给水排水-2015年第06期

书给水排水Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．６２０１５１水业导航海绵城市建设概论住房和城乡建设部城市建设司章林伟１背景城市是人口聚集度高、社会经济高度发达的地方，也是资源环境承载力矛盾最为突出的地方。改革开放后，我国城镇化快速发展，目前全国城镇建设用地不足国土面积的１％，却承载了５４％的人口，产出了８４％的ＧＤＰ。快速城镇化建设过程中，由于城市开发强度过高，大量的硬质铺装，改变了原有的自然生态本底和水文特征。以我国北方为例，城市开发建设前，在自然地势地貌的下垫面条件下，７０％～８０％的降雨可以通过自然滞渗进入地下，涵养了本地的水源和生态，只有２０％～３０％的雨水形成径流外排（见图１ａ）；而城市开发建设后，由于屋面、道路、地面等设施建设导致的下垫面硬化，７０％～８０％的降雨形成径流，仅有２０％～３０％的雨水能够入渗地下（见图１ｂ），破坏了自然生态本底，呈现了相反的水文特征，破坏了自然“海绵体”，导致“逢雨必涝、雨后即旱”，也带来了水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水安全缺乏保障等一系列问题。图１城市开发前后径流变化情况（以我国北方为例）一是水资源短缺。我国水资源匮乏（见图２），人均水资源量不足世界平均水平的１／４。城市快速发展对水资源需求大，城市开发建设过度硬化造成降雨形成径流外排，导致地下水补给不足，同时地下水过度开采，使城市形成大范围的地下水漏斗，加剧了水资源的紧缺。（按照ＧＢ／Ｔ２８２８４－２０１２水资源丰、平、缺划分标准绘制）图２我国水资源丰缺情况二是水环境污染。地表径流带来了城市面源污染。据对北京、上海调查研究表明，雨水径流的化学需氧量（ＣＯＤ）排放量占排入城市地表水环境ＣＯＤ总量的３０％以上。挤占水面空间以及拦河筑坝、“三面光”铺装等河道整治的过度工程化，使城市水系由“活水”变成“死水”，生态功能和环境质量大大下降。北方城市几乎“有河皆枯”，南方城市几乎“有水皆污”。三是水安全问题。大量降雨在短时间内形成地表径流，加大了城市排水系统的压力。２０１０年我部对全国３５１个城市的抽样调查显示，仅２００８～２０１０年就有６２％的城市发生过不同程度的暴雨内涝。针对当前这种状况，习近平总书记在２０１３年中央城镇化工作会议、２０１４年考察京津冀协同发展座谈会、中央财经领导小组第５次会议等场合，多次强调在城市规划建设中要体现“山水林田湖”生命共同DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2015.0181２给水排水Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．６２０１５体的系统理念，建设“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。海绵城市建设，就是针对城市地下水涵养、雨洪资源利用、雨水径流污染控制、排水能力提升与内涝风险防控等问题，从“源头减排、过程控制、系统治理”着手，通过城市规划、建设的管控，综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施，控制城市雨水径流，实现低影响城市开发建设（ＬＩＤ），最大限度地减少由于城市开发建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成的破坏，将城市建设成“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵体”，使城市能够像海绵一样，适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，丰水期吸水、蓄水、渗水、净水，枯水期将蓄存的水“缓释”并加以利用，从而实现“修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、提高城市水安全、复兴城市水文化”的多重目标。２海绵城市建设原理住建部积极贯彻落实习近平总书记的要求，在国家重大科技专项“水专项”课题研究成果的基础上，总结国内外实践，于２０１４年１０月编制印发了《海绵城市建设技术指南》（以下简称《指南》），指导各地开展海绵城市建设工作，即建设“海绵体”。海绵城市建设本质是通过降低雨水的产汇流，恢复城市原始的水文生态特征，使其地表径流尽可能达到开发前自然状态（见图１ａ），即建设“海绵体”。径流系数是表征水文特征的重要参数，是自然状态下地表径流量与总降雨量的比值，与自然地理气候状况有直接关系。依据多年水文气象资料，我国降雨－径流分布规律可划分为５个区（如表１和图３所示），大致反映了各个区域的自然水文生态特征。表１降雨与径流分区情况年降雨量／ｍｍ降水特征径流特征径流系数＞１６００多雨丰水＞０．５８００～１６００湿润多水０．３～０．５４００～８００半湿润过渡０．１～０．３２００～４００半干旱少水＜０．１＜２００干旱干涸－海绵城市建设的目的是要恢复自然水文生态特征，其实质是恢复原始径流状况。在自然状态下，一般而言，大到暴雨时（小概率降雨事件）易形成地表径流；而在中小降雨时（大概率降雨事件）较少形成（注：摘自《中国水资源初步评价》，１９８１）图３降雨－径流分带图大量的地表径流，主要入渗地下。因此，海绵城市建设就是要控制中小降雨的径流，将雨水留在原位，以期达到生态修复的目的。鉴于径流系数指标过于理论化，在实际应用过程中