神猴辭歲，金雞迎春！
導(dǎo)語
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2014年發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，這意味著防治城市內(nèi)澇方法論的轉(zhuǎn)向，我國城鎮(zhèn)排水防澇系統(tǒng)的建設(shè)將不再以“修大管子”為主, 而致力于建設(shè)城市的“海綿體”，遇到有降雨時能夠就地或者就近吸收、存蓄、滲透、凈化雨水，補充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；在干旱缺水時有條件將蓄存的水釋放出來，加以利用，從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”。
本文將對“海綿城市”這個正在中國崛起的新概念進行解釋，分析該城市下水思路轉(zhuǎn)變的原因及進步性，同時，針對我國實踐這個前沿性概念的準備不足，借鑒國外經(jīng)驗，在操作指南和效果評估的量化上提出對策性的建議。
一、在城市里看海，所以要建大管子？
近些年來，逢雨必澇逐漸演變?yōu)槲覈笾谐鞘械酿蠹?。人們首先聲討的是城市排水系統(tǒng)。維克多·雨果在《悲慘世界》中的名句“下水道是城市的良心”被人們拿來指責“沒良心”的排水系統(tǒng)。
人們認為，一定是因為排水管管道老化，排水標準低、排水系統(tǒng)建設(shè)滯后，我們的城市才一次次經(jīng)受內(nèi)澇的威脅。我們應(yīng)當建設(shè)更好的城市排水系統(tǒng)，“盡快把水排出去”。這個“共識”是正確的嗎？
把目光完全盯著建設(shè)城市排水系統(tǒng)，未必是最有“良心”的選擇。
二、告別拼下水道內(nèi)徑的時代
我國的下水道主要學(xué)習(xí)了前蘇聯(lián)排水的經(jīng)驗，排水管口徑小，不易應(yīng)對驟增的大流量雨水。然而，如果為了解決城市內(nèi)澇問題，把目光完全盯著排水系統(tǒng)的建設(shè)，反而有可能為城市環(huán)境帶來更多糟糕的問題。
我們都知道在森林、農(nóng)田等自然環(huán)境中不會形成積水災(zāi)害。這是因為暴雨時，雨水可以直接滲入土壤中，在城市化進程中，由于城市道路、硬質(zhì)景觀、建筑屋面等大量非滲透性表面的擴大，以及對河湖等自然水體的填埋、河道大量采取硬質(zhì)化處理等，城市原有的生態(tài)系統(tǒng)受到了極大的擾動。
城市化之前，降雨時因為土壤的涵水緩沖作用，大量的雨水并不會迅速匯入地下水系，河流的水位不容易在短時間內(nèi)大起大落。城市開發(fā)之后，裸露的土壤面積大大減少，因為雨水無法滲入土壤而形成的在城市地表流動的水流，被稱之為“雨水徑流”（stormwater runoff）。
雨水徑流通過排水溝，匯入地下排水管道，并最終排放入江河等自然水系，會帶來兩個方面的影響：
一方面是河流水文遭受沖擊：因為地下排水管道的快速輸送，降雨時河流的水位很容易在大量雨水徑流匯入后突然升高，這嚴重改變了河流的自然水文。
另一方面是嚴重的水質(zhì)污染：工業(yè)廢水和生活污水通常會經(jīng)過處理嚴格排放，而雨水徑流因為在流動過程中接觸點狀分布的污染源（如城市污水固定排放口）造成“點源污染”（Point Source Pollution），接觸非點狀分布的污染源（如屋面建筑材料、建筑工地、路面垃圾等）造成“面源污染”(Diffused Pollution)。
這些污染物隨著雨水徑流排入河道，成為河流生態(tài)的頭號殺手。
城市環(huán)境中非滲透性表面的大量使用和排水系統(tǒng)的快速運作，反而帶來了城市生態(tài)環(huán)境的惡化。人們需要尋找新的可持續(xù)的解決方案。
圖1. 自然地面與不透水地面產(chǎn)生的雨水徑流量對比
三、從“盡快把水排出去”到“盡量把水留下來”
意識到通過排水系統(tǒng)將雨水快速排出去對城市生態(tài)造成的影響之后，歐美許多城市顛覆了原有觀念，開始設(shè)法將雨水盡可能地留在基地內(nèi)。方法包括：
盡量減少城市環(huán)境中的不透水面積：例如采用透水材質(zhì)鋪設(shè)的“透水路面”（permeable pavement），在屋頂鋪上土壤并種植低矮植物的“綠屋頂”（green roof）等。
控制雨水徑流速度：例如在道路旁邊打造一系列透水的、植栽多樣化的低洼區(qū)域“生態(tài)草溝”（bio-swale），能夠生態(tài)滯留與吸收雨水的淺凹綠地“雨水花園”（rainwater garden）,等。這些措施都能讓場址內(nèi)的雨水徑流減速。
利用各種方式收集雨水：例如在屋頂落水處放置收集雨水的“集雨桶”(rain barrel)等。
圖2. 減少雨水徑流的各種手段
這種不依賴傳統(tǒng)工程，而是借助效仿自然系統(tǒng)的運作機制處理雨水徑流的方法，稱之為:
“可持續(xù)性城市排水法”（sustainable urban drainage）或“自然排水法”（natural drainage）。
這樣的處理方式可以有效地控制雨水徑流，減輕雨水徑流污染，并且收集儲存的雨水還可以用于景觀灌溉等用途，相應(yīng)地減少了對可飲用水的消耗。
這些方法匯聚成建設(shè)“海綿城市”的設(shè)想。
四、建設(shè)一個“海綿城市”
美國的一些城市在若干年前就開始了“海綿城市”的嘗試。例如西雅圖在其“街道邊緣新方案”（“Street Edge Alternative）計劃中，通過降低柏油路面的寬度（即減少不滲水面積），在道路兩側(cè)設(shè)置生態(tài)草溝，以及開展關(guān)于自然排水系統(tǒng)的生態(tài)教育等手段，實踐城市排水的可持續(xù)性設(shè)計。
數(shù)據(jù)顯示，“以一般降雨強度（一年中發(fā)生幾率為50%的暴風雨）來設(shè)計的街道，可以成功吸收98%的雨水徑流量。”這個數(shù)據(jù)意味著自然排水系統(tǒng)在設(shè)計、維護良好的情況下，甚至有可能達到傳統(tǒng)的排水效率。同時生態(tài)草溝中的植物和土壤可以有效吸收一部分污染物。
圖3. 西雅圖街道邊緣新方案
2014年11月國家住建部出臺《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，提出要建設(shè)“海綿城市”（eco-sponge city）。
這個概念非常形象，以“蓄水”代替“排水”的“海綿體”，可能是原有的河湖、濕地、坑塘、溝渠，更可能是人們在新的生態(tài)價值觀引導(dǎo)下設(shè)計的一系列生態(tài)草溝、雨水花園、綠色屋面等設(shè)施。
通過“海綿體”的下滲、滯蓄、凈化、回用，雨水的剩余部分徑流通過管網(wǎng)、泵站外排，從而有效提高城市排水系統(tǒng)的標準，緩減城市內(nèi)澇的壓力，減輕水質(zhì)污染。
但是我們注意到，在我國推出的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中，雖然針對低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建的設(shè)計、工程建設(shè)、維護管理等類別涉及的建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地與廣場、城市水系、技術(shù)選擇、設(shè)施規(guī)模計算等具體內(nèi)容進行了較為細致的規(guī)定，但是，由于缺乏可量化的指標，建設(shè)海綿城市的可操作性以及效果評估都將大打折扣。
事實上，這也反映出我國城市建設(shè)領(lǐng)域一直以來在操作指南和評估體系上重定性輕定量的問題。那么在其他領(lǐng)域有沒有可以借鑒的經(jīng)驗?zāi)兀?/span>
五、海綿城市如何量化實踐
城市是地球上建筑物最密集的區(qū)域。近二十年來，綠色建筑技術(shù)突飛猛進，綠色建筑評估標準也在可量化操作層面積累了相當多的經(jīng)驗，特別是美國的LEED標準，在提供可操作性可評估性強的策略方面處于世界領(lǐng)先地位。
LEED，全稱為Leadership in Energy & Environmental Design，通常翻譯為“能源及環(huán)境設(shè)計先鋒獎”，是由美國綠色建筑委員會（USGBC）制定的一個綠色建筑評估體系。
它針對建筑在可持續(xù)場址、用水效率、能源與大氣、資源與材料、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、創(chuàng)新設(shè)計與地域優(yōu)先等六大類別的表現(xiàn)進行評估，來判定一棟建筑是否符合綠色建筑的標準。通過評估的綠色建筑由低到高依次分為認證級、銀級、金級和鉑金級四個級別。
作為一個針對綠色建筑的評估標準，LEED非常強調(diào)“系統(tǒng)性”概念，認為可持續(xù)性設(shè)計的理念不應(yīng)局限于建筑單體的范疇。
綠色建筑概念的提出，源于人們對現(xiàn)代建筑所造成的環(huán)境災(zāi)害和健康代價的檢討。因此我們今天所需要的綠色建筑，不僅是可以減輕環(huán)境負擔的，更應(yīng)當具有修復(fù)環(huán)境的可能性，這才是真正意義上的可持續(xù)發(fā)展。因此在制定綠色建筑評估標準的時候，有遠見的設(shè)計者早已跳出建筑物的空間尺度，把目光投向更大的城市層面，思考如何修復(fù)現(xiàn)有的城市，讓整個城市都綠起來。
事實上，LEED標準中的六大類別，尤其是可持續(xù)場址這一大類的評估內(nèi)容與指標設(shè)計上，與城市環(huán)境有著非常緊密的聯(lián)系。
LEED實行有權(quán)重的記分制。能否取得認證，取決于項目是否可以在LEED整個評估框架提供的滿分為110分的“得分點”（即可以獲得分數(shù)的項目）中，達到每個綠色建筑級別分數(shù)評定的最低要求。
在“可持續(xù)場址”類別，LEED對“水”的議題給予了多個得分點。也就是說，LEED希望申請認證的項目能夠多關(guān)注這一議題，采用恰當?shù)目沙掷m(xù)策略來達成保護環(huán)境，建設(shè)生態(tài)建筑、生態(tài)社區(qū)、生態(tài)城市的目標。
例如得分點6.1“雨洪設(shè)計—流量控制”中規(guī)定，為了減少場址內(nèi)非滲透表面，增加場址內(nèi)的滲透率，想要獲得該項分數(shù)，開發(fā)商可選擇的策略包括但不限于：A.減少硬質(zhì)鋪裝區(qū)域的面積以促進自然滲透；B.通過設(shè)計生態(tài)池、植被過濾帶和種植屋面，以及進行集中開發(fā)，減緩雨水徑流；C.將雨水進行收集，用于灌溉或廁所沖洗。
LEED同時對評估的操作和指標的量化進一步作出了規(guī)定：開發(fā)商應(yīng)通過提供開發(fā)前后的雨水流速和流量計算，應(yīng)用計算機軟件或LEED提供的計算公式算出收集的雨水徑流體積以及最低水位下降速率。如果要獲得此得分點的LEED認證分數(shù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)當達到以下兩個要求的其中之一：
（1）當開發(fā)前不滲透性小于或等于總場址面積的50%或以下時，開發(fā)后由場址內(nèi)排放的雨水（流速和流量）不應(yīng)當超過開發(fā)前的排放率；
（2）當開發(fā)前不滲透性大于總場址面積的50%或以下時，開發(fā)后2年內(nèi)，24小時設(shè)計暴雨量的雨水徑流體積應(yīng)當至少減少25%。
再例如得分點6.2“雨洪設(shè)計—水質(zhì)控制”中規(guī)定，該得分項旨在修復(fù)因環(huán)境污染而使得開發(fā)變得復(fù)雜的場址，減輕未開發(fā)土地的環(huán)境壓力。為獲得該項分數(shù)，開發(fā)商可選策略包括但不限于：A. 設(shè)計植被洼地或透水鋪裝以收集和處理雨水徑流；B.安裝機械過濾設(shè)備、設(shè)計種植屋面、建造雨水生態(tài)池，沉積固體雜質(zhì)以免阻塞自然水道。
同時，采取可持續(xù)策略后，應(yīng)保證開發(fā)后場址內(nèi)可以收集并處理90%的年平均雨水徑流，并去除80%的總懸浮固體物質(zhì)?；蛘咛峁嵉氐男阅軘?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)需要符合LEED認可的最佳管理辦法檢測方案的要求。
在操作中，還需要詳細說明每種措施可以去除污染物的數(shù)據(jù)情況，以確定每種措施對于處理年降雨量水質(zhì)控制的貢獻百分比，便于后續(xù)的管理和改進。
除此以外，LEED還在一些與“水”相關(guān)的得分點中作出了一些可量化的指標控制，以保證建筑場址內(nèi)對雨水徑流的處理。
比如LEED規(guī)定，一個建筑所在的場址，應(yīng)在硬質(zhì)景觀設(shè)計中采用“開放鏈式鋪裝路面”。這是一種非滲透性表面低于50%，且在開放的柵格里種植植被的路面，可以大大提高路面對雨水徑流的滲透和儲蓄能力。
再比如“用水效率”大類中，有一項得分點是要求實現(xiàn)景觀節(jié)水，在景觀灌溉中至少減少50%的可飲用水的使用量，盡可能使用雨水、處理的中水等來進行灌溉。為達成目標，LEED提倡在場址內(nèi)進行雨水收集。
綜上，在海綿城市的建設(shè)中，我們可以從LEED標準學(xué)到一些經(jīng)驗：
首先，定性與定量相結(jié)合，策略指導(dǎo)與指標控制相結(jié)合：
LEED在為解決某一個具體議題時為操作者提供的可選擇的策略非常豐富，同時通過長期實驗和自身數(shù)據(jù)庫的大量案例，制定具有可操作性的定量化指標，使得操作者可以通過一定的努力達到LEED在該議題上的可持續(xù)性要求。這種定性與定量相結(jié)合，策略指導(dǎo)與指標控制相結(jié)合的方法，為我國城市的可持續(xù)設(shè)計規(guī)劃提供了可以借鑒的經(jīng)驗。
其次，關(guān)注全生命周期內(nèi)持續(xù)的性能表現(xiàn)：
LEED認為“綠色建筑是應(yīng)用于建筑以及建筑的場址、內(nèi)部、運營和所在社區(qū)的一種過程?！币簿褪钦f可持續(xù)理念應(yīng)當從項目的設(shè)計階段開始貫穿到施工、管理、運營、維護乃至拆除，這也被稱為綠色建筑的全生命周期。它強調(diào)在全生命周期內(nèi)，使用持續(xù)測量和驗證發(fā)現(xiàn)改進機會，對數(shù)據(jù)進行分析和校正。
這種關(guān)注反饋循環(huán)，推動持續(xù)改進的工作方式對可持續(xù)城市建設(shè)也具有重要意義。比如我們可以通過不斷檢測生態(tài)草溝中不同植物對減緩雨水徑流的不同效果，來調(diào)整下一階段應(yīng)該選擇的合適植物。
第三，整合流程的應(yīng)用：
傳統(tǒng)設(shè)計過程中，不同職業(yè)背景的專業(yè)人士通常在不同階段參與項目，比如環(huán)境規(guī)劃師、建筑師和景觀設(shè)計師都會作出與水相關(guān)的決策，他們可能分別針對廢水處理、飲用水使用和暴雨降水管理制定決策方案。
而LEED的整合流程意味著在項目的全生命周期內(nèi)，不同專業(yè)背景的技術(shù)人員高度協(xié)作，利用專家研討會、共同制定關(guān)于某個議題的整合方案：如設(shè)計一個系統(tǒng)既能收集雨水和廢水來滿足供水和灌溉需求，同時減少徑流并保護水質(zhì)。
隨著城市問題越來越復(fù)雜，城市規(guī)劃和建設(shè)過程也越來越重視規(guī)劃建設(shè)人員多元背景的融合。但是這種融合，很大程度上仍然停留在不同工作階段的會議和交接，而在各個階段內(nèi)部，如生態(tài)分析階段、城市設(shè)計階段，不同專業(yè)背景的人員的協(xié)作較為有限。
《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》是一個很好的開端，它提供了在針對低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)這一議題上，來自城市規(guī)劃、交通、市政、建筑、施工、運營等諸多領(lǐng)域的專業(yè)人士在整合流程中協(xié)調(diào)利益、制定策略、精細設(shè)計、效果評估的可能性。
題圖來源：http://conservationmagazine.org/wordpress/wp-content/uploads/2014/10/city-sponge.jpg
圖1來源：http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_MEDIA/nrcs143_024824.jpg
圖2照片來源網(wǎng)絡(luò)圖片
圖3來源：http://www.solaripedia.com/images/large/4959.jpg
文丨段心凱
作者信息：國家發(fā)展改革委城市和小城鎮(zhèn)改革發(fā)展中心高級城市規(guī)劃師
本文作者為城市規(guī)劃師，關(guān)注可持續(xù)規(guī)劃設(shè)計、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃開發(fā)領(lǐng)域。
原文同時刊發(fā)在 《現(xiàn)代智慧城市》（新華社現(xiàn)代快報與住建部數(shù)字城市工程研究中心出品的一本專業(yè)雜志）
來源：段心凱 給水排水
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