城市是人類文明的標(biāo)志，是人們經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)生活的中心。作為人類生存的主要載體，城市對(duì)于小到人類生活的物質(zhì)水平、大到社會(huì)文明的發(fā)展方向都具有舉足輕重的影響。從全球范圍看，2008年是人類文明城鎮(zhèn)化歷史上具有里程碑意義的一年。從這一年起，超過(guò)半數(shù)的世界人口生活在城市之中。而我國(guó)城鎮(zhèn)化起步雖然較晚，源起于上個(gè)世界70年代后期改革開(kāi)放，但發(fā)展速度較快，尤其是十六大召開(kāi)以來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速。2011年12月，中國(guó)社會(huì)藍(lán)皮書發(fā)布，宣告城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎貙⑹状纬�過(guò)50%。在城鎮(zhèn)化的大背景下，我國(guó)每年有超過(guò)1000多萬(wàn)人涌入城市，新建成的建筑相當(dāng)于世界建筑總量的一半。

隨著過(guò)半人口進(jìn)入城市，城市環(huán)境中最重要的人居環(huán)境其重要性不言而喻。然而，城鎮(zhèn)化進(jìn)程以城市建設(shè)為基本要素，一方面體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、科技水平的同時(shí)，另一方面也凸顯出了人類社會(huì)發(fā)展所面臨的諸多問(wèn)題。比如空氣污染、水資源短缺等環(huán)境問(wèn)題，住房緊張、交通堵塞、就業(yè)困難等社會(huì)問(wèn)題，這些問(wèn)題無(wú)一不威脅著城市的健康發(fā)展。其中，在城市發(fā)展過(guò)程中面對(duì)的諸多困難里，水資源環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)了最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。水資源既需要提供基本的人口飲用需要，同時(shí)要滿足社會(huì)生產(chǎn)過(guò)程的客觀需求，還要在感官、娛樂(lè)等社會(huì)文化層面實(shí)現(xiàn)精神上的追求，可以說(shuō)，水環(huán)境問(wèn)題既是決定著城市生死存亡的基石，也是衡量社會(huì)文明水平高低的標(biāo)尺，更是城市必須解決的首要問(wèn)題之一。

那么，理想狀態(tài)下人類應(yīng)該生活在什么樣的城市中呢?這樣一座理想的城市又應(yīng)該擁有和營(yíng)造一個(gè)怎樣的水環(huán)境呢? 2010年上海世博會(huì)曾以“城市讓生活更美好Better City, Better Life”為主題，基于不同地方文明、民族文化特色和科技進(jìn)展，展示了世界各國(guó)的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和對(duì)未來(lái)城市的理解，而在現(xiàn)實(shí)世界中，構(gòu)建更美好的城市環(huán)境依然是當(dāng)前全世界面臨的實(shí)踐任務(wù)。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，2014-2020年是我國(guó)施行國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃的重要時(shí)期，而“海綿城市”概念的提出則可被視為在我國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程的關(guān)鍵時(shí)期，從國(guó)家戰(zhàn)略層面為城市水環(huán)境問(wèn)題提供了可供深入探討的解決方案。

海綿城市vs城市“澇”“旱”矛盾

“海綿城市”理念的提出，從側(cè)面反映出了我國(guó)城市水環(huán)境管理方面，尤其是針對(duì)雨洪情況下的排水體系建設(shè)上尚存在重大不足。目前，“逢雨必澇”已經(jīng)成為我國(guó)城市重大災(zāi)害之一，北京、深圳、濟(jì)南等城市都曾發(fā)生過(guò)造成傷亡的嚴(yán)重內(nèi)澇事件。深圳2008年“6•13”事件造成深圳市8人死亡，6人失蹤，受災(zāi)人口十多萬(wàn)人，全市出現(xiàn)1000多處內(nèi)澇或水浸，直接經(jīng)濟(jì)損失約12億元。2012 年北京“7•21”事件的暴雨內(nèi)澇則更加嚴(yán)重，特別是豐臺(tái)南崗?fù)菥└郯母咚傧鲁潦搅⒔粯蜓蜎](méi)和房山區(qū)洪水、泥石流造成的災(zāi)害，導(dǎo)致死亡78人，受災(zāi)人口190萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失更是高達(dá)116億元。事實(shí)上，在過(guò)去3年，中國(guó)超過(guò)360個(gè)城市曾經(jīng)遭遇內(nèi)澇，其中六分之一的城市單次內(nèi)澇淹水時(shí)間超過(guò)12小時(shí)。

在面臨“逢雨必澇”魔咒的同時(shí)，城市的干旱和缺水問(wèn)題也越演越烈。以深圳為例，深圳光明新區(qū)年均降雨量可達(dá)到1935毫米，屬于汛期暴雨集中的城區(qū)，一方面有26個(gè)易澇點(diǎn)，內(nèi)澇嚴(yán)重;另一方面又嚴(yán)重缺水，70%以上的用水靠從區(qū)外調(diào)動(dòng)。北京市水資源緊缺局面則更為嚴(yán)峻，長(zhǎng)期處于地下水過(guò)度開(kāi)采狀態(tài)的同時(shí)，只能通過(guò)南水北調(diào)長(zhǎng)距離調(diào)水、海水淡化等方式緩解用水缺口。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)、城市人口的增加、GDP的增長(zhǎng)和居民生活水平的提高，城市用水缺口還將繼續(xù)面臨不斷擴(kuò)大的威脅。

一邊洪澇、一邊缺水的局面，反映了我國(guó)城市水資源管理中的“澇”“旱”矛盾，也凸顯了我國(guó)城市雨水利用率普遍偏低的現(xiàn)狀。“海綿城市”理念正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。海綿城市意味著未來(lái)城市在應(yīng)對(duì)環(huán)境生態(tài)變化時(shí)需具備一定彈性。從效果功能上講，海綿城市針對(duì)重大生態(tài)環(huán)境變化，例如面臨雨洪時(shí)，能夠具有更廣闊的承受范圍，即更有彈性;從設(shè)計(jì)上講，海綿城市意味著城市設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中，將更多具有蓄、排、凈水功能的建筑單元整合到社區(qū)之中，從而減小地表徑流、減輕排洪壓力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的有效富集利用，緩解水資源緊缺局面。

海綿城市vs水泥城市

海綿城市引發(fā)了針對(duì)傳統(tǒng)雨洪排水理念的再認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，我們需要用更快的速度、更高效的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)雨水的收集并排出城市。人們仿佛認(rèn)定了雨水是惹人厭煩且不受待見(jiàn)的“包袱”，所以管網(wǎng)都盡量埋入地下，以“眼不見(jiàn)心不煩”的形式，在視線之外實(shí)現(xiàn)排水功能。在具體手段上，城市建設(shè)過(guò)程中密如蛛網(wǎng)的道路、林立的建筑物和浩繁的排水管網(wǎng)系統(tǒng)承擔(dān)了雨水收集和排水任務(wù)。冰冰冷冷的集水排水模式堪稱“水泥”城市。不可否認(rèn)，水泥城市的模式雖然建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大，但在承擔(dān)城市防澇方面，尤其對(duì)于保障大型城市防洪安全上起到了決定性作用。法國(guó)巴黎、日本東京的下水道建設(shè)就是堪稱“水泥城市”的世界典范。

巴黎的地下排水管道

東京的地下排水管道

近代下水道的雛形脫胎于法國(guó)巴黎，法國(guó)文豪雨果曾在《悲慘世界》中寫道，下水道是“城市的良心”。今天的巴黎下水道總長(zhǎng)2300多公里，規(guī)模遠(yuǎn)超巴黎地鐵。大部分排水管道處于地面以下50米，擁有超過(guò)6000多個(gè)地下蓄水池，且管道設(shè)計(jì)采用多功能設(shè)計(jì)理念，中間是寬約3米的排水道，兩旁是寬約1米、供檢修人員通行的便道。日本東京的現(xiàn)代地下排水系統(tǒng)雖籌建相對(duì)較晚，于1963年開(kāi)始興建滯洪和儲(chǔ)蓄雨水的蓄洪池，并在1992年開(kāi)工了“第二代城市下水總體規(guī)劃”的建設(shè)，2006年竣工。但系統(tǒng)規(guī)模宏大，由一連串混凝土坑體構(gòu)成，地下管道深達(dá)60米，號(hào)稱“地下宮殿”，以保障東京受到臺(tái)風(fēng)雨水災(zāi)害侵襲。

海綿城市與水泥城市其實(shí)并不相悖，而是辨證統(tǒng)一的。在保證防澇排水安全的前提下，海綿城市的設(shè)計(jì)理念通過(guò)低影響設(shè)計(jì)和低影響開(kāi)發(fā)的原則(Low impact design or development, LID)，避免地表凈流量大幅度增加，從而緩解排水道壓力，同時(shí)充分利用城市內(nèi)部各種蓄水、凈水設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)雨水的收集和再利用。海綿城市的理念體現(xiàn)了排水防澇思路的轉(zhuǎn)變，以解決城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，代表著未來(lái)城市建設(shè)水資源管理的發(fā)展方向。事實(shí)上，不同國(guó)家在探索未來(lái)城市雨洪管理中或多或少也體現(xiàn)著海綿城市的理念。

德國(guó)近年來(lái)推廣新型雨水處理系統(tǒng)“洼地——滲渠系統(tǒng)”，通過(guò)就地設(shè)置洼地、滲渠形成分散的雨水處理系統(tǒng)。利用低洼草地中短期儲(chǔ)存和滲渠中的長(zhǎng)期儲(chǔ)存，減少了因城市化而增加的雨洪暴雨徑流，同時(shí)由于及時(shí)補(bǔ)充了地下水，可以防止地面沉降，從而使城市水文生態(tài)系統(tǒng)形成良性循環(huán)。在徑流流動(dòng)與貯存上，具體分地下管道和地表明溝兩種形式，其中地下雨水管線不僅要考慮雨水傳輸，同時(shí)還要考慮儲(chǔ)存雨水和減緩洪峰的功能;地表明溝則既考慮了雨水輸送的功能，也考慮了對(duì)構(gòu)造城市景觀的作用，通常是將其模擬為蜿蜒曲折的天然河道。最終，雨水的輸送儲(chǔ)存與城市景觀建設(shè)和環(huán)境改善融為一體，既有效地利用了雨水資源、減輕了污水處理廠的壓力，又有效地改善了城市景觀。新加坡則將對(duì)雨水的收集和利用推動(dòng)到了極致。受限于本國(guó)極端缺水的國(guó)情，新加坡將雨水收集樹(shù)立為本國(guó)四大水源之一，同時(shí)通過(guò)統(tǒng)一城市規(guī)劃，利用雨污分流的方式，建設(shè)獨(dú)立的雨水溝道、雨水干道和位于海邊的地(水)下式大型蓄水庫(kù)，最終計(jì)劃將新加坡陸地面積的90%都建設(shè)成雨水集水區(qū)。

海綿城市vs數(shù)字城市/智能城市

海綿城市的建設(shè)，“水”是關(guān)鍵詞，具體包括城市自然水系、城市給水、排水、防洪排澇、再生水使用、地下水回灌等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)手段從概念走向現(xiàn)實(shí)，未來(lái)城市發(fā)展呈現(xiàn)數(shù)字化、智能化。而海綿城市一改傳統(tǒng)城市粗獷的雨水收集-排放模式，通過(guò)精細(xì)化的城市空間設(shè)計(jì)、分散式的海綿體布置，力爭(zhēng)使城市具備彈性應(yīng)對(duì)蓄水、凈水和排水的功能。這一方面在管理水平上，對(duì)雨水徑流量的分析、預(yù)測(cè)、監(jiān)控和管理都提出了更高要求，另一方面，也為未來(lái)水環(huán)境管理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字城市和智能城市的建設(shè)發(fā)展提供了著手點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的理念，在水量上，需要數(shù)字化測(cè)定、管理或設(shè)計(jì)綜合徑流系數(shù)、可滲透地面面積比例、雨水調(diào)蓄標(biāo)準(zhǔn)(以mm降雨計(jì))和雨水調(diào)蓄總?cè)莘e、地下水埋深、天然水域面積保持程度、雨水利用量、替代城市供水比例、公共供水管網(wǎng)漏損率，污水再生利用率等;在水質(zhì)上，也需要數(shù)字化監(jiān)測(cè)不同時(shí)空分布下的水體水質(zhì)情況。

綠地等海綿體的兩種設(shè)計(jì)分布方式：傳統(tǒng)粗獷集中分布(左)和未來(lái)精細(xì)分散式分布(右)

海綿城市vs中國(guó)未來(lái)城市水環(huán)境筆者相信，海綿城市的實(shí)現(xiàn)絕非遙不可及的新鮮事。事實(shí)上，我國(guó)城建史上可以追尋到諸多海綿城市的影子。比如從某種意義上看，北京城在歷史上便可視為海綿城市的典范。北京城曾經(jīng)河湖縱橫、清泉四溢、稻花飄香、禽鳥(niǎo)翔集，從諸多地理區(qū)域的命名上便可見(jiàn)一斑。以海淀區(qū)為例，僅帶有“河”的地名便有“萬(wàn)泉河、肖家河、清河、北安河、金溝河路、永豐西河村、西北旺東河、紫金長(zhǎng)河、旱河路、南沙河、長(zhǎng)河灣、二河開(kāi)、上河沿、安河橋、昆玉河、上河村、北玉河”等。帶有“湖”的地名有“昆明湖、八一湖、稻香湖”等。帶有“泉”、“塢”的地名有“香泉橋、溫泉鎮(zhèn)、海淀泉莊、香泉環(huán)島、雙泉堡、冷泉、玉泉山、玉泉路”和“南塢、中塢、北塢、太舟塢”等，不一而足。

這些遍布海淀的“河、湖、泉、塢”的存在，客觀上正起著海綿城市的基本要素——海綿體所起的作用。而在社區(qū)設(shè)計(jì)方面，北京四合院講究綠化，院內(nèi)植樹(shù)種花，再加上盆栽水養(yǎng)的花草和院落中階前、階后的花圃設(shè)計(jì)，在營(yíng)造庭院美景的同時(shí)，也體現(xiàn)了針對(duì)雨水的“滲、滯、蓄、凈、用、排”，正是可供海綿城市參考的范例。

營(yíng)造健康、綠色、宜居的城市水環(huán)境是全世界共同面對(duì)的挑戰(zhàn)。“以世界的眼光看中國(guó)問(wèn)題”，我國(guó)未來(lái)城鎮(zhèn)化建設(shè)必須擺脫傳統(tǒng)城市建設(shè)思路，追求可持續(xù)的人與自然和諧發(fā)展模式。而“以中國(guó)的眼光看世界問(wèn)題”，海綿城市是我國(guó)推行城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中自行提出的，以實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的城市建設(shè)理念�？梢云诖�，海綿城市理念的實(shí)踐應(yīng)用，伴隨著順應(yīng)自然、社區(qū)友好、與自然和諧共處的低影響城市建設(shè)發(fā)展模式，必將對(duì)所有城市居民帶來(lái)深入的積極影響。
 

“海綿城市”與城市水環(huán)境變革：從傳統(tǒng)城市排水到未來(lái)水資源綜合管理