【摘要】海綿城市建設(shè)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。建設(shè)海綿城市不僅可以增強(qiáng)城市或土地的雨澇調(diào)蓄能力，同時(shí)還將最大限度地促進(jìn)自然水文循環(huán)，提升用水效率。海綿城市以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃建設(shè)理念，追求城市人水和諧，已經(jīng)成為各國城市建設(shè)的重要選擇。
【關(guān)鍵詞】 海綿城市 雨水管理 城市建設(shè)
【中圖分類號】TU992 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2016.21.002
國外雨水管理辦法
日本。日本早在1980年就開始推行雨水貯留滲透計(jì)劃，該計(jì)劃通過補(bǔ)充涵養(yǎng)地下水、復(fù)活泉水、恢復(fù)河流，改善生態(tài)環(huán)境。日本政府規(guī)定每開發(fā)1公頃土地必須設(shè)立500立方米的雨洪調(diào)蓄區(qū)。
1992年頒布的“第二代城市下水總體規(guī)劃”正式將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置地下雨水儲(chǔ)存池和再利用系統(tǒng)。
日本還對雨水利用實(shí)行補(bǔ)助金制度，促進(jìn)雨水利用技術(shù)的應(yīng)用以及雨水資源化。例如，1995年10月，墨田區(qū)實(shí)施了給家庭和公司利用雨水提供補(bǔ)貼的制度，一立方米以下的雨水罐可補(bǔ)貼一半費(fèi)用（上限是４萬日元），地下大規(guī)模儲(chǔ)水槽最高補(bǔ)貼100萬日元，中等規(guī)模的儲(chǔ)水槽可補(bǔ)貼30萬日元。
對于綠地，日本也制定了詳細(xì)的政策。日本的“綠地覆蓋率”為66%，東京的公園綠地就有地區(qū)公園、近鄰公園、街區(qū)公園、運(yùn)動(dòng)公園、廣域公園、綜合公園、特殊公園等，數(shù)量達(dá)2795處，總面積1969公頃，人均綠地面積3平方米以上。為穩(wěn)固這一成果，日本出臺(tái)了一大批相關(guān)法規(guī)，形成了完整而長期的綠地保護(hù)體制。這些措施在凈化空氣的同時(shí)，也大大促進(jìn)了地面涵養(yǎng)水分。
德國。2000年10月23日，歐盟正式通過歐洲議會(huì)與歐洲理事會(huì)的《歐盟水框架指令》，歐盟委員會(huì)有權(quán)對不按照歐盟法規(guī)要求的國家提起監(jiān)督和訴訟程序。
在德國聯(lián)邦政府層面，《聯(lián)邦水法》是水資源管理的基本法。德國聯(lián)邦水法的政策導(dǎo)向是優(yōu)化生態(tài)環(huán)境、保持生態(tài)平衡，對自然環(huán)境的保護(hù)和水的可持續(xù)利用提出明晰的要求。1995年德國頒布了《室外排水溝和排水管道標(biāo)準(zhǔn)》，提出通過雨水收集系統(tǒng)盡可能地降低公共地區(qū)建筑物底層發(fā)生洪水的危險(xiǎn)性。1996年，在聯(lián)邦水法的補(bǔ)充條款中增加了“水的可持續(xù)利用”理念，強(qiáng)調(diào)“為了保證水的利用效率，要避免排水量增加”，實(shí)現(xiàn)“排水量零增長”。2002年，德國根據(jù)《歐盟水框架指令》的要求對《聯(lián)邦水法》進(jìn)行了第七次修訂。各地州以《聯(lián)邦水法》為基礎(chǔ)，出臺(tái)相關(guān)的政策，如德國漢諾威市康斯伯格小區(qū)在開發(fā)時(shí)，規(guī)定小區(qū)開發(fā)前后的雨水滲透率要基本保持一致。
此外，德國對水資源實(shí)施統(tǒng)一的管理制度，即由水務(wù)局統(tǒng)一管理與水務(wù)有關(guān)的全部事項(xiàng)，并以市場模式運(yùn)作，接受社會(huì)的監(jiān)督。
對于雨水利用，德國的管理辦法也十分到位。1989年《雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》是“第一代”雨水利用技術(shù)成熟的標(biāo)志，1992年出現(xiàn)了“第二代”雨水利用技術(shù)，21世紀(jì)初形成了“第三代”雨水利用技術(shù)及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
德國目前主要的城市雨水利用方式有3種：一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)。收集的雨水經(jīng)簡單處理后，達(dá)到雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于家庭、公共場所和企業(yè)的非飲用水，如街區(qū)公寓的廁所沖洗和庭院澆灑。二是雨水截污與滲透系統(tǒng)。道路雨洪通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補(bǔ)充地下水。德國城市街道雨洪管道口均設(shè)有截污掛籃，以攔截雨洪徑流攜帶的污染物。城市地面使用可滲透地磚，以減小徑流。三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)。小區(qū)沿著排水道修建可滲透淺溝，表面植有草皮，供雨水徑流時(shí)下滲。超過滲透能力的雨水則進(jìn)入雨洪池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲。
英國。2006年開始，英國政府通過《住房建筑管理規(guī)定》等法律規(guī)定，進(jìn)一步促進(jìn)家庭雨水回收系統(tǒng)的普及。英國政府針對新建房屋設(shè)立1到6級的評估體系，要求所有的新建房屋至少達(dá)到３級以上的可持續(xù)利用標(biāo)準(zhǔn)才能獲得開工許可，而其中最重要的提升等級方式之一就是建立雨水回收系統(tǒng)。2015年之后，英國政府為更有針對性地控制水資源利用效率，要求單一住房單元的居民每天設(shè)計(jì)用水量不超過125升，這使得居民建立雨水回收系統(tǒng)的積極性大幅提升。
此套可持續(xù)排放體系在雨洪調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要作用，雨水排放在地區(qū)發(fā)展規(guī)劃中被嚴(yán)格定量，一方面作為地區(qū)規(guī)劃部門頒發(fā)規(guī)劃許可的審核條件，另一方面也為開發(fā)商的投資建設(shè)提供了法律依據(jù)。
美國。1976年，美國國家雨水管理部門設(shè)立了針對城區(qū)分流制雨水排放系統(tǒng)的一般許可證（Municipal Separate Storm Sewer System, MS4）。1987年美國聯(lián)邦政府通過的水質(zhì)法（Water Quality Act）規(guī)定了雨水排放許可要求，確立雨水許可證制度，包括對城市、建設(shè)場地、工業(yè)場地的三種降雨帶來的污染。
國家污染物減排體系（National Pollutant Discharge Elimination System, NPDES）是按照美國《清潔水法》（CWA）規(guī)定的。CWA規(guī)定，除非有國家頒發(fā)的污染物排放削減許可證，禁止從電源向通航水域排放任何污染物。國家污染物減排體系（NPDES）規(guī)定了不同類型的排放源，即市政源和工業(yè)源。其中市政源包括國家預(yù)處理項(xiàng)目規(guī)定了非住宅中的廢水排入污水處理廠；市政污水廠和其他生活污水廠必須為污泥使用和處置提交許可申請；對合流制溢流污水（CSO），美國1989年發(fā)布了CSO控制戰(zhàn)略，1994年制定和發(fā)布了CSO控制政策；對暴雨，美國1990年發(fā)布了城市分流制雨水系統(tǒng)（M4）的雨水排放規(guī)范。工業(yè)源包括直接排放的工藝廢水或非工藝廢水，以及來自工業(yè)源的暴雨徑流，所有與工業(yè)活動(dòng)相關(guān)的暴雨徑流排放，不管是通過城市分流制雨水系統(tǒng)排放還是直接排放到水體，均須持有NPDES許可證。
美國規(guī)定了三類雨水排放許可證：基于城市分流制的雨水排放許可證（MS4）、工業(yè)雨水排放許可證和建設(shè)活動(dòng)雨水排放許可。受NPDES約束。其中MS4許可實(shí)施分為兩個(gè)階段，第一階段，MS4須在最大可行程度上減少雨水排放中的污染物，市政雨水還必須禁止非雨水排放物進(jìn)入。監(jiān)管對象僅限于服務(wù)人口超過10萬的城市，并設(shè)立了針對人口等于或大于25萬的大城市和人口在10萬到25萬之間的中等城市的兩種類型的許可申請。第二階段，小型城市雨水排放須獲得許可證，大多是一般許可證，小型城市指人口不足10萬的城市建成區(qū)。
美國有數(shù)以千計(jì)的水體被列為受損水體。為修復(fù)水體，美國實(shí)施了日最大允許負(fù)荷（Total Maximum Daily Loads, TMDL）計(jì)劃，根據(jù)水質(zhì)要求，確定水體能夠接受某種污染物的最大日負(fù)荷，從而在各類污染源之間分配應(yīng)該削減的污染負(fù)荷。TMDL是指確定某一特定污染物可以被排入水體而保證水體仍能滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的最大可允許負(fù)荷量。TDML由點(diǎn)源污染物分配（WLA）、非點(diǎn)源污染負(fù)荷分配（LA）以及一個(gè)安全系數(shù)（MOS）和預(yù)留容量（RC）構(gòu)成。TDML基于污染源和水質(zhì)的響應(yīng)關(guān)系，為州政府建立基于水質(zhì)的管理提供科學(xué)依據(jù)，減少點(diǎn)源和非點(diǎn)源的污染負(fù)荷排放，以修復(fù)或保持州水資源的質(zhì)量安全。自推行TMDL以來，美國各州已制定實(shí)施了數(shù)萬個(gè)TDML計(jì)劃，極大地改善了受污染水體的水質(zhì)。
1999年美國開始實(shí)施第二階段的雨水管理，規(guī)定市政當(dāng)局必須制定雨水管理計(jì)劃（Stormwater Management Plan，SWMP）。美國實(shí)行雨水管理制度，截至2009年美國共有500多個(gè)縣市在收取雨水管理費(fèi)，而且近年來收取雨水費(fèi)的城市越來越多。如華盛頓特區(qū)設(shè)有不透水面積費(fèi)和雨水費(fèi)。
法國。在法國城市規(guī)劃層面，針對不同地區(qū)的地表徑流和排水能力做出相應(yīng)的強(qiáng)制性管控。城市雨水管理部門規(guī)定在對雨水進(jìn)行初級凈化和截污后，每公頃的城市用地向市政雨水管的排水量不能超過3L/s，否則該用地的相關(guān)責(zé)任單位就要承擔(dān)相應(yīng)的超額排水費(fèi)。這就要求超量排水的單位要增加雨水滯納儲(chǔ)存設(shè)施，從而有效控制城市排水壓力。
里昂位于法國的索恩河與羅納河交匯處，雖然水資源較為豐富，但里昂的水務(wù)管理者仍不愿放棄對雨水的利用，并對此做了細(xì)致的工作。首先，各個(gè)社區(qū)收集的雨水被納入到了城市一體化的水循環(huán)體系中，由當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)對水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測與管控；其次，里昂政府將本市各處的道路規(guī)模、土壤類別與地型走勢等信息進(jìn)行了統(tǒng)一梳理并公示，任何市區(qū)內(nèi)新的建筑項(xiàng)目均需要考慮到這些基本信息，將雨水管理納入設(shè)計(jì)規(guī)劃中，并接受當(dāng)?shù)卣牟轵?yàn)考核。憑借著這種精細(xì)化的城市水循環(huán)監(jiān)管體系，里昂市近年來多次獲得國際城市水務(wù)管理領(lǐng)域的評比冠軍。
以源頭控制為主的雨水解決方案
地下蓄水池。地下蓄水池系統(tǒng)是日本的主要治水模式。地下蓄水池的存在，極大地減少了地面被淹的幾率，大大增加了雨水回用。此外，新建大樓配套、公園、學(xué)校周圍都建有雨水儲(chǔ)存設(shè)施。
日本最高的“東京晴空塔”設(shè)計(jì)了地下蓄水池系統(tǒng)，能儲(chǔ)存7000噸雨水，可用作消防用水，作為應(yīng)急生活用水時(shí)可供應(yīng)東京墨田區(qū)23萬人使用一天。
澀谷車站是東京的交通樞紐，也是購物娛樂的中心，但“水害”多年未解。之前在雨季經(jīng)常使得澀谷車站附近的多條街道“水漫金山”，一條半地下的車站站臺(tái)進(jìn)水，多個(gè)進(jìn)口閘機(jī)被迫關(guān)閉，車站工作人員全員出動(dòng)清理積水。近年澀谷車站周邊地區(qū)開始整體開發(fā)工程的同時(shí)在地下25米深處，建造一個(gè)4000噸的地下儲(chǔ)水池。它一池多用，當(dāng)降雨量超過50毫米每小時(shí)時(shí)，將附近雨水集中儲(chǔ)存，解決周邊瞬間排水能力的不足，同時(shí)與東京龐大的地下排水系統(tǒng)相連，在大雨高峰過后再陸續(xù)把雨水排放。而且，它起到調(diào)節(jié)池的作用，平時(shí)池中儲(chǔ)存一定量的雨水，雨季過后隨時(shí)可供地面澆花、除塵、消防等使用，甚至可以凈化后供市民生活使用。
東京每年遭遇臺(tái)風(fēng)級的大暴雨不過五六次，除這些雨水需要排洪外，一般性的雨水并不造成危害。近年來日本更多考慮的是雨水的利用問題。除新建大樓配套建設(shè)雨水儲(chǔ)存設(shè)施外，各公園、學(xué)校周圍都建有儲(chǔ)水池，所以常能看到路旁有消防蓄水池的標(biāo)志。
居住小區(qū)。在居住區(qū)中，綠地或是廣場早已不是單單為了美觀或是滿足活動(dòng)需求，有很多在建立初期就是以調(diào)節(jié)雨洪管理為目的，簡單的說就是將綠地設(shè)計(jì)成可蓄洪的地區(qū)。同時(shí)，越來越多的家庭也開始利用雨水收集系統(tǒng)。
巴黎北部的Saint Denis居住區(qū)內(nèi)，一個(gè)中央綠地就以調(diào)蓄雨水為目的建立起來。它被設(shè)計(jì)成一個(gè)相對低洼的區(qū)域，緩坡草地將雨水引向下游的一條旱河和位于市政道路下面的儲(chǔ)水池中。在下暴雨的時(shí)候，這個(gè)區(qū)域就變成了一個(gè)被淹沒的區(qū)域，十年一遇的暴雨中所蓄積的水量可達(dá)到30cm至40cm深。
德國弗萊堡是德國綠黨總部所在，是著名的生態(tài)城市。弗萊堡的生態(tài)試驗(yàn)住宅區(qū)采用單戶雨水收集利用技術(shù)，將屋頂?shù)挠晁枚ㄐ偷墓艿朗占綄ｉT的蓄水桶中進(jìn)行過濾和凈化，溢出的雨水通過綠地等回滲入地下，儲(chǔ)存起來的雨水可用來洗車或澆灌各家的花園。
英國雨水再利用管理協(xié)會(huì)最新數(shù)據(jù)顯示，近年來，隨著水價(jià)不斷攀升，越來越多的家庭開始使用雨水收集系統(tǒng)。一般房屋雨水收集系統(tǒng)設(shè)置1000升至7500升的儲(chǔ)水罐，多用于滿足家庭灌溉、洗衣等非飲用水需要。家用雨水收集系統(tǒng)直接從屋頂收集，并通過導(dǎo)水管簡單過濾或者更為復(fù)雜的自凈過濾系統(tǒng)后導(dǎo)入地下儲(chǔ)水罐儲(chǔ)存。
大型公建設(shè)施。很多體育場地由于本身鋪裝的不透水性或是弱透水性也會(huì)給周邊的地表徑流控制帶來困擾，但合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)可解決這一問題。如歐洲某社區(qū)的籃球場被設(shè)計(jì)成半地下式，兼具雨水滯留功能。雨量正常時(shí)，該場地周邊社區(qū)內(nèi)匯集的雨水會(huì)儲(chǔ)存在籃球場邊的專用雨水收集池中，在遇到暴雨時(shí)，活動(dòng)場地本身就變成了一個(gè)巨大的儲(chǔ)水池，有效滯留過量雨水，分擔(dān)市政管道的壓力，保障社區(qū)安全。
紐約城市大學(xué)皇后學(xué)院被《普林斯頓評論》評為2012年最佳環(huán)境綠色大學(xué)之一。該校的3個(gè)雨水花園分別設(shè)在辦公樓后面的空地、圖書館旁和草坪旁的行人道。這些花壇底層鋪墊兩種不同大小的石頭層，然后以土壤覆蓋，種植經(jīng)過選擇適合于雨水過濾、凈化空氣的植物和花卉，下雨時(shí)雨水通過花園過濾之后滲入地下。
大型的公共設(shè)施通常會(huì)配備有巨大的停車場。海綿城市體系下的道路和停車設(shè)施的設(shè)計(jì)需要結(jié)合雨水收集、初級凈化、儲(chǔ)存等措施來降低大面積的硬質(zhì)鋪裝帶來的不良后果。
曼哈頓學(xué)院的停車場是一個(gè)采用環(huán)保建筑材料攔截雨水的案例。兩個(gè)停車場以多孔混凝土改造而成，雨水經(jīng)多孔混凝土、碎石和地基多層過濾，然后滲入到地下水系統(tǒng)，而不是直接流入城市下水道。
位于曼哈頓鬧市中心的高線公園全長約2.5公里，是目前世界上最長的屋頂花園。該項(xiàng)目能截留80%的雨水流量，通過創(chuàng)造綠色自然環(huán)境，凈化空氣，減少“熱島”效應(yīng)，吸引昆蟲和鳥類。
此外還有遍及紐約布魯克林、昆斯區(qū)等地的商業(yè)屋頂農(nóng)場，這些“綠色屋頂”農(nóng)場種植著各種蔬菜水果。
海綿公園。里昂市中心的中央公園建立在一片低洼地中。在建造該公園時(shí)特意留出了一個(gè)容量為870立方米的儲(chǔ)水池。雨天時(shí)，公園周邊建筑的雨水會(huì)被引水渠集中引入這個(gè)儲(chǔ)水池內(nèi)。儲(chǔ)水池內(nèi)不僅安裝了現(xiàn)代化的雨水凈化系統(tǒng)，還種植了許多水生植被以輔助凈化。經(jīng)過凈化后的水被重新引入到城市綠化區(qū)中灌溉植被。
社區(qū)公園的邊界通常也可以成為收集雨水的地方。巴黎的高邁耶公園一條2.5深的溝槽成為了公園的“圍墻”，坡地上種植茂密的植物，同時(shí)兼具雨水收集的作用。
道路。為了削弱和控制地表徑流，在很多市政道路的兩側(cè)會(huì)設(shè)計(jì)低洼的人行道和綠地，通過對地形的塑造將雨水降速逐漸引流到樹池、草坪等緩沖綠地。
日本注重地面的呼吸性能，很多馬路用大粒石子和瀝青鋪就，便道也普遍使用透水磚，大大提高了其透水性。同時(shí)盡量減少地面硬化，多留泥土地面。
以排水系統(tǒng)為主的雨水解決方案
德國。德國地下排水系統(tǒng)的大規(guī)模建造伴隨著19世紀(jì)世界工業(yè)化的發(fā)展。當(dāng)時(shí)，德國城市化進(jìn)程加速，城市衛(wèi)生系統(tǒng)不堪重負(fù)，霍亂、傷寒等疾病頻繁爆發(fā)。建立完善的城市供排水系統(tǒng)，成為了必然的選擇。
1842年，在英國工程師William Lindley的規(guī)劃下，德國城市漢堡率先建起了最初的城市排水系統(tǒng)和第一個(gè)污水處理廠。隨著漢堡市不斷擴(kuò)大，排水系統(tǒng)也不斷擴(kuò)展，又先后建起了十幾個(gè)污水處理廠。這個(gè)系統(tǒng)還包含一個(gè)沖水系統(tǒng)，每周利用潮水清理主要的下水道。雖然當(dāng)時(shí)設(shè)備簡陋，并沒有徹底解決水污染問題，但這樣的設(shè)計(jì)理念仍然具有里程碑意義，很快就被歐洲和美國的一些城市所學(xué)習(xí)。
1867年，法蘭克福建成了第一個(gè)系統(tǒng)性的現(xiàn)代化下水道系統(tǒng)。該系統(tǒng)將污水進(jìn)行分類疏導(dǎo)，最后排入河流，并與整個(gè)城市的排水系統(tǒng)進(jìn)行整合，極大地提高了效率。可以說，德國開啟了整個(gè)歐洲大陸排水系統(tǒng)建設(shè)的新起點(diǎn)。
為解決管道破損、溢流污染等問題，德國采取分流制排水系統(tǒng)改造，分別為整治修復(fù)技術(shù)、管道清洗、管道滲漏性檢查、調(diào)蓄池建設(shè)。為減少初期雨水，特別是合流制地區(qū)降雨初期超過截流能力的合流水對水體的污染，自1975年德國首先在南部建設(shè)雨水池，20世紀(jì)80年代后期開始大規(guī)模建設(shè)各種雨水池。
根據(jù)2010年德國聯(lián)邦環(huán)保局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如今德國的公共排水管道已達(dá)540000公里，大約可以環(huán)繞地球13圈半，專門的雨水排水管道長66000公里。德國綜合性的排水系統(tǒng)，每年可以處理100多億立方米的污水和雨水。
在德國，大城市每年投入到下水道系統(tǒng)的預(yù)算都在上億歐元，維護(hù)費(fèi)用在每公里年均5000歐元左右。水務(wù)部門的閉路電視系統(tǒng)負(fù)責(zé)對地下管道進(jìn)行24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題會(huì)及時(shí)進(jìn)行維修。
以慕尼黑為例，暴雨來臨時(shí)，慕尼黑的13個(gè)總?cè)萘窟_(dá)70.6萬立方米的地下儲(chǔ)水庫可暫時(shí)貯存雨水，成為暴雨進(jìn)入地下管道之前的緩沖閥門，然后將雨水緩慢釋放到地下排水管道，以確保進(jìn)入地下設(shè)施的水量不會(huì)超過最大負(fù)荷，最終將雨水引入Isar河。
此外，德國的雨水排水系統(tǒng)還包括強(qiáng)制性透水路面的設(shè)計(jì)，不僅解決了積水問題，還平衡了城市生態(tài)系統(tǒng)。比如雨水由透水路面滲透入地，可補(bǔ)充地下水資源；還能通透“地氣”，可使地面冬暖夏涼，雨季透水，冬季化雪，可以增加城市居住的舒適度；透水地面的孔隙多，地表面積大，對粉塵有較強(qiáng)的吸附力，減少了揚(yáng)塵污染，也可降低噪音。
德國城市中80％的地面都為透水地面。德國的市政根據(jù)不同區(qū)域鋪就不同的透水路面。人行道、步行街、自行車道、郊區(qū)道路等受壓不大的地方，采用透水性地磚，這種磚本身可透水，磚與磚之間采用了透水性填充材料拼接；自行車存放地和停車場的地面，則選擇有孔的混凝土磚，并在磚孔中用土填充，這樣有利于雜草生長，從而使地面的40%有綠化功能；居民區(qū)、公園和街頭廣場更需要綠化和美化，因此這些地方選用實(shí)心磚鋪路，但磚與磚之間會(huì)留出空隙；居民區(qū)步行道、校園和公園等步行道路等地，由于路面使用率高，用細(xì)碎石或細(xì)鵝卵石鋪路會(huì)更合適。此外，道路兩邊還修有引流暴雨的溝壑。
對于村莊和小城鎮(zhèn)，德國也有排積水的高招——建滯留雨水的低地池塘。下雨時(shí)使雨水順地勢流入，并形成濕地生態(tài)區(qū)；讓荒地長滿灌木和樹林，能使降雨很快通過植物的根部被吸收入地；讓各種人工改建的直型河道和溪流恢復(fù)原有的自然彎曲形狀和透水狀態(tài)，恢復(fù)河岸兩邊的自然植被帶，并讓泛洪區(qū)與多條這樣彎曲的河道與溪流相連；在農(nóng)田周邊，采用修建土籬和灌木帶的方法來增加農(nóng)田對洪水的抵抗和吸收能力等。
從上世紀(jì)60年代起，德國就致力于開發(fā)各種雨水滲透裝置。德國一些城市在不同區(qū)域鋪設(shè)不同的透水路面。道路兩邊還修有引流暴雨的溝壑、地表明溝。這不僅作為下水道之外重要的雨水傳輸途徑，還模擬天然河道，融入城市景觀，既實(shí)用又美觀。
德國近年來開始推廣的“洼地—滲渠系統(tǒng)”使各個(gè)就地設(shè)置的洼地、滲渠等設(shè)施與帶有孔洞的排水管道相連，形成了一個(gè)分散的雨水處理系統(tǒng)。低洼的草地能短期儲(chǔ)存下滲的雨水，滲渠則能長期儲(chǔ)存雨水，進(jìn)一步減輕了排水管道的負(fù)擔(dān)。
法國巴黎。巴黎的下水道均處在巴黎市地面以下50米，水道縱橫交錯(cuò)，密如蛛網(wǎng)，總長2347公里，規(guī)模遠(yuǎn)超巴黎地鐵。巴黎人花了126年的時(shí)間將其完善擴(kuò)充，并按溝道大小，分為小下水道、中下水道和排水渠三種。當(dāng)前，每天有120億立方米的水經(jīng)此凈化排出。
巴黎下水道網(wǎng)絡(luò)中，有2個(gè)電腦控制的污水壓力提升廠，它們能加速廢水的流動(dòng)，同時(shí)負(fù)責(zé)大量垃圾和泥沙的清除；11個(gè)專門針對雨季塞納河水的“漲水站”以及安全閥，來保證經(jīng)過馬路又流回到塞納河水的質(zhì)量；50個(gè)專門用于下大雨時(shí)保證排水效果的路邊下水道。
同時(shí)，巴黎市民飲用水的50%是通過地下管道輸入的。巴黎的下水道除了排水溝外，它還設(shè)有兩套供水系統(tǒng)，一套供飲用水，一套供非飲用水，以及一條氣壓傳送管道。巴黎的地下排水系統(tǒng)基本是順著城市的道路修建的，每條道路下面都有一條與之平行的排水溝，整個(gè)排水系統(tǒng)就像是一個(gè)完整的人體。它通過四通八達(dá)的供水管道向城市的每家每戶輸送自來水；緊挨著供水管道的是同樣粗的排水管道，負(fù)責(zé)將各種生活污水運(yùn)出巴黎。
在巴黎，雨水到了地面會(huì)迅速了無蹤跡，在地面之下匯成一片“汪洋”。拋掉地面成效，巴黎更有讓人驚奇的地下奇跡。一位有過下水道參觀經(jīng)歷的游客描述道，“四壁整潔，管道通暢，地上沒有一點(diǎn)臟物，干凈程度可與巴黎街道相媲美，不會(huì)聞到一丁點(diǎn)兒腥臭味”。
此外，在巴黎，如果你不小心把鑰匙或是貴重的戒指掉進(jìn)了下水道，是完全可以根據(jù)地漏位置，把東西找回來的。因?yàn)檫@里約2.6萬個(gè)下水道蓋、6000多個(gè)地下蓄水池都會(huì)標(biāo)注街道和門牌號碼。
法國的下水道中還有獨(dú)立的照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)。只要將下水道中的照明燈打開，即使是晚間也可以進(jìn)行維修工作。這樣的市政工程雖然初期投資相當(dāng)巨大，但是在后期的使用過程中卻可以節(jié)省大量的人力和物力。但凡任何一條管線發(fā)生泄漏、電纜發(fā)生短路或者出現(xiàn)其他的故障，工人都可以直接進(jìn)入地下進(jìn)行維修，而不需要向其他國家一樣挖開地面、切斷交通后再進(jìn)行處理。
日本東京。東京的雨水有兩種渠道疏通：第一，靠近河渠地域的雨水一般會(huì)通過各種建筑的排水管，以及路邊的排水口直接流入雨水蓄積排放管道，最終通過大支流排入大海；第二，其余地域的雨水，會(huì)隨著每棟建筑的排水系統(tǒng)進(jìn)入公共排雨管，再隨下水道系統(tǒng)的凈水排放管道流入公共水域。
1992年至2006年之間，日本在埼玉縣(Saitama)東部修建了一座暴雨排水系統(tǒng)——首都圈外圍排水系統(tǒng)，是世界最大規(guī)模、最先進(jìn)的地下排水系統(tǒng)，支撐著日本首都東京的安全。獲“地下神殿”之美名。目的是防止臺(tái)風(fēng)季節(jié)因?yàn)楸┯甓赡艹霈F(xiàn)的洪災(zāi)，讓日本東京地區(qū)免受水災(zāi)侵襲。據(jù)悉，該系統(tǒng)共耗資30億美元。這座排水系統(tǒng)由一連串混凝土立坑組成，每個(gè)混凝土立坑有65米高（約22層樓）、32米寬，在地下50米深處，由6.3公里長的隧道串接而成。除此之外，還有一座巨型調(diào)壓水槽：25.4米高（約八層樓）、177米長、78米寬，內(nèi)有59支混凝土支柱，總貯水量為67萬立方米，以14000匹馬力的渦輪機(jī)達(dá)到最大排水量每秒200立方米，排水標(biāo)準(zhǔn)是五至十年一遇。
除了硬件保障之外，東京下水道局從污水排放階段就開始介入管理，以保證排水管道的暢通。他們規(guī)定，一些不溶于水的洗手間垃圾不允許直接排到下水道，而要先通過垃圾分類系統(tǒng)進(jìn)行處理。此外，烹飪產(chǎn)生的油污也不允許直接導(dǎo)入下水道中，東京下水道局對此倡導(dǎo)的解決辦法是：用報(bào)紙把油污擦干凈，再把沾滿油污的報(bào)紙當(dāng)作可燃垃圾來處理。更干脆的辦法是做菜少用油。下水道局甚至配備了專門介紹健康料理的網(wǎng)頁和教室，介紹少油、健康的食譜。
此外，東京還設(shè)有降雨信息系統(tǒng)來預(yù)測和統(tǒng)計(jì)各種降雨數(shù)據(jù)，并進(jìn)行各地的排水調(diào)度。利用統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以在一些容易浸水的地區(qū)采取特殊的處理措施。比如，東京江東區(qū)南沙地區(qū)就建立了雨水調(diào)整池，其中最大的一個(gè)池一次可以最多存儲(chǔ)2.5萬立方米的雨水。
美國紐約。美國紐約的下水道位于地下9至60米的地方，總長10600公里，興建于1849年。紐約也堪稱最早建造下水道的城市之一。壯觀的地下磚結(jié)構(gòu)隧道，完善的排水設(shè)施是美國其他任何一座城市都無法相比的。由于寬闊敞亮，紐約下水道是《007》系列、《碟中諜》系列電影中的?？汀?/p>
但是紐約排水系統(tǒng)卻經(jīng)常因?yàn)槲廴舅赖膯栴}備受詬病，甚至還發(fā)生過因污水異味導(dǎo)致聯(lián)合國總部會(huì)議被迫終止的事件。隨著城市化的推進(jìn)，該市的污水問題給政府和公眾帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。美國環(huán)境保護(hù)署在1994年下發(fā)了全國性的框架文件，要求控制這種溢流現(xiàn)象的發(fā)生，內(nèi)容包括要求下水道不能輕易被瓦礫堵塞；如果發(fā)生溢流要及時(shí)警告公民等。
為緩解資源浪費(fèi)現(xiàn)狀，美國環(huán)保部門從2011年起在全國推出各種降低能耗的計(jì)劃，以提高污水處理過程的能源效率。
截止2012年，美國總共有16583家污水處理廠，每年總共要花費(fèi)大約40億美元的電力成本，占美國整個(gè)國家電力供給的1％。同時(shí)，還向大氣中排放4500萬噸以上的溫室氣體。其中，僅有19％～20％的處理廠將厭氧消化池中產(chǎn)生的能量加以回收利用。
與一般污水處理廠保守的做法不同，紐約市環(huán)保局不僅僅關(guān)注于滿足環(huán)境規(guī)范，同時(shí)也開始意識到污水處理成本和長期回報(bào)問題。環(huán)保局聲稱，在不久的將來，城市排水系統(tǒng)將化身“能源的制造者”。為此，紐約改造了14座污水處理廠。一是從污水中繁殖的藻類中提取加熱燃料丁醇（一種可以替代汽油的燃料）。同時(shí)，出售甲烷氣體，給居民家庭提供能源。二是收集排水管道污泥，制造氣體，然后用這些氣體制造清潔能源；或者將污泥加工成一種富含養(yǎng)分和有機(jī)成分的、可回收再利用的生物固體，并作為肥料和土壤改良劑用于公園、田地、草坪、高爾夫球場等地方。將紐約市居民生活污水所產(chǎn)生的大量污泥、甲烷和其他“副產(chǎn)品”轉(zhuǎn)化為可再生能源。
效果與啟示
政策管理完善。國家的政策與管理在海綿城市建設(shè)過程中相當(dāng)重要。在制度上，完善有關(guān)水污染防治法、城市節(jié)約用水管理辦法、建筑給水排水規(guī)范等，新建或改建城市建筑使之符合海綿城市的建設(shè)要求，探索建立針對海綿城市建設(shè)管理的規(guī)章制度。在試點(diǎn)城市探索雨水管理收費(fèi)制度，開展雨水管理收費(fèi)試點(diǎn)。
用水量下降。雨水回收利用大大降低了居民每天人均用水量，大大節(jié)約了水資源。大型市政建筑和商業(yè)建筑的雨水利用節(jié)省了大量的可利用水資源。最為典型的是倫敦奧林匹克公園。園內(nèi)主體建筑和林地建立了完善的雨水收集系統(tǒng)，通過回收雨水和廢水再利用等方式，這一占地225公頃的公園灌溉用水完全來自于雨水和經(jīng)過處理的中水。此外，公園還將回收的雨水和中水供給周邊居民，使周邊街區(qū)用水量較其他類似街區(qū)下降了40%。公園周邊居民的每天人均用水量也下降至105升，遠(yuǎn)低于倫敦地區(qū)的平均水平144升。
英國政府和雨水再利用管理協(xié)會(huì)調(diào)研認(rèn)為，英國利用雨水回收系統(tǒng)在提升水資源利用率方面仍有巨大的潛力。數(shù)據(jù)顯示，以當(dāng)前倫敦地區(qū)典型住房計(jì)算，在倫敦地區(qū)年均600毫米降水量情況下，每所房屋（屋頂面積100平方米）每年可回收5.4萬升雨水。英國政府預(yù)計(jì)，如果所有新建住宅都設(shè)置雨水收集裝置，未來英格蘭地區(qū)年均回收雨水量將達(dá)到2.8億立方米；如果新建商業(yè)用地也設(shè)置類似的裝置，則回收數(shù)量能夠翻倍。
防洪排澇能力提升。海綿城市應(yīng)對“雨后看海”的大城市病有一定效果。通過透水地面、下沉式綠地、蓄水池等的作用，使得降雨路面的綜合徑流系數(shù)大大降低，增強(qiáng)了防洪排澇的能力。
英國雨水利用管理協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前建立的家庭雨水收集系統(tǒng)，能夠使單一家庭應(yīng)對突發(fā)降雨能力提升至一年一遇的水平。與此同時(shí)，大型設(shè)施和社區(qū)建立適合自身規(guī)模的雨水收集系統(tǒng)后，社區(qū)應(yīng)對突發(fā)降水的能力有可能提升至30年一遇的水平。在此基礎(chǔ)上，大倫敦區(qū)周邊建立的30個(gè)左右的大型蓄水湖，其應(yīng)對能力則有可能提升至百年一遇，大倫敦區(qū)的主排水河道泰晤士河的應(yīng)對能力也會(huì)相應(yīng)大幅上升。
排水系統(tǒng)高標(biāo)準(zhǔn)改造。海綿城市對于暴雨的襲擊仍然無能為力。告別“看海”必須從硬件抓起，作別原有偏低的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，向高標(biāo)準(zhǔn)國家看齊?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面借鑒國外的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)：以生態(tài)為先的原則，因地制宜排污泄洪，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處；制定排水高標(biāo)準(zhǔn)，配備相應(yīng)排水系統(tǒng)；加大地下管道修建及養(yǎng)護(hù)工作投資力度；設(shè)立管理機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)居民有序排水；設(shè)立降雨信息系統(tǒng)，預(yù)測、統(tǒng)計(jì)各種降雨，防患于未然。同時(shí)拓寬思路，采取更經(jīng)濟(jì)環(huán)保的可持續(xù)污水處理和管理方法。
綜上，海綿城市建設(shè)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)可以通過對雨水的滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等功能，有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染；城市雨水管渠系統(tǒng)即傳統(tǒng)排水系統(tǒng)，應(yīng)與低影響發(fā)開雨水系統(tǒng)共同組織徑流雨水的收集、轉(zhuǎn)輸與排放；超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)，用來應(yīng)對超過雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水徑流，一般通過綜合選擇自然水體、多功能調(diào)蓄水體、行泄通道、調(diào)蓄池、深層隧道等自然途徑或人工設(shè)施構(gòu)建。以上三個(gè)系統(tǒng)不孤立，也沒有嚴(yán)格的界線，三者相互補(bǔ)充、相互依存，是海綿城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)元素。
（中國規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院助理工程師杜嘉丹為本文的第二作者）
責(zé) 編／馬冰瑩
Foreign Experiences in "Sponge City" Management and Development
Dong Bingzhi
Abstract: When developing sponge cities, people must put ecology first, combine natural ways and measures adopted, and under the premise of ensuring the safety of city drainage and flood control, help to make rainwater store, infiltrate and purify in the city area as much as possible, thus preserving rainwater resources and protecting ecological environment. The development of "sponge city" can not only get the city or the land to be better able in terms of flood storage, and also maximize the natural hydrological cycle, and improve water-use efficiency. World cities have all made it an important choice to use the “slow release” and “source dispersion” control as the main planning concept, and seek harmony between people and water resources.
Keywords: sponge city, rainwater management, urban construction
董秉直，同濟(jì)大學(xué)中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院教授、博導(dǎo)。研究方向?yàn)轱嬘盟幚?。主要著作有《飲用水膜深度處理技術(shù)》《動(dòng)態(tài)膜水處理新技術(shù)》等。
