静脉”。

　　流域/城市水文大循环是指城市和流域大的水系格局、蓄排蓝色空间，即通过城市雨水行泄通道疏通与调蓄公园建设，构建城市大排水系统，衔接城市防洪功能。通过绿灰蓝措施协调统一，共同构建现代城市降雨径流管理系统，形成城市健康的水循环，在缓解城市内涝的基础上协同控制面源污染与合流制溢流污染，最大限度地发挥海绵效应。

　　聚焦效能提升，助力实现“双碳”目标

　　在海绵城市建设中，需要坚持问题导向、目标导向和需求导向。不同的区域、工程项目或厂站现状潜在问题不同，不同城市、区域间不能一刀切完全照搬一套建设模式，需因地制宜进行有针对性的规划建设，逐个击破问题，提升各个设施的效能。例如：针对不同河道整治项目实施“一河一策”，针对污水厂收集率低或进水BOD（生化需氧量）浓度低等问题实施“一厂一策”，针对内涝积水点实施“一点一策”，针对城市公园绿地实施“一园一策”等。在此基础上，对共性问题和方案进行提炼总结，提出可复制可推广的共性经验、普适的技术方法，供同类项目借鉴。

　　2020年9月，我国在联合国大会上向世界宣布2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。为服务我国的“双碳”目标，各行各业均掀起绿色低碳转型的浪潮，通过节能+减排+技术创新，建设低碳社会。海绵城市建设也要以实现“双碳”目标为契机，开发绿色低碳和可持续新型工艺，挖掘碳减排潜力，达到减污与降碳协同增效的目的。

　　海绵城市建设能够通过分散式绿色基础设施从源头滞蓄径流雨水，通过中途转输设施将雨水进行转输和利用，一方面不仅可以缓解城市雨水带来的各种问题，还可大幅降低传统排水系统建设和运行带来的碳排放；另一方面，海绵城市建设中大量的绿色屋顶、雨水花园、下沉绿地、植被浅沟、湿地以及其他绿色系统可以为城市提供重要的碳汇。这可在一定程度上缓解城市热岛效应和气候变化，同时美化和改善生活环境，提供生态、社会、经济和文化效益。与传统城市开发中完全依靠灰色基础设施进行雨水控制相比，海绵城市建设能够通过城市绿色系统中的直接固碳、化石燃料能源减排、建筑节能降耗、径流总量削减、径流污染削减、雨水回用等过程实现碳减排。经测算，在一定条件下海绵城市建设后相较建设前每1平方公里的区域平均碳削减总量为215.23吨。

　　明确责任主体，提升公众满意度

　　海绵城市建设是个涉及面众多的系统工程，其最终受益者应该是公众。要有序全域推广海绵城市，就必须充分发挥不同利益相关方的主体责任。这些利益相关者有海绵城市建设的发起者、实施者和维护者。

　　国务院作为国家最高行政机关，重点是在政策的制定以及建设思路和方向选择上起到指导作用。在明确国务院的指导方针后，各地方政府要协调各相关专业、部门逐步形成包含立项、规划、设计、建设、验收、评估等在内的全过程规范化海绵城市项目管理工作流程。同时，地方政府还应探索多元化、多渠道的投融资模式，加大对海绵城市建设的支持力度。规划者、设计者和建设者也需要承担起各自责任，在各自环节进行严谨的分析，按照相关标准对各种文件等进行严格把关，为建设环节提供指导。施工单位照图施工是基础，当施工过程中遇到存疑问题时，需要及时与设计方沟通，避免错误施工带来的不良后果。海绵项目建设完成后，运维单位及公众对设施进行合理的维护也成为海绵城市各类设施持续正常运行的必要条件。因此，对于各海绵项目均需要明确运维责任主体，严格把控项目的运行维护管理工作，避免“建而不管”现象。

　　上述环节需要环环相扣，以整体提高海绵城市的建设水平。目前在多个城市，居住在海绵改造小区的公众已经切实体验到了海绵城市建设带来的益处，但部分地区尚未取得成效。因此，需要发挥公众的作用，提高公众对海绵城市建设意义的认识，听取公众的宝贵意见，引导公众共同参与方案设计、施工监督，实现共建共治共享，以更好地完善各地海绵城市全域推广工作。此外，公众满意度调查应遵循科学的社会调查方法，尤其注意调查样本的数量及分布，保障调查结果的可信度。

　　总结十年经验，优化“海绵”实现路径

　　十年来，我国海绵城市分批分期试点并进行全域推广示范，已经取得了很多成果，成效显著。海绵城市建设转变传统治水思路，从单一治水项目，向水系统、水产业、水经济统筹谋划发展转变。总结起来就是以“理水-治水-活水-融水-乐水”为建设路径，系统推进海绵城市建设。同时，也发现和总结了一些具体的问题和教训。从长远来看，在城市水系统管理方面还需要付出更多的努力。

　　首先，海绵城市建设项目包含规划、设计、建设、运营、维护等多阶段，每个阶段都会产生不同的环境和经济影响或效益。为了给政策制定者和决策者提供更全面的信息，需要从生命周期的角度对环境和经济进行定量评估。近年来，在海绵城市实施阶段虽已经积累了大量数据，而如何有效地组织、存储和应用这些数据集，以评估城市径流控制，是一个巨大的挑战。

　　其次，绿-灰-蓝设施的耦合布局应根据当地需求，要因地制宜地通过科学合理多目标优化计算来确定。当前热议的城市“韧性规划”既强调城市抗风险水平的提升，也需要考虑为提升城市防洪抗涝风险水平所带来的经济压力。兼具经济合理性及明显综合效果的城市抗涝韧性优化方案，需同时考虑不同设施布设的组合方式、布设比例、调控措施及其相应的成本效益，最终探索利益最大化的城市洪涝灾害防治策略。目前，已有学者对绿或绿灰耦合设施的雨水径流管理效能及机理做了大量研究工作。然而，城市陆域、水域的水量交互及径流控制响应过程有待进一步探究，尤其针对纳入蓝色设施的城市防洪抗涝韧性评价仍需深入研究。因此，如何科学合理构建区域绿-灰-蓝耦合系统，从而锚固流域-城市蓄排体系、提升区域内涝风险应对能力、保障水系水质稳定达标、提高非常规水资源利用水平，是下一步的重点工作。

　　伴随城市发展，城市规划属于一个动态调整的过程。气候变化导致未来降雨条件的改变对海绵城市的长效运行提出挑战，当下海绵城市建设应具备应对未来不确定性的能力，需量化远期不确定条件对城市排水系统的综合影响，并提出相应对策，从而系统提升海绵城市建设的适应性、长效性。