海绵城市的利与弊及其发展态势分析

海绵城市的利与弊及其发展态势分析建设海绵城市，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。传统城市建设模式主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来组织排放径流雨水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，这不仅增加市政雨水管网及收纳水体、排涝设施压力，而且降雨初期大量污染物随径流雨水入河影响水环境质量。另外大量雨水外排，也是水资源的一种浪费。海绵城市构建从源头到末端的全过程控制雨水系统，与传统雨水利用相比，海绵城市更注重雨水的自然积存、自然渗透和自然净化，是一种绿色可持续的雨水排放模式。海绵城市的建设途径主要有对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复、低影响开发等三个方面。首先应保护现有河网水系、湿地、绿地等城市雨水滞纳区，对城市建设中已遭到破坏的，应采用生态手段尽可能恢复，提升城市滞纳雨水的能力;其次通过绿色屋顶、下凹式绿地、雨水花园、植被浅沟、绿色街道、生态湿地、透水铺装、雨水调蓄池等低影响技术措施，强化雨水的积存、渗透和净化。海绵城市建设提出的背景及其基本内涵当前，中国城市化的快速发展带来了不少新的问题。例如，城市规模不断扩大，不少湖泊被填埋，人口在增加，水资源越发紧缺;城市的硬质路面比例大大增加，城区的水文、水力特性明显改变，城市防洪压力很大;加上过去的城市排水管网设计以“快速排除”和“末端集中”控制为主要设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转，难以应对大流量的雨洪。据有关统计资料，过去三年，全国有超过360个城市遭遇过内涝，其中60多个城市单次内涝时间超过12h，淹水深度超过0.5m，北京、深圳、长沙等城市出现人员伤亡，造成生命和财产损失。另外，我国1100座城市缺水，而雨水又没有得到合理利用，雨水利用潜力巨大。为此，社会各界对城市的排水系统和节水问题提出质疑。如果可以把雨水最大限度地收集利用，经济社会效益将十分显著。在自然和城市建设面前，科学家和研究人员一直寻找一种两全其美的方式，用自然的力量调蓄雨水、节约用水和减少洪水带来的威胁。国际经验和实践表明，在提升城市排水系统时完全可以优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，把自然和城市建设融合起来，实践证明是有效的。美国、澳大利亚以及欧洲的城市建设和雨水利用给我们提供了很好的借鉴，这些国家提出了低影响开发、水敏性城市设计、水资源综合管理等理念，在城市规划设计中得到了很好的应用。澳大利亚研究提出了城市洪水、供水、排水、污水、雨水利用和中水回用系统治理的水资源综合管理软件系统工具包(IWMToolkit)，在悉尼波特尼地区应用后，通过模型计算和优化分析，市政供水需求减少55%，污水向河流排放减少80%，实现了节水减排防洪的综合目标，促进了悉尼的水环境改善。中国在学习借鉴国外知识和经验的基础上，进行了生态城市、低碳城市、智慧城市、水生态文明城市建设的实践，并创新地提出了建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”的伟大构想。所谓海绵城市，就是比喻城市像海绵一样，遇到降雨能就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化、调节水循环;在干旱缺水时可以将续存的水释放出来，并加以利用。海绵城市具有自然循环的“绿色海绵”系统，整个城市容易适应新的环境，遭遇水灾害后快速恢复，而且不危及其中长期发展，能够让城市弹性适应环境变化和自然灾害。例如，陕西西咸新区沣西新城，规划建设了小区内部、市政道路、景观绿化、中央雨洪四级系统，实现了雨水的综合利用。每年收集利用雨水4000万m3，城市防洪能力提升2倍，节约景观式浇灌用水资金1亿元。海绵城市建设项目实际效益的发挥，受制于后期的运行管理。无论是小型、分散低影响开发设施，还是大型的雨水湿地、多功能调蓄水体设施，如果缺少后期管理与维护或者管理不当，不但其作用不能有效发挥，甚至可能出现水质污染、水体破坏、雨水资源浪费等现象。因此，在运行管理阶段维护和管理的实时、科学和高效至关重要，而智慧城市作为一种新的城市管理理念，其突出的一个优势就是可实现城市方便、快捷、智能、高效的管理。智慧化理念在运行管理阶段的应用体现在多个方面：对排水和雨水收集智能控制，实现智慧排水与雨水收集；对管网和一些海绵设施的进水口或溢流口进行监测，判断其是否堵塞或渗漏并实时反应；对水体污染情况监测，实现智慧水污染控制和治理；对雨情和积水情况实时监测，实现防洪排涝预警控制；对用水量进行智能控制，实现雨水的高效利用，比如可通过监测雨情、墒情、植物生长情况等并结合降雨预报信息，判断浇水时间、次数和用水量，进行智能灌溉，从而实现节水和雨水高效利用的目的。又如，管道的堵塞和渗漏是管网系统里常见又难于解决的问题，管道堵塞会导致排水不畅，管道渗漏则会导致污水污染环境。可采用智慧化的理念实现管网的智能监测管理：（1）利用遥感等技术探测管网走向和布局，并将探测数据上传至服务器；（2）对数据进行处理，利用ＭＩＫＥ、ＡｒｃＧＩＳ、ＳＷＭＭ、ＣＡＤ等软件获得现状管网的布局和走向平面图；（3）对管网进行分类、分段、编号，并标出管网的分叉、汇集等特殊点；（4）在每个编号段的合适位置以及一些特殊点上布设流量传感器，实时监测流量和上传数据；（5）利用云计算等技术对大量数据进行分析、计算，将布设点实时监测的流量，与利用水力模型推算出的该点流量进行比对，并对流量差别较大点进行预警，分析流量变化的原因（如流量变大的可能是因为堵塞，变小的可能是因为渗漏）；(6)及时对预警点进行排查和维修，疏堵或补漏。针对获批的试点城市，加强其创建过程与成果的绩效评价，对于发挥国家级示范的引领带头作用，加快推进海绵城市建设具有十分重大的意义。2015年7月10日，住建部办公厅印发了《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》，要求在推进海绵城市建设中参照执行。但在执行过程中，对于涉及到水生态、水环境、水资源、水安全的一些指标具体该如何评价，还存在很多问题，即还没有一套行之有效的绩效评价体系可供建设的示范项目使用。因此，尽快解决指标评价的方法问题，并研究制定行之有效、精准全面的绩效评价体系是十分重要和迫切的。海绵城市的绩效评价多是一个监测、统计、计算、比对的过程，完全可以结合智慧化理念，发挥传感器、３Ｓ、大数据、云计算在监测、统计、计算等方面的优势，建立包含多种指标的绩效评价模型，如年径流总量控制率、雨水资源利用率、城市面源污染控制率、城市暴雨内涝灾害防治水平等指标。