水弹性城市的应用与推行难点
海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面拥有非常良好的弹性,也称为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,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,实现雨水在城市中的自由迁移。从ECO服务出发,水弹性城市的核心是通过跨尺度构建水生态基础设施,并结合多类具体技术建设水生态基础设施。
在新形势下,海绵城市是推动绿色建筑建设、低碳城市发展、智慧城市形成的创新表现,是新时代特色背景下现代绿色新技术与社会、环境、人文等多种因素的有机结合。
“海绵城市”材料的实质性应用,表现出优秀的渗水、耐磨、抗压、防滑以及环保美观多彩、舒适易维护和吸声减噪等特点,成了“会呼吸”的城镇景观路面,有效缓解了城市热岛效应。
海绵城市建设应遵循生态优先的原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大限度地发挥城市本身的作用。在水弹性城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给排水等水循环,并考虑其复杂性和长期性。
建设水弹性城市,即构建低影响开发雨水系统,主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的海绵功能。首先要做的就是扭转观念。传统城市建设模式,到处是硬化路面。每逢大雨,主要靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转的现象。水弹性城市建设强调优先利用植草沟、雨水花园、渗水砖、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,既避免了洪涝,又有效地收集了雨水。
德国“海绵城市”建设取得不错成效的原因主要在于发达的地下管网系统、先进的雨水综合利用技术和规划合理的城市绿地建设。
德国城市主要的雨水利用方式有3种:一是屋面雨水集蓄系统;二是雨水截污与渗透系统;三是生态小区雨水利用系统。其城市都拥有现代化的排水设施,不仅能高效排水排污,还能平衡城市生态系统。近年,德国开始推广“洼地—渗渠系统”,使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连,形成分散的雨水处理系统。洼地能短期储存下渗的雨水,渗渠则能长期储存雨水,从而减轻城市排水管道的负担。
从20世纪末开始,瑞士在全国大力推行“雨水工程”,该雨水利用计划花费小、成效高、实用性强。通常城市中的建筑物都建有从房顶连接地下的雨水管道,雨水经过管道直通地下水道,然后排入江河湖泊。瑞士则以一家一户为单位,在原有的房屋墙上打个小洞,使用水管将雨水引入室内储水池,再用小水泵将收集的雨水送至房屋各处。各个家庭在使用时,依靠小水泵将沉淀过滤之后的雨水打上来,用来冲洗厕所、浇花、擦地板等,甚至还可拿来洗衣服、清洗瓜果蔬菜等。
如今,瑞士的许多建筑物和住宅外部都安装专门的雨水流通管道,内部建设蓄水池,雨水经处理后可使用。除饮用之外的其他用水,该雨水利用系统基本都可以解决。
美国海绵城市建设的历史进程可划分为4个阶段:1)在完善基础设施上,由修建早期排水管网到雨污分流处理;2)在水量的控制方式上,由场地临时滞留到流域尺度的精细化控制;3)在水质的操控方法上,由自上而下的法律和法规约束到流域尺度的协调管理;4)将可持续发展理念引入水弹性城市建设,通过深化雨水资源化的理念、推广非工程措施的运用、分散式场地尺度的技术方法和管理措施,将水问题由被动应对转为根本消解及有效利用。
新加坡属于热带多于气候,其最高年降雨量近年呈持续上升趋势,但鲜少发生城市内涝。这是由于设计科学、分布合理的雨水收集和城市排水系统。新加坡现已经建立了一个通达的水道网络,包括17个蓄水池、32条人工河流、8000m长的水道与排水管,全岛2/3的国土被利用成为城市集水区。其雨水收集和排水系统首先要预先规划城市排水系统;其次要加强雨水疏导,建立大型蓄水池;最后是建立严格的地面建筑排水标准。
预计水弹性城市建设投资将达到每平方公里1亿元至1.5亿元,首批16座试点城市计划3年内投资865亿元,建设面积450多平方公里。
按照当前国家海绵城市的建设规划,估计至2020年,全国658个城市建成区的20%以上面积要达到设计标准,全国每年投资总额预计将超过4000亿元。到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求,需要资金约16000亿元。
《关于推进水弹性城市建设的指导意见》提出,坚持政府引导、社会参与。发挥市场配置资源的决定性作用和政府的调控引导作用,加大政策支持力度,营造良好发展环境。积极推广政府和社会资本合作(PPP)、特许经营等模式,吸引社会资本广泛参与海绵城市建设。