編者按：近年來，隨著城市內(nèi)澇問題在我國部分城市時有凸顯，“海綿城市”建設理念應運而生，其技術(shù)路徑是期望將城市地面建成可以“吸、放”水體的“海綿”，增強土地的入滲能力，將降雨盡可能多地滯留在土體中，減少地表產(chǎn)流，從而削減洪澇水的總量，達到治理洪澇的目的。國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進海綿城市建設的指導意見》（以下簡稱《意見》），鼓勵支持開展“海綿城市”建設。一時間，各地積極爭創(chuàng)國家“海綿城市”建設試點城市。
《意見》要求各地通過“海綿城市”建設，將全年降雨總量的70%以上滯蓄在“海綿體”中，并作為水資源在洪水過后進行回歸利用，且可對初期降雨的污染有效降解。這一理念新穎、愿景美好，一經(jīng)提出便獲得了多方認同，但也引起了一些爭議，焦點在于“海綿城市”建設成本昂貴，與洪澇治理效果是否成正比。
本期，浙江省水利廳治水辦主任、教授級高工朱法君，根據(jù)多年來對我國和所在地浙江省洪澇成因和治理方案的研究和實踐，就“海綿城市”建設談談自己的看法。
1.城市洪澇的成因涉及多方面因素
我國城市經(jīng)過幾千年的發(fā)展，形成了自身的發(fā)展規(guī)律，其中最重要的就是擇水而建、依水而興，這對解決交通運輸、用水排污問題具有不可替代的優(yōu)勢，當然也必然面臨洪澇的不利影響。縱使如此，人類仍然選擇逐水而居，正是因為利大于弊，是權(quán)衡后的選擇。隨著人們對洪水規(guī)律的了解不斷深入，伴隨著城市的發(fā)展，人們修建了很多防御洪水澇水的水利工程，人水和諧相處、共生發(fā)展。
城市洪澇頻發(fā)始于近20年前，特別是近10年來，矛盾進一步加劇。究其原因，主要來自于以下幾方面：
首先是城市化進程加快推進中，水系沒有得到有效保護。每一個地區(qū)的水面面積，都是千百年來自然形成的洪水澇水的調(diào)蓄地和出路，這是自然界的基本“法則”。但是由于人們對自然規(guī)律的認識不夠充分，在城市規(guī)劃建設過程中，大量的天然河流被縮窄、被阻斷、被填埋，排水轉(zhuǎn)而由下水道所替代。地下排水系統(tǒng)一旦被堵塞，將必然造成澇水外溢、洪水泛濫，導致城市內(nèi)澇的發(fā)生。
其次是城市外江洪水位的變化抬高。由于人類社會發(fā)展對土地的深度利用，導致越來越多的土地被保護，從而失去了滯納洪水的作用。洪水歸槽，導致江河湖泊洪水水位不斷上升，既帶來了巨大的防洪壓力，又使得城市的澇水無法順利排入河流，產(chǎn)生內(nèi)澇。原來設置的下水道排水能力下降，甚至于倒灌城區(qū)。
最后是地面過度硬化，雨水下滲量減少。城市地面硬化對城市內(nèi)澇的影響比較直接，但從成因的比重看，這并不是最主要的。如果下水道通暢，排水能力足夠，道路積水等內(nèi)澇現(xiàn)象可以消除。
以上這些因素共同作用，是導致城市內(nèi)澇加劇的主要原因，尤其以城市水系破壞和外江洪水位的抬升為甚。
2.“海綿城市”的技術(shù)路徑和對城市洪澇的作用
我國各地推行的海綿城市做法，主要借鑒學習于美國洛杉磯的經(jīng)驗。筆者有幸于2018年年初親歷了洛杉磯的洪水，并對洛杉磯的雨水收集模式進行了實地考證。
洛杉磯是美國西海岸嚴重缺水的城市，年降雨量約300毫米，城市用水依賴千里之外的引水工程。洛杉磯多為低丘緩坡，城市內(nèi)澇并不嚴重，城市道路下面基本上沒有建設下水道。由于水資源的極度緊缺，洛杉磯修建了一批雨水收集工程，其主要出發(fā)點為雨水的收集利用。但雨水收集工程成本昂貴，一個公園的成本動輒幾百、上千萬美元，收集來的雨水主要用于公園綠化，客觀上對消減洪水、澇水具有一定的作用。我們在美國期間，恰逢洛杉磯遭遇特大暴雨，其實也僅是在2天時間里集中下了40多毫米的降雨。但是，當?shù)厝园l(fā)生了嚴重洪災，多地引發(fā)了泥石流，造成23人死亡。
為此，我們不得不對海綿城市“消滅”城市內(nèi)澇的初衷引發(fā)思考。如果海綿城市建設可消減各地70%的降雨影響，則中國無澇矣！我國正在大規(guī)模推進“海綿城市”建設的城市中，如武漢、南京這樣的重澇區(qū)，投入了大量的資金，但是在洪澇形勢的改變上仍然沒有看到應有的效果。原因何在？城市的洪澇治理方向是否出現(xiàn)偏差？這應當引起主管部門和城市管理者的深入思考和反思。
對海綿城市建設減輕洪澇的效果和區(qū)域適用性分析
我國地表產(chǎn)流模式因地區(qū)而有所不同。南方紅壤地區(qū)產(chǎn)流機理為“蓄滿產(chǎn)流”，即當土體因前期雨水下滲達到飽和狀態(tài)后，后期的降雨才形成地表徑流。北方地區(qū)則為“超滲產(chǎn)流”，即因降雨強度大于下滲強度而產(chǎn)生地表徑流。北方地區(qū)因地下水埋深較深，地表與地下水水位之間的土體可吸收水量的能力較大，如能解決超滲問題，增加土體的下滲、吸收能力，對削減洪澇有較大的作用。而在南方，由于地下水埋深較淺，一般平原地區(qū)約為1米，洪水期甚至低于洪水位，土體本身可吸收水量的能力十分有限。如浙江省一場降雨過程可下滲的降雨量（不回歸到河網(wǎng)，真正意義上的削減）約10~20毫米，也就是說，即使將所有路面、屋頂全部轉(zhuǎn)換成“海綿”結(jié)構(gòu)，其削減量也僅僅只是20毫米，這相對于一場動輒300毫米，甚至超過500毫米的降雨（如2013年的“菲特”臺風），其削減量所占比重極小。而在北方地區(qū)，由于單場降雨的總量遠小于南方，如果能夠增加幾十毫米的入滲，則作用巨大。因此，“海綿城市”的最有效適宜地區(qū)是北方缺水地區(qū)，而非南方豐水地區(qū)，特別是長江以南因強降雨致災的省份，應從洪澇的成因出發(fā)，客觀分析、評價“海綿城市”對洪澇治理的作用。
對現(xiàn)行“海綿城市”建設措施的思考
分析評價“海綿城市”對洪澇治理的作用，應從各地的洪澇成因出發(fā)，從成災機理著手，因地制宜看待，絕不可“一刀切”“一招走天下”，否則就會偏離正確的方向，浪費大量的資金和人力。
由于現(xiàn)行的“海綿城市”建設著眼于增加入滲，采用的技術(shù)路徑和手段無外乎以下幾方面：
花重金改變路面結(jié)構(gòu)，打造“透水路面”，使雨水通過透水磚、自然土層下滲到地表下，從而達到消減澇水的作用。這項措施對小雨量的降雨有一定作用，但是對于高強度、大雨量的降雨作用甚微。因為即使表層全部恢復為天然狀態(tài)，對雨量產(chǎn)水起決定作用的還是土壤的蓄水能力。在南方極限狀態(tài)下，土壤的蓄水能力也僅僅是20毫米左右，難以消納大量級降雨（如大于100毫米的一場降雨過程）的70%。即使表面上看到雨水下滲到了土壤中，實際當土體飽和后，仍然通過淺層地下水的通道回歸到河流、低地之中。
開槽、填沙、擴大地下集水空間等增加滯蓄量，應該講，這是有效的手段。但是，其所能夠起到的作用大小取決于容積大小。而擴大地下集水空間所要付出的代價是驚人的，能夠滯蓄洪水澇水的總量與投入相比差距較大。
利用低地、公園參與滯蓄。這是一個好的方向，應該大力推行。但是恰恰這一類工程所占比例小，難以全面推開。
還有專家提議增加屋頂?shù)臏畹却胧?ldquo;一片天對一片地”，自我消納洪水澇水，但改造成本較高，推行難度較大。
綜合來看，以上措施都沒有真正切入到城市洪澇治理的正確途徑上來，不能徹底解決問題。筆者認為，治理城市內(nèi)澇，真正有效的方向應該是從“滲蓄為主”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;蓄排結(jié)合”的方式。可以從三條途徑實現(xiàn)：一是給洪水、澇水以出路，盡快排出去。可以優(yōu)先考慮利用泵站等強制性措施，讓洪水澇水通江達海。二是給洪水、澇水以足夠的空間，即增加城市及周邊區(qū)域的水域或低地面積，增強滯蓄能力。三是讓地下的排水系統(tǒng)配套泵閘系統(tǒng)，真正實現(xiàn)收放自如。其實，這才是我們想要的“海綿”效果。
3.對水資源利用效果和初期雨水污染降解的思考
“海綿城市”倡導通過“海綿體”集納雨水，使雨水資源化，達到高效利用水資源的目的。但由于“海綿體”可吸附利用的水量有限，所能起到的作用也將十分有限。也曾有人提議通過建設地下、地表的大容量蓄水池吸納利用洪水，終因投資過大、作用有限，且初期雨水易變質(zhì)發(fā)臭，實際應用價值不大而被放棄。目前的雨水收集再利用也僅限于綠化等對水質(zhì)要求較低的部分用水。
“海綿體”對于小量級降雨的初期雨水污染有較好的水解作用，前提是所降雨水能夠基本蓄納在“海綿體”之中，通過植物的生長吸收，達到降解的作用。但是一旦降雨產(chǎn)生地表徑流后，污染物質(zhì)照樣會伴隨徑流流向江河湖泊，對初期雨水的污染降解作用就變得微乎其微。
總體上，對水資源的利用和污染降解，同樣主要適用于干旱地區(qū)，在我國的北方地區(qū)可以起到較好的預期效果；南方地區(qū)由于每場降雨的量級大，其可發(fā)揮的作用則甚微。
4.對資金投入效益和洪澇治理方向性的思考
當前各地正在進行的“海綿城市”建設，通常都采取透水路面改造、更新綠化種類結(jié)構(gòu)、設置雨水調(diào)節(jié)池等措施，主要以透水路面改造為主。由于土體特性決定了下滲能力，即使全部更換成透水磚、改造成透水混凝土路面，其入滲的能力還是受制于下面的土體，且實施這些措施投資巨大。目前“海綿城市”建設的投入約為每平方公里1.5億元，如嘉興市“海綿城市”試點投資約45億元，除可爭取到國家支持12億元外，其余30多億元需地方財政投入。嘉興通過“海綿城市”建設可以在一定程度上改善城市面貌，但對內(nèi)澇問題的解決效果不大，理應把解決內(nèi)澇核心放在流域的治理和城市排澇設施能力的提高上。很多城市在爭取成為國家 “海綿城市”建設試點的過程中，明白其作用效果的局限性，但是由于看重國家補助資金這塊“香餑餑”，仍然不惜花巨資硬上工程，可能影響國家財政資金投向的效益。
由于國外對于“海綿城市”建設效果的夸大宣傳，一定程度上對我國各地的洪澇治理方向產(chǎn)生了不利影響。部分地區(qū)由于缺乏專業(yè)的洪澇治理認知，僅僅看到表面現(xiàn)象，就采取以“海綿城市”建設為主要方向的洪澇治理方案，弱化了流域治理功能，減少了必要的排澇設施建設。
5.“海綿城市”建設應因地制宜
綜合我國“海綿城市”推進情況和洪澇治理現(xiàn)實，建議科學分析、客觀評價其作用和適應范圍，理性看待其功效，真正從洪水和澇水的規(guī)律研究開始，把握正確的方向。
要客觀分析評價“海綿城市”建設在我國的適用性。建議組織多學科、多專業(yè)的專家，客觀分析當?shù)刈匀坏乩怼⒔涤晏匦裕茖W謀劃城市內(nèi)澇的解決途徑，評價“海綿城市”建設在我國各地的適用性，因地制宜制訂符合我國實際的內(nèi)澇解決方案，并修訂相關(guān)技術(shù)規(guī)范、指導意見。
要科學運用“海綿”效果。“海綿城市”可作為一種新型城市建設理念，長期貫徹在城市規(guī)劃、建設、改造、發(fā)展的過程當中，但城市洪澇的治理離不開流域治理，這是前提和基礎(chǔ)。建議將建設透水路面、蓄水池等主調(diào)蓄手段轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO城市周邊的湖泊、濕地調(diào)蓄工程，真正起到在洪水期削減洪峰，枯水期利用水資源的“海綿”作用，實現(xiàn)投資效益的最大化。
要把握“海綿城市”建設重點和節(jié)奏。從我國各地的地理結(jié)構(gòu)、土體特性等方面分析，我國實施“海綿城市”建設最適宜地區(qū)應為北方和海島地區(qū)，而非南方，特別是南方平原城市。建議對已開始實施或即將實施“海綿城市”建設的試點城市，對其實施方案進行再評價、再審視，以洪澇治理保證方向不偏離，資金使用效益最大化，真正為我國的洪澇治理起到應有的作用。
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