一遇暴雨即成“汪洋澤國”，這幾乎成了全國各城市的痛。
雖然申城今年長達(dá)122天的汛期已進(jìn)入尾聲，但這期間，“6˙17”和“8˙24”兩場暴雨所制造出的“海景”，令人記憶猶新。這時(shí)的“看海”“戲水”，透著苦澀。
如果城市像海綿，澇時(shí)吸水，旱時(shí)“吐”水，那么不久的將來，“城中看海”或?qū)⒉灰姟?/p>
上海正在打造“海綿城市”。
2013年12月12日，習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上首次提出“海綿城市”概念，時(shí)隔一年多，我國海綿城市建設(shè)試點(diǎn)迅速展開。盡管不在首批試點(diǎn)城市之列，但上海目前正在國家指導(dǎo)性技術(shù)指南的基礎(chǔ)上，逐步建立自己的“海綿城市”標(biāo)準(zhǔn)。
“過去，我國在城市內(nèi)澇治理過程中，主要強(qiáng)調(diào)‘排’，但怎么能把水蓄積起來為我所用，考慮得不多。”同濟(jì)大學(xué)原常務(wù)副校長、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授、同濟(jì)大學(xué)可持續(xù)發(fā)展與新型城鎮(zhèn)化智庫特聘專家顧國維在接受記者專訪時(shí)指出，在上海地下重新鋪設(shè)排水管道“不現(xiàn)實(shí)”。用“生態(tài)海綿”來解決城市內(nèi)澇，就要盡量減少城市開發(fā)的影響，保持一定的綠地和水面，“滲、滯、蓄、凈、用、排”多策并舉，從源頭來減少徑流量的產(chǎn)生。
治內(nèi)澇不能只盯“排”
上海為何頻繁內(nèi)澇?現(xiàn)有的排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱是一個(gè)直接原因。
目前上海的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為一年一遇(即應(yīng)對每小時(shí)36毫米的降水量)，中心城區(qū)部分地區(qū)為三年一遇(每小時(shí)50毫米)。顧國維說，現(xiàn)有設(shè)施承受大雨沒有問題，但當(dāng)集中暴雨考驗(yàn)來臨，就會(huì)不堪重負(fù)，暴露出排水設(shè)施軟肋。而且，全市規(guī)劃的361個(gè)雨水排水系統(tǒng)，尚未建設(shè)完成，還有多個(gè)建成的排水系統(tǒng)低于一年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。
前幾年就有人提出，能否加粗排水管道來提高上海的排水能力的問題。顧國維認(rèn)為“沒有操作的可能”。“提高標(biāo)準(zhǔn)對于新開發(fā)地區(qū)比較簡單，已建成區(qū)大量的舊管道怎么辦?”幾乎每條路下面都埋著達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的舊管道。不包括小區(qū)內(nèi)的雨水管道，上海僅市政雨水、合流管道的總長度就接近一萬公里。此外，上海的排水管道，老的都是按雨污合流設(shè)計(jì)的，新區(qū)才按雨污分流設(shè)計(jì)。總體管道設(shè)計(jì)偏小，暴雨時(shí)容易溢流。
據(jù)了解，在發(fā)達(dá)國家，對新開發(fā)地區(qū)早有綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合的建設(shè)理論與方法。綠色基礎(chǔ)設(shè)施指雨水花園、綠色屋頂、滲透鋪裝等低影響開發(fā)設(shè)施，灰色基礎(chǔ)設(shè)施指傳統(tǒng)的排水管渠系統(tǒng)。綠色與灰色設(shè)施結(jié)合，不僅可以減少排水系統(tǒng)的投資，且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
但在顧國維看來，這并不適合上海。上海大部分城區(qū)已經(jīng)建成，且中心城區(qū)人口密度超過3萬人/平方公里，土地高度緊缺;上海的地下水埋深小、土壤滲透性差。“這些對于應(yīng)用低影響開發(fā)技術(shù)，自源頭控制徑流水量、削減徑流峰值來說，均極為不利。且目前上海地下空間已十分擁擠，幾乎沒有容納更粗管道的空間了。”
他指出，鑒于上海降雨比較集中、水面率低、土壤滲透系數(shù)低、地下水位高等特殊性，要解決內(nèi)澇，“排”不是唯一出路。而建設(shè)“海綿城市”，無疑能讓城市更加有“彈性”：在下大雨的時(shí)候，能下滲、能滯留、能蓄存、能凈化水;在沒有降雨的時(shí)候可以把水放出來，可用可排。“滲、滯、蓄、凈、用、排”也正是“海綿城市”的精髓。
“海綿城市建設(shè)可以更好地實(shí)現(xiàn)雨洪利用、排水防澇以及河流整治，而不僅局限于某一個(gè)方面。”顧國維強(qiáng)調(diào)，海綿城市建設(shè)以修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)城市水資源、改善城市水環(huán)境、提高城市水安全、復(fù)興城市水文化等為目標(biāo)，是一個(gè)系統(tǒng)工程。
建蓄水空間更迫切
城市蓄水能力急劇下降，也是內(nèi)澇的重要原因。顧國維說，隨著城市快速發(fā)展，上海原有的河湖水面經(jīng)過大規(guī)模改造，已基本失去了雨水調(diào)蓄作用。
當(dāng)水泥城市地面大量硬化，街道地面往往比綠地要低，嚴(yán)重影響了城市蓄水。而在過去，有很多綠地、農(nóng)田在一定程度吸納了很多水分。河道填埋處由于地勢低洼，往往又成為內(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)。“可以說，城市水系遭到破壞，是城市內(nèi)澇一個(gè)重要的深層次原因。”顧國維說。
這也導(dǎo)致上海一旦遇到高潮位、臺(tái)風(fēng)、暴雨交集時(shí)刻，防汛就會(huì)被“排”牽著鼻子走而非常被動(dòng)。“暴雨高潮時(shí)，雨就像落在一個(gè)盆子里，靠重力自留根本排不出去。”顧國維說，1949年以來，上海一直采用的是“圍起來打出去”的辦法——在黃浦江、蘇州河沿岸利用防汛墻的擋水作用，遇到低潮位時(shí)，可以自流進(jìn)入河道，而高潮位時(shí)，就只能用幾百個(gè)大大小小的泵站水泵將路面上流淌下來的雨水打出去。
要彌補(bǔ)這一“歷史欠賬”，要求其實(shí)很高。顧國維說，從城市內(nèi)澇治理來說，既要看城市內(nèi)部的問題，也要看所在區(qū)域，或所在流域的洪水特性、降雨特性以及河流水的特性。在上海“海綿城市”設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)把水與湖、江、地表聯(lián)動(dòng)關(guān)系合理構(gòu)建起來，合理利用現(xiàn)有的蓄水空間，并構(gòu)建起相應(yīng)的蓄水空間。
顧國維舉例說，比如上海有幾萬個(gè)以排水泵站為核心的配有雨水收集管網(wǎng)的匯水區(qū)，黃浦江、蘇州河有很多小支流，都建有水閘，當(dāng)有臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)時(shí)，可降低河水位，流出蓄水體積。將城市洪澇先排到河里，待黃浦江水位降低，再排到江里。
還有比較現(xiàn)實(shí)的操作就是，在綠地搞一些小塘，或者地下空間建蓄水池，作為一個(gè)調(diào)節(jié)排水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。將城市綠地建成下凹式的，可大量儲(chǔ)蓄雨水。城市的露天公園、運(yùn)動(dòng)場等，均可作為有效的臨時(shí)蓄水場所。此外，也可利用房頂、地下蓄水池等滯留雨水。
“若要釋放更多現(xiàn)有蓄水空間，亟需提升水質(zhì)。”顧國維同時(shí)指出。
經(jīng)過十幾年的努力，蘇州河告別了黑臭，建起的截留管將污水和一定量初期雨水送到浦東竹園，經(jīng)處理后，排入長江口;同時(shí)上海搬遷了蘇州河上的垃圾碼頭和米碼頭，整治河道成效明顯。但顧國維認(rèn)為，截留管的截留倍數(shù)還是偏小了，暴雨時(shí)，仍有污水排入蘇州河。蘇州河的水質(zhì)還達(dá)不到IV級(jí)要求，這也可能和支流排入的污染有關(guān)。
“城市中保留一定的水面，有利于調(diào)蓄雨水。但上海地區(qū)保留的水面卻不能流動(dòng)，很容易形成富營養(yǎng)化，所以我們看到的大多湖水是綠綠的。”顧國維認(rèn)為，要保持水質(zhì)就必須有循環(huán)處理系統(tǒng)，或者定期調(diào)水，這增加了處理成本。
事實(shí)上，就海綿城市的考核指標(biāo)來看，對水環(huán)境質(zhì)量的要求也非常嚴(yán)格。其中包括不得出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象;海綿城市建設(shè)區(qū)域的河湖水系不低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。“如何治理，要提出行之有效的辦法。這一任務(wù)相當(dāng)艱巨。”顧國維說。
以雨水利用增蓄排能力
如果城市充滿“彈性”，下暴雨時(shí)路面將沒有嚴(yán)重積水。其背后，是城市“蓄水”與“排水”相得益彰的自由呼吸吐納體系——也就是形象的“海綿體”。
“形成‘蓄排結(jié)合’的防治體系才是治理城市內(nèi)澇的方向。”顧國維強(qiáng)調(diào)說，通過分散式的方法消化降水，減少產(chǎn)生徑流，有助于減輕排水管網(wǎng)壓力，是治理城市內(nèi)澇的有效手段。
這就對地形的設(shè)計(jì)，尤其是豎向設(shè)計(jì)提出很高要求。具體來說，雨水是往低處流的，現(xiàn)在有些道路維修，只往上堆混凝土或?yàn)r青，以致于路面比小區(qū)地坪高，下雨時(shí)雨水往小區(qū)灌。有的道路地面下立交設(shè)置處地形過低，暴雨時(shí)徑流聚集，很容易淹沒地下道路，造成汽車淹沒，甚至人員傷亡。“現(xiàn)在地下建筑越來越多，地鐵、地下通道、地下商場、地下停車場等，若因臺(tái)風(fēng)暴雨造成淹沒，損失就很大了。”
“作為海綿城市建設(shè)的重要要求之一，不僅要讓城市如海綿一樣‘吸水’，更要將水資源儲(chǔ)備起來，以備不時(shí)之需。”顧國維還指出，雨水資源的合理利用不僅有節(jié)約水資源的意義，也是減輕城市防汛壓力的重要方式。
顧國維舉例說，德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一，制定了一系列法律法規(guī)，規(guī)定在新建小區(qū)之前，無論是工業(yè)、商業(yè)還是居民小區(qū)，均要設(shè)計(jì)雨水利用設(shè)施。德國利用公共雨水管收集雨水，簡單處理后，用于廁所沖洗和庭院澆灑。屋面雨水集蓄利用主要用于家庭、公共場所和企事業(yè)單位的澆灌、沖廁、洗衣洗車、冷卻循環(huán)等。
2005年以后，上海市政府出臺(tái)規(guī)范性文件，加快推進(jìn)節(jié)水型城市建設(shè)，鼓勵(lì)在大型建筑、一萬平方米以上的小區(qū)收集屋頂雨水進(jìn)行二次利用，可是由于種種原因，許多地方后來就放棄使用。顧國維建議，“要推廣雨水收集系統(tǒng)還需政策助力。”比如在小區(qū)開發(fā)建造時(shí)，地表徑流系數(shù)應(yīng)該和容積率一樣被強(qiáng)制性要求，政府在后期維護(hù)時(shí)給予必要的扶持，這樣城市的雨水收集工作才能被長效開展。
顧國維認(rèn)為，城市洪澇防治是一個(gè)系統(tǒng)工程，除了要重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還要重視非工程措施。“目前，上海馬路上乃至小區(qū)里都有很多攝像頭，交通、公安部門利用得很好，水務(wù)部門也可以利用。暴雨時(shí)通過這些攝像頭觀察有否積水、在降雨過程中水的流動(dòng)狀況、積水什么時(shí)間消退，并與降雨過程泵站排水等情況結(jié)合起來，不僅可以掌握是否積水的狀況，而且通過研究有利于形成數(shù)字化的控制系統(tǒng)。”
同時(shí)，解決城市內(nèi)澇，城市應(yīng)急管理要跟上，包括加強(qiáng)對暴雨和洪澇的監(jiān)測，讓預(yù)報(bào)預(yù)警及時(shí)準(zhǔn)確，才能科學(xué)調(diào)度和應(yīng)對。
他表示，目前我們從理論研究、技術(shù)措施、政策標(biāo)準(zhǔn)、金融體系和人才培養(yǎng)方面尚有不足，海綿城市建設(shè)任重而道遠(yuǎn)。“同濟(jì)大學(xué)正在準(zhǔn)備成立海綿城市研究中心和智庫，和美國、澳大利亞、德國這些在雨洪管理方面走在前列的國家的知名科研院所進(jìn)行合作，通過深入研究，建立適合我們國情、地理和經(jīng)濟(jì)、人文條件的海綿城市理論體系和技術(shù)體系。”顧國維認(rèn)為，這是一個(gè)重要的決策支持內(nèi)容，以科研為基礎(chǔ)、大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)、并且發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，提升上海的國際競爭力。
專家開講
深圳大學(xué)土木工程學(xué)院教授佘年:
莫讓“海綿城市”成為新污染釋放源
“‘海綿城市’是一個(gè)形象說法，國外直接稱之為‘低影響開發(fā)’。”深圳大學(xué)土木工程學(xué)院教授、美國環(huán)境工程師協(xié)會(huì)LID模型技術(shù)委員會(huì)主席佘年表示，對于上海這樣已經(jīng)成型的大都市，若要通過低影響開發(fā)(LID)模型來建設(shè)海綿城市，首先要明確LID對城市的作用，也就是使城市環(huán)境不斷接近于開發(fā)前的水文循環(huán)。此前，佘年曾多年供職于美國西雅圖公共事業(yè)局。他認(rèn)為，上海90%的降雨都與西雅圖類似。上海如要用LID技術(shù)來防止內(nèi)澇并控制雨洪，美國在過去二十多年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)尤其值得上海甄別借鑒。
美國環(huán)保局對低成本合流制污水溢流(CSO)控制的9條原則值得國內(nèi)城市思索：第一，下水道及雨污合流系統(tǒng)需得當(dāng)運(yùn)行并妥善維護(hù);第二，收集系統(tǒng)的蓄水能力(在線調(diào)蓄能力)要最大化;第三，審核污水預(yù)處理要求，盡量減少溢流;第四，盡量將送入污水處理廠的溢流污水最大化，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制;第五，消除旱季污水溢流;第六，去除CSO中的固體和漂浮物，即實(shí)施在線處理;第七，防止污染物進(jìn)入下水道;第八，進(jìn)行良好的公共宣傳;第九，檢測CSO的影響和控制效率。
佘年表示，控制河污溢流，優(yōu)先考慮低成本，可運(yùn)用在線儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)控制和在線處理來完成。高成本的河流污水溢流控制主要有大型調(diào)蓄池和地下深層隧道。對于上海正計(jì)劃建設(shè)的深隧，他表示，在系統(tǒng)優(yōu)化都走過一遍后，如果還無法較理想地滿足城市排放，那么就要出動(dòng)深隧這樣的大型調(diào)蓄設(shè)施。然而，芝加哥也正在建設(shè)大型調(diào)蓄池，大雨來臨時(shí)仍無法非常理想地控制雨水。“調(diào)蓄池的作用是有限的，單憑調(diào)蓄池來解決內(nèi)澇的想法還不成熟。”
佘年強(qiáng)調(diào)，低影響開發(fā)的介質(zhì)一定要規(guī)范化，這也是美國曾經(jīng)歷過的教訓(xùn)。據(jù)估算，海綿城市建設(shè)每平方公里的成本達(dá)1—1.5億元人民幣，在把大量雨水引入地下的同時(shí)，如何防止對地下水的污染，成為他目前最擔(dān)心的問題。他表示，目前大家對海綿城市有一個(gè)很錯(cuò)誤的假設(shè)——以為海綿城市可以削減面源污染。但事實(shí)上，如果操作不當(dāng)，海綿城市建成后其本身也有可能釋放污染。
有城市在“海綿城市”改造中，種植景觀綠化時(shí)所使用的肥料出現(xiàn)磷、氮超標(biāo)，并隨著雨水徑流分別滲入了地下水、排到了市政管網(wǎng)，進(jìn)入受納水體成為新的面源污染。佘年表示，氮磷污染會(huì)使水質(zhì)富營養(yǎng)化，然而目前國內(nèi)外都沒有較為理想的解決辦法。“我們到現(xiàn)在還未充分了解‘海綿城市’，莫讓它成為新的污染釋放源。”佘年說。
上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院副總工程師趙敏華:
先滲透，后排水
上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院副總工程師趙敏華認(rèn)為，上海老城區(qū)要進(jìn)行海綿城市的低影響開發(fā)(LID)改造存在難度。LID改造的核心是利用景觀空間并采取相應(yīng)措施控制暴雨徑流，減少城鎮(zhèn)面源污染，這個(gè)過程涉及千家萬戶。然而，由于舊區(qū)空間局促，現(xiàn)行方法之一是利用現(xiàn)有局部空間，采用斷接技術(shù)，將外排雨水先接入高于地面的花壇，進(jìn)行雨水滯留和凈化，再溢流外排。雨水這樣“一進(jìn)一出”的過程，就像海綿吸水又放水那樣，使老城區(qū)地下變得“處處是海綿”。
上海中心城區(qū)范圍內(nèi)的11座初期雨水調(diào)蓄設(shè)施，在初期雨水面源污染控制方面發(fā)揮了很大的作用。不過趙敏華認(rèn)為，建造之前，必須先搞清楚建調(diào)蓄設(shè)施的目的究竟是什么。他認(rèn)為，對上海來說，建設(shè)調(diào)蓄池的首要目的是排水防澇，緩解城市內(nèi)澇，而非像北方那樣，以積聚雨水為首要需求。
“但是，雨水并非排得越快越好。”趙敏華說，河道、天然河網(wǎng)應(yīng)該承擔(dān)10%以上蓄水作用。此外，農(nóng)村土地、低洼地都能有蓄水功能。然而，現(xiàn)在上海中心城區(qū)只能蓄3%不到的雨水，加之市區(qū)土地硬化，雨水容易匯流，但難以滲透到地下。“事實(shí)上，真正適用于上海的排澇方式應(yīng)該是‘先滲透，后排水’。”
然而，現(xiàn)在上海面臨著整個(gè)雨水調(diào)蓄的控制何時(shí)啟動(dòng)、如何與河道接通的重要問題。譬如今年汛期上海遭遇多場暴雨，即使是給排水專業(yè)的“牛校”同濟(jì)大學(xué)，也經(jīng)歷了校園“水漫同濟(jì)”的窘境。問題究竟出在哪里?
趙敏華為同濟(jì)大學(xué)主校區(qū)把了把“脈”。經(jīng)地形高程分析，主校區(qū)一小半校園面積都在海拔3.3米以下，而大部分綠化都高于地面。由于校園地面偏低，周圍地勢又偏高，因此，“并非同濟(jì)本身水多，而是周圍的水倒灌進(jìn)了校園，并且還排不出去”，最終導(dǎo)致了“萬人看海”的狀況。
像同濟(jì)這樣的例子還不少。趙敏華表示，上海當(dāng)前在給排水領(lǐng)域面臨著除了污水減排還要提高排水、排澇標(biāo)準(zhǔn)的壓力。但他強(qiáng)調(diào)，“減排”和“提標(biāo)”在實(shí)際操作中必須要分開進(jìn)行，要時(shí)刻牢記海綿城市的“真功夫”在地下，必須一層一層滲透下去、挖下去才切實(shí)可行。
“調(diào)蓄池是人為沉積雨水的手段，無法滲透和凈化雨水。相反，綠地卻具備了沉積、滲透、凈化三大對建設(shè)‘海綿城市’最為重要的功能。”趙敏華表示，像同濟(jì)主校區(qū)這樣易積水區(qū)域，完全可以將草坪下挖，使其低于地表。
他表示，對于短時(shí)內(nèi)“實(shí)在排不出去的水”，才需要依靠調(diào)蓄池乃至地下深層隧道。目前設(shè)想是，利用蘇州河、新涇港、淀浦河、桃浦河、走馬塘等河道及部分道路的地下空間，規(guī)劃60米深層調(diào)蓄管廊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)減排和提標(biāo)。
“城市排水工程往往牽一發(fā)而動(dòng)全身。”趙敏華表示，上海地上土地、地下空間都很緊張，因而需要建設(shè)比軌交隧道挖得更深的調(diào)蓄隧道。不過，他認(rèn)為必須將自然方法放在首位，“積水本身不是問題，積水不退才是問題。”積水在下挖綠地、透水地面中得到控制，才是上海排澇的首選出路。
