理性认识海绵城市，科学治理城市内涝

理性认识海绵城市，科学治理城市内涝

近年来，随着城市内涝问题在我国部分城市时有凸显，“海绵城市”建设理念应运而生，其技术路径是期望将城市地面建成可以“吸、放”水体的“海绵”，增强土地的入渗能力，将降雨尽可能多地滞留在土体中，减少地表产流，从而削减洪涝水的总量，达到治理洪涝的目的。国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》（以下简称《意见》），鼓励支持开展“海绵城市”建设。一时间，各地积极争创国家“海绵城市”建设试点城市。

《意见》要求各地通过“海绵城市”建设，将全年降雨总量的70%以上滞蓄在“海绵体”中，并作为水资源在洪水过后进行回归利用，且可对初期降雨的污染有效降解。这一理念新颖、愿景美好，一经提出便获得了多方认同，但也引起了一些争议，焦点在于“海绵城市”建设成本昂贵，与洪涝治理效果是否成正比。

1 城市洪涝的成因涉及多方面因素

我国城市经过几千年的发展，形成了自身的发展规律，其中最重要的就是择水而建、依水而兴，这对解决交通运输、用水排污问题具有不可替代的优势，当然也必然面临洪涝的不利影响。纵使如此，人类仍然选择逐水而居，正是因为利大于弊，是权衡后的选择。随着人们对洪水规律的了解不断深入，伴随着城市的发展，人们修建了很多防御洪水涝水的水利工程，人水和谐相处、共生发展。

城市洪涝频发始于近20年前，特别是近10年来，矛盾进一步加剧。究其原因，主要来自于以下几方面：

首先是城市化进程加快推进中，水系没有得到有效保护。每一个地区的水面面积，都是千百年来自然形成的洪水涝水的调蓄地和出路，这是自然界的基本“法则”。但是由于人们对自然规律的认识不够充分，在城市规划建设过程中，大量的天然河流被缩窄、被阻断、被填埋，排水转而由下水道所替代。地下排水系统一旦被堵塞，将必然造成涝水外溢、洪水泛滥，导致城市内涝的发生。

其次是城市外江洪水位的变化抬高。由于人类社会发展对土地的深度利用，导致越来越多的土地被保护，从而失去了滞纳洪水的作用。洪水归槽，导致江河湖泊洪水水位不断上升，既带来了巨大的防洪压力，又使得城市的涝水无法顺利排入河流，产生内涝。原来设置的下水道排水能力下降，甚至于倒灌城区。

最后是地面过度硬化，雨水下渗量减少。城市地面硬化对城市内涝的影响比较直接，但从成因的比重看，这并不是最主要的。如果下水道通畅，排水能力足够，道路积水等内涝现象可以消除。

以上这些因素共同作用，是导致城市内涝加剧的主要原因，尤其以城市水系破坏和外江洪水位的抬升为甚。

2 “海绵城市”的技术路径和对城市洪涝的作用

我国各地推行的海绵城市做法，主要借鉴学习于美国洛杉矶的经验。笔者有幸于2018年年初亲历了洛杉矶的洪水，并对洛杉矶的雨水收集模式进行了实地考证。

洛杉矶是美国西海岸严重缺水的城市，年降雨量约300毫米，城市用水依赖千里之外的引水工程。洛杉矶多为低丘缓坡，城市内涝并不严重，城市道路下面基本上没有建设下水道。由于水资源的极度紧缺，洛杉矶修建了一批雨水收集工程，其主要出发点为雨水的收集利用。但雨水收集工程成本昂贵，一个公园的成本动辄几百、上千万美元，收集来的雨水主要用于公园绿化，客观上对消减洪水、涝水具有一定的作用。在美国期间，恰逢洛杉矶遭遇特大暴雨，其实也仅是在2天时间里集中下了40多毫米的降雨。但是，当地仍发生了严重洪灾，多地引发了泥石流，造成23人死亡。

为此，我们不得不对海绵城市“消灭”城市内涝的初衷引发思考。如果海绵城市建设可消减各地70%的降雨影响，则中国无涝矣！我国正在大规模推进“海绵城市”建设的城市中，如武汉、南京这样的重涝区，投入了大量的资金，但是在洪涝形势的改变上仍然没有看到应有的效果。原因何在？城市的洪涝治理方向是否出现偏差？这应当引起主管部门和城市管理者的深入思考和反思。

对海绵城市建设减轻洪涝的效果和区域适用性分析

我国地表产流模式因地区而有所不同。南方红壤地区产流机理为“蓄满产流”，即当土体因前期雨水下渗达到饱和状态后，后期的降雨才形成地表径流。北方地区则为“超渗产流”，即因降雨强度大于下渗强度而产生地表径流。北方地区因地下水埋深较深，地表与地下水水位之间的土体可吸收水量的能力较大，如能解决超渗问题，增加土体的下渗、吸收能力，对削减洪涝有较大的作用。而在南方，由于地下水埋深较浅，一般平原地区约为1米，洪水期甚至低于洪水位，土体本身可吸收水量的能力十分有限。如浙江省一场降雨过程可下渗的降雨量（不回归到河网，真正意义上的削减）约10~20毫米，也就是说，即使将所有路面、屋顶全部转换成“海绵”结构，其削减量也仅仅只是20毫米，这相对于一场动辄300毫米，甚至超过500毫米的降雨（如2013年的“菲特”台风），其削减量所占比重极小。而在北方地区，由于单场降雨的总量远小于南方，如果能够增加几十毫米的入渗，则作用巨大。因此，“海绵城市”的最有效适宜地区是北方缺水地区，而非南方丰水地区，特别是长江以南因强降雨致灾的省份，应从洪涝的成因出发，客观分析、评价“海绵城市”对洪涝治理的作用。

对现行“海绵城市”建设措施的思考

分析评价“海绵城市”对洪涝治理的作用，应从各地的洪涝成因出发，从成灾机理着手，因地制宜看待，绝不可“一刀切”“一招走天下”，否则就会偏离正确的方向，浪费大量的资金和人力。

由于现行的“海绵城市”建设着眼于增加入渗，采用的技术路径和手段无外乎以下几方面：

花重金改变路面结构，打造“透水路面”，使雨水通过透水砖、自然土层下渗到地表下，从而达到消减涝水的作用。这项措施对小雨量的降雨有一定作用，但是对于高强度、大雨量的降雨作用甚微。因为即使表层全部恢复为天然状态，对雨量产水起决定作用的还是土壤的蓄水能力。在南方极限状态下，土壤的蓄水能力也仅仅是20毫米左右，难以消纳大量级降雨（如大于100毫米的一场降雨过程）的70%。即使表面上看到雨水下渗到了土壤中，实际当土体饱和后，仍然通过浅层地下水的通道回归到河流、低地之中。

开槽、填砂、扩大地下集水空间等增加滞蓄量，应该讲，这是有效的手段。但是，其所能够起到的作用大小取决于容积大小。而扩大地下集水空间所要付出的代价是惊人的，能够滞蓄洪水涝水的总量与投入相比差距较大。

利用低地、公园参与滞蓄。这是一个好的方向，应该大力推行。但是恰恰这一类工程所占比例小，难以全面推开。

还有专家提议增加屋顶的滞蓄等措施，让“一片天对一片地”，自我消纳洪水涝水，但改造成本较高，推行难度较大。

综合来看，以上措施都没有真正切入到城市洪涝治理的正确途径上来，不能彻底解决问题。笔者认为，治理城市内涝，真正有效的方向应该是从“渗蓄为主”转变为“蓄排结合”的方式。可以从三条途径实现：一是给洪水、涝水以出路，尽快排出去。可以优先考虑利用泵站等强制性措施，让洪水涝水通江达海。二是给洪水、涝水以足够的空间，即增加城市及周边区域的水域或低地面积，增强滞蓄能力。三是让地下的排水系统配套泵闸系统，真正实现收放自如。其实，这才是我们想要的“海绵”效果。

3 对水资源利用效果和初期雨水污染降解的思考

“海绵城市”倡导通过“海绵体”集纳雨水，使雨水资源化，达到高效利用水资源的目的。但由于“海绵体”可吸附利用的水量有限，所能起到的作用也将十分有限。也曾有人提议通过建设地下、地表的大容量蓄水池吸纳利用洪水，终因投资过大、作用有限，且初期雨水易变质发臭，实际应用价值不大而被放弃。目前的雨水收集再利用也仅限于绿化等对水质要求较低的部分用水。

“海绵体”对于小量级降雨的初期雨水污染有较好的水解作用，前提是所降雨水能够基本蓄纳在“海绵体”之中，通过植物的生长吸收，达到降解的作用。但是一旦降雨产生地表径流后，污染物质照样会伴随径流流向江河湖泊，对初期雨水的污染降解作用就变得微乎其微。

总体上，对水资源的利用和污染降解，同样主要适用于干旱地区，在我国的北方地区可以起到较好的预期效果；南方地区由于每场降雨的量级大，其可发挥的作用则甚微。

4 对资金投入效益和洪涝治理方向性的思考

当前各地正在进行的“海绵城市”建设，通常都采取透水路面改造、更新绿化种类结构、设置雨水调节池等措施，主要以透水路面改造为主。由于土体特性决定了下渗能力，即使全部更换成透水砖、改造成透水混凝土路面，其入渗的能力还是受制于下面的土体，且实施这些措施投资巨大。目前“海绵城市”建设的投入约为每平方公里1.5亿元，如嘉兴市“海绵城市”试点投资约45亿元，除可争取到国家支持12亿元外，其余30多亿元需地方财政投入。嘉兴通过“海绵城市”建设可以在一定程度上改善城市面貌，但对内涝问题的解决效果不大，理应把解决内涝核心放在流域的治理和城市排涝设施能力的提高上。很多城市在争取成为国家 “海绵城市”建设试点的过程中，明白其作用效果的局限性，但是由于看重国家补助资金这块“香饽饽”，仍然不惜花巨资硬上工程，可能影响国家财政资金投向的效益。

由于国外对于“海绵城市”建设效果的夸大宣传，一定程度上对我国各地的洪涝治理方向产生了不利影响。部分地区由于缺乏专业的洪涝治理认知，仅仅看到表面现象，就采取以“海绵城市”建设为主要方向的洪涝治理方案，弱化了流域治理功能，减少了必要的排涝设施建设。

5 “海绵城市”建设应因地制宜

综合我国“海绵城市”推进情况和洪涝治理现实，建议科学分析、客观评价其作用和适应范围，理性看待其功效，真正从洪水和涝水的规律研究开始，把握正确的方向。

要客观分析评价“海绵城市”建设在我国的适用性。建议组织多学科、多专业的专家，客观分析当地自然地理、降雨特性，科学谋划城市内涝的解决途径，评价“海绵城市”建设在我国各地的适用性，因地制宜制订符合我国实际的内涝解决方案，并修订相关技术规范、指导意见。

要科学运用“海绵”效果。“海绵城市”可作为一种新型城市建设理念，长期贯彻在城市规划、建设、改造、发展的过程当中，但城市洪涝的治理离不开流域治理，这是前提和基础。建议将建设透水路面、蓄水池等主调蓄手段转变为建设城市周边的湖泊、湿地调蓄工程，真正起到在洪水期削减洪峰，枯水期利用水资源的“海绵”作用，实现投资效益的最大化。

要把握“海绵城市”建设重点和节奏。从我国各地的地理结构、土体特性等方面分析，我国实施“海绵城市”建设最适宜地区应为北方和海岛地区，而非南方，特别是南方平原城市。建议对已开始实施或即将实施“海绵城市”建设的试点城市，对其实施方案进行再评价、再审视，以洪涝治理保证方向不偏离，资金使用效益最大化，真正为我国的洪涝治理起到应有的作用。