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            李俊奇:海綿城市建設要重視“五水”和“三原則”

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            北京建筑大學環境與能源工程學院院長 李俊奇 

            海綿城市是一項意義重大的政府工程和民生工程,隨著從國家到地方一系列扶持政策的出臺,近兩年海綿城市的建設可以說進入了如火如荼的階段。2015年發布的《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》曾對此提出過明確的工作目標,即通過海綿城市建設將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區20%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求。這也使得海綿城市的建設成為未來考核各地城市建設的硬性指標之一。

            但與此同時,海綿城市仍處于探索實踐階段,也存在一些擔憂和質疑的聲音,認為其缺乏完整成型的理論體系和可以廣泛推廣的成功經驗。海綿城市的建設究竟包含哪些內容?其設計理念和建造原則是什么?什么樣的城市適合建設海綿城市?國際上有哪些成功案例可供我們參考?帶著這些問題,我們采訪到海綿城市領域的著名專家——北京建筑大學環境與能源工程學院院長、《海綿城市建設技術指南》主要起草人之一的李俊奇先生,請他為我們逐一解答。希望通過建筑暢言網的系列深度專訪,讓大家對海綿城市的建設能夠有更深刻的理解和認識。

            建筑暢言網:近幾年全國很多地方都掀起了海綿城市的建設熱潮,但是大眾對其的理解可能并不太全面。作為《海綿城市建設技術指南》的主要起草人之一,您能從專業角度為我們闡述一下這個概念嗎?

            李俊奇:海綿城市是一個非常顯性化的詞,所謂“海綿城市”,指的是城市能夠像海綿一樣,下雨的時候可以吸水、雨后可以放水,同時在吸水過程中水質也能夠得到凈化。從而降低城市的內澇風險,改善地表水體的水質。我們的城市在開發前基本是天然的林地、綠地,下雨之后大量的雨水通過蒸發、下滲等又回到自然,但隨著城市化的開發程度加大,硬化地面越來越多,外排的雨水也越來越多。在這種情況下,我們如果要遵循和開發前一樣的水文循環狀態,那么建造方式就應該也順應自然。

            從內涵方面來講,準確來說海綿城市更像“水彈性城市”。“彈性城市”這個詞本身很廣義,它還有另外一種叫法是“韌性城市”,即城市在不改變自身基本狀況的前提下,對自然和人為等因素的抵抗、吸收、適應和恢復能力。韌性城市有很多方面的考量,例如對洪澇、地震、金融風暴等災難的抵抗力、適應力。海綿城市則重點針對城市適應暴雨及其引起的洪澇、污染等水系統問題的彈性或韌性。

            我們談到海綿城市時常說“五個水”,即水安全、水生態、水環境、水資源、水文化,這五水是交織在一起的。近期海綿城市的目標往往概括成四句話:小雨不積水,大雨不內澇,水體不黑臭,熱島有緩解。前兩句談及的是水安全問題,第三句指的是水環境問題,最后一句說的是水生態問題。

            海綿城市是一種新型的城市發展方式,是落實生態文明理念,建設生態城市,推進可持續發展的重要支撐。

            建筑暢言網:海綿城市的設計理念和建造原則是什么?什么樣的城市和區域適合建設海綿城市?

            李俊奇:關于海綿城市的設計理念到底是什么,我們當年在編寫《海綿城市建設技術指南》時曾經寫過三大途徑,第一個,也是最重要的原則是保護,在一個城市的開發過程中,對于它的生態敏感區,例如水源地及周邊敏感區、山地、林地、濱水帶、濕地、湖泊等都應該進行保護,如果這些地方都被侵占了,那么這個城市也就失去了彈性,就會造成區域性的生態破壞,導致洪澇災害的發生,所以在做城市規劃建設時,水的調蓄空間和主要通路一定要有針對性的保護。我們常說濕地是地球的腎,現在全球濕地面積在衰減,因此保護原則勢在必行。第二個原則是修復,如果我們在規劃建設時沒有按照很好的理念去建造,那么后面就要做好修復工作。例如,以前我們把大量河道堤岸以及河底都做了硬化處理,河道失去了它本身的自然性,對于此類問題,該修復的區域就必須要進行修復;被切斷的水的通道也要修復。第三個原則是“低影響開發”,指的是開發后的水文循環和開發前是一樣的或者是比較接近的,城市的新建區都應該按照這個原則來建設。

            實際上任何城市都適合建設海綿城市,只是根據不同的區域特征和自身的問題及需求,在“五個水”方面有不同的側重。例如西北地區嚴重缺水,主要問題是水資源問題,所以收集回用就是它的重點。但兩廣到海南這些區域的降水量非常大,可能重點在水生態或者水環境問題;一些山地城市更應該關注水土流失和馬路行洪問題,所以不同區域海綿城市規劃建設的側重點不一樣。

            除了剛才提到的氣候特征,還有土質特征問題。例如江浙一帶的一些城市,土壤基本上都是淤泥質土壤,滲透能力很差,這樣的城市在建設海綿城市時,就不能選擇單一的進行雨水下滲的技術路線。在一個城市的不同地區,情況也會不同,例如北京東南部地區的洪澇風險比較大,洪澇控制是第一目標,但護城河沿線流域,水污染控制就是第一目標。不同區域的突出問題不一樣,因此技術路線也不一樣。

            所以說任何城市都是適合做海綿城市的,只是在建設的過程中應該根據城市自身的特色,因地制宜地做建設。

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            海綿城市示意圖

            建筑暢言網:海綿城市的建設具體包含哪些內容?需要注意哪些關鍵問題?

            李俊奇:海綿城市建設的具體內容從工程措施上來說主要有三條線:水量控制、水污染控制和水生態,這是海綿城市建造的主要內容。第一條線,即水量控制方面,主要包括四個系統,第一要做好低影響開發系統或者叫源頭減排系統,即在雨水進入管網之前進行減排。第二要建造一個合理的雨水管渠系統。第三要建立一個大排水系統,即超過管網排放能力的通道和調蓄空間。第四要銜接城市防洪系統,城市防洪系統有時會與大排水系統合并在一起。我們在做城市建設的時候按照反過來的思路可能會更加合理,即先設計大排水系統,規劃出大排水通道和調蓄空間,然后是管渠系統,最后再是源頭減排系統。

            第二條線是水環境污染控制。以前我們基本沒有考慮雨水徑流以及合流制溢流污染對水環境的污染風險。要想明確雨水與合流制溢流對水環境的污染風險,首先要搞清楚整個地表水環境中的污水、雨水、工業用水、合流制溢流及其他污染源里,雨水與合流制溢流污染的貢獻到底有多大,這就需要展開多方面的研究,制定相應的雨水徑流污染與合流制溢流污染限排要求。以達到河湖水系相應水環境質量目標為大前提,然后分解到源頭、管渠、大排水以及防洪系統中,每個子系統里都要把水質指標加上。

            在我看來,我們國家近年來的治理措施都是在為前幾十年甚至百余年的城市發展不當“還債”。除了近期目標,我們還有一個更高的遠期目標——生態目標,這才是我們的終極目標。生態目標就是我所說的第三條線,但是對于第三條線關注的人更少。舉個例子,生態中最重要的問題之一是生物多樣性的保護。但是城市雨水形成地表徑流后直接通過管渠排放到河道,會對水體造成一定的污染,水體的溫度會有小幅度上升,溫度的頻繁升高會對水體中生物的生存環境帶來改變,逐漸導致水體中的生物多樣性發生變化,這在學術上叫水體的熱污染。此外,地下水長期得不到補充,也會對整個地下的生態造成影響。

            海綿城市建設過程中需要注意的關鍵問題,我認為可以用三句話概括:一是規劃要有前瞻性,二是技術方案要有系統性,三是控制目標要有多元性。針對規劃的前瞻性,現在我們在做城市規劃時,各類的市政專項規劃是同步進行的,但實際上這些規劃之間有些是互為前置條件的,到底哪個應該先行需要斟酌推敲。在尊重自然的理念的前提下,在做豎向規劃、道路交通規劃、綠地規劃時,是不是應該優先保護大排水通道和濕地、林地等生態敏感區?城市的藍線、綠線是不是應該控制住?下雨是一種自然現象,面對大自然的強大力量時,我們應該考慮與它和諧相處而不是改變它,所以一定不能切斷水的通道,不能把雨水的蓄滯空間占用掉。因此我認為在所有的專業規劃里,海綿城市的專項規劃應該先行,應該作為其他規劃的前提條件。

            建筑暢言網:能否通過貴院的一些具體案例,談一談海綿城市的建設方法?(建設周期一般是多久?需要同步建設哪些配套設施?)

            李俊奇:我們在全國范圍內做過一些案例,有道路的、河道的、小區的、公園的,還有規劃方面的,其中應用的技術手段非常多。如北京經濟技術開發區的博大大廈生態停車場、多功能調蓄生態公園、科創十七街低影響開發道路、北京東方太陽城住宅區等。在深圳、白城、嘉興、池州等城市還有很多不同類型的項目。

            至于項目周期,一般都是隨著主體設計一起建造的,海綿城市的建設不會增加工期,有時還會減少工期。例如我們在一些項目中能看到把山先挖空再填平的方式,但是如果按照低影響開發的理念,就要盡量避免這種做法,這樣一來就會減少大量的土方量,從而縮短工期。如果豎向的大排水通道做好之后,實際上還能減少部分管線設計的工作量,有時甚至可以取消雨水管線。所以并不一定會因為做了海綿城市而改變原來的項目周期。

            海綿城市的配套設施方面會有一些特別的設施,例如舊城區的改造項目中,因為以前的欠賬太多,所以在改造過程中需要新增加一些設施,一般以地下設施居多,如污染控制或雨水收集回用設施,在地下做調蓄池,在雨水口做一段截污設施等等。也會采取一些用地調整,例如增加綠地的方式,同時改善景觀。

            建筑暢言網:從201410月底住建部發布《海綿城市建設技術指南》,到2017年這三年多的時間里,海綿城市的建設取得了哪些主要成績?同時暴露出哪些問題或者誤區?如何解決?

            李俊奇:這幾年國家做了兩批共30個海綿城市的試點,整個過程取得了一些成績,結合實踐經驗,各地也出臺了若干地方規范、指南、標準圖和驗收方法等。國家層面未來也將有若干部與海綿城市相關的規范會陸續更新。

            總結起來,我認為海綿城市建設的收獲主要有以下幾個方面:水量水質的控制技術、監測技術以及模型技術的提升和發展。具體來說,一是通過試點區的建設,海綿城市的技術整體有所提升。海綿城市建設技術按照類型劃分有滲、滯、蓄、凈、用、排6大類,如果細分可能會超過100項技術。技術還會引申出更大的產業,比如塑料制品、玻璃鋼制品、透水磚等制造產業。二是控制系統的協同發展。所謂控制系統指的是與海綿城市的建設技術平行的監測、預警等輔助控制系統,這涉及到若干的傳感器、監測平臺、分析化驗設備。三是模型軟件的研發。從規劃設計的需求衍生出很多模型的研發及應用,從而帶動了設計院研究部門人員的積極投入,在其他建筑市場萎縮的情況下,這個領域現在非常活躍。

            海綿城市的建設在取得了一定成績的同時也顯現出一些問題,而且問題不小。一是認識方面的問題。大家對海綿城市的共識還不太統一,包括公眾、技術人員、決策人員,甚至專業人士中不同專業的人對海綿城市的認識也不一樣,有時會比較局限。如果認識不到位,海綿城市的建設就很難推進。看問題的角度不一樣所以認識不一樣,就導致了海綿城市的建設在推進時遇到困難。

            二是技術層面的問題。技術層面目前還比較單一,盡管海綿城市的建設有很多技術,但是大家在用的時候常常只是簡單地照搬模仿,所選擇的技術并不是最適合該地區的技術手段,從而導致了技術的適用性比較差,效果也不明顯。

            三是系統性問題。由于每個區域的問題不同,所以引領海綿城市的系統方案或者技術路線的主線應該是不一樣的。但是現在很多城市沒有真正地意識到這個問題,如果一個區域的主要問題是內澇問題,或者是地下水得不到補充的問題,結果使用了解決水污染控制的技術手段,那將是徒勞無功的或隔靴搔癢。

            另外針對海綿城市建設的運維管理機制也不完善,考核評價標準有待進一步明確,這些都是一環扣一環的,如果我們在哪一個環節上脫節了,這個鏈子上的整個系統都會出問題。如果不妥善處理這些問題,就會直接造成海綿城市建設內容的混亂,對海綿城市本身及其推動造成負面影響。

            建筑暢言網:眾所周知,海綿城市的建設需要巨大的資金投入,這其中哪部分所占成本比重最大?如何從設計和規劃環節盡量節約成本?

            李俊奇:成本占比在不同的城市會不一樣,有的城市源頭部分占比比較大,有的城市末端河道的占比比較大,有的城市欠賬的管網建設多,管網部分就要多補充一些,所以這部分的占比就會比較大。但從目前常說的1~1.5/平方公里的海綿城市造價來看,我覺得源頭部分所占的份額并不大,反而末端控制設施占的比重應該是最大的,例如河道、調蓄池、濕地等。這個造價中,修路花多少錢,建公園花多少錢,河道花多少錢,根據每個城市本身的建設情況可能會有很大差異,但其中源頭控制所占的比重并不大。

            這也和我們常說的“問題導向”、“目標導向”有聯系,每個地方的特色不同,我們做海綿城市建設,就是要因地制宜,抓住主要矛盾。山地城市和平原城市的區別就很大,不同經緯度的平原城市差異也很大,就算是在同一個城市里,也要在不同區域制定不同的方案。比如在一座城市里,做老舊城區改造,和新城區的規劃,肯定側重點就不同了,這其中的投資也是不一樣的。舊城區可能就是在合流制管網改造、市政道路空間和豎向關系改造等方面投資巨大,而新城區需要投資的方面可能是片區內的排水斷接、景觀建設等。

            建筑暢言網:在海綿城市的建設中,如何選擇施工團隊?對施工方有無特殊的技術或者資質要求?

            李俊奇:海綿城市要求“灰綠結合”,意思是灰色設施和綠色設施相結合。對施工團隊的要求比較高,也要看具體做什么部分,如果是做源頭設施就會有很多生態設施,會涉及到植物問題,那么施工隊伍就要不僅懂土建,還要懂植物、講美學,具有能夠模仿自然的能力。現在很多施工隊能夠做好一個混凝土工程,但是讓它結合景觀做一個仿自然的綠地系統就做不出來,或者即使能做出來但質量也無法保證,做得很粗放。

            如果海綿城市的項目需要施工和后面的運營維護在一起,也就是未來20年的運營維護都歸施工方管理,最好找一家擅長做后期運營維護的施工團隊。有的施工企業資金雄厚,技術資質也很高,但是以前一直做土建,忽然來做黑臭水體治理的項目,也會由于缺乏相關經驗而做不好,因為他們對于植物種植、怎樣調水和凈水這些方面都不熟悉。反而是一些原來做生態河道治理的施工企業,如果再強化一點自己的施工能力,在運行維護上也再下點功夫,這樣的單位可能會做得更好。總之,對于海綿城市的建設,合格的施工團隊必須具備土建、水務、生態、美學的知識,再加強質量控制,才能做出滿意的項目來。

            建筑暢言網:近兩年,個別海綿城市的試點地區在雨季時仍舊出現了城市內澇的情況。因此有輿論認為海綿城市的效果并不明顯,您如何看待這一問題?

            李俊奇:老百姓的質疑很正常,因為內澇問題是非常直觀的。但是城市建設的問題很復雜,我們的城市建設在過去欠了很多賬,一百年的欠賬問題不可能一兩年解決。一些大型城市的排水通道已經被完全切斷,現在的城市規劃中管網的設計能夠承受三年一遇、五年一遇的大雨,但是如果遇到百年一遇的大雨,又沒有排水通道,出現內澇就在所難免。

            例如北京7·21大雨造成了很嚴重的后果,當時很多下穿式立交橋區積水嚴重,需要通過在地下做調蓄池、做提升泵站,把它上游的匯水面切斷,然后將調蓄池的水提升排入河道,后期管理再跟上,才能解決這種地方的雨天積水問題。這樣的積水點北京有一百多個,現在大部分都消除了,但這些積水點消除后,又會冒出一批新的積水點,因為城市建設的過程中水的通道沒有預留出來,一定會出現新的積水點。所以我們現在治理最嚴重的問題區域,然后逐步解決其他地方的問題。

            現在一些城市做實施方案的時候,搞不清楚海綿城市和排水防澇的關系,方案就局限于低影響開發這些源頭的分散式設施,忽視了其他比如管網提標改造、合流制管網、區域性的洪澇和污染控制銜接等問題。其實在做城市規劃的時候,什么地方應該蓋房子,什么地方應該修路,什么地方應該做蓄滯洪區,都應該事先規劃好。城市的排水通道如果非常暢通,甚至可以沒有管網。但是我們的城市規劃目前還做不到具有這樣的前瞻性,所以城市內澇的問題不是一蹴而就就能解決好的。

            建筑暢言網:在全球范圍內,有哪些國家的海綿城市建設得比較好,可以讓我們參考借鑒?

            李俊奇:在海綿城市建設方面,總體而言,發達國家因為對這方面的建設和研究都比較早,的確有一些好的經驗,很多城市都有可供我們借鑒的不同經驗。從洪澇災害的控制方面看,日本面對洪澇災害的彈性比我們要好很多,而且日本的人口密度比我們的還大,但它的地下調蓄設施做得很好,地表多功能設施、休閑空間和洪澇空間的交替使用也做得非常好。如果從生態角度看,新西蘭做得非常好;如果從水資源的綜合考慮看,澳大利亞水敏感城市做得非常好。美國針對低影響開發和綠色基礎設施也有長期的很好的實踐經驗。

            建筑暢言網:關于海綿城市的建設,國家未來可能會有哪些新的扶持政策出臺?

            李俊奇:對于海綿城市的建設,國家一直是大力扶持的,國家和地方政府都有相關補貼。2017年的政府工作報告中,李克強總理也提到了海綿城市建設問題,所以海綿城市是一個政府工程、民生工程,是解決老百姓的出行問題、安全問題以及健康問題的重要工程。關于海綿城市的建設,現在大家都在摸索階段,我覺得未來可能會出臺一些基于環境改善方面的政策,如與黑臭水體治理和海綿城市建設這兩件大事相關的政策,或者雨水排放許可政策等。

             

             


            來源: 建筑暢言網

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