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海綿城市建設的質疑及七大爭論焦點
發布日期:2018年06月07日
近年來,我國城市內澇災害頻發,造成了慘重的人員傷亡和財產損失。2016年,在6月30日至7月6日的一周內,武漢強降雨累計580mm,突破有國家級氣象記錄以來周持續性降水量最大值。“城市看海”一時成為全國媒體的焦點,中國城市的洪澇問題,再次引起全國從上到下的密切關注。近年來,為防治城市洪澇,海綿城市得到推廣和建設,但顯現出來的問題也引來諸多質疑。

人類與雨洪協同進化

雨洪本是自然現象,雨和洪是兩個相關但又有區別的概念。單純的本地降雨(包括暴雨)是自然資源,盡管它們可能造成內澇,但一般不會在當地形成暴漲暴落的洪水,需要時可以為人類利用。洪,指流域上游暴雨引發的超量地面水,暴漲暴落且含有巨大的能量,如果沒有迅速分流,則會在下游低洼地聚集,形成洪澇,對人類生命財產造成危害。

應對雨洪是人類與自然協同進化的一部分。為了在生存與安全之間尋找平衡,早期的人們通常是選擇既靠近水源又干燥避開洪澇的地方棲居。此后,隨著人口的增加和城市的發展,人們逐漸進入有洪澇問題的地區,占據了天然情況下的行洪和蓄洪空間,從而洪澇對人類自身的威脅加劇,這是我國沿江城市洪災的主要原因。

從古到今,人類采取過不同的工程措施來應對雨洪。在青銅時代,棲居區地面采用的不透水鋪裝已經出現,如古希臘克里特島米諾斯宮而幾乎同期的中國河南偃師商代都城遺址,也已經有了完善的地下排水系統。隨著房屋密集的棲居區規模逐漸擴大,特別是工業化以后對硬化路面需求的增加,不透水地表面積連片擴展,導致地表徑流系數加大,徑流加速集中,使得城市雨洪脆弱性增高,越來越容易受到暴雨帶來問題的影響和危害。為此,在過去相當長一段時間,人們在城市里一般都采取“快排”模式,即通過與不透水地表直接相連的溝渠或下水管道系統實時地將雨水排走。但問題是這忽略了雨水作為資源的一面,而且實時排水會成為下游地區的一個洪水和污染源頭。

世紀之交前后,這種單一的城市雨洪管理模式有所改變,雨水的資源性開始得到人們的重視并在實踐中得到體現。雨水管理受到世界各國的重視:美國提出了水綜合管理 (Integrated water management, IWM),英國建立了“可持續城市排水系統 (sustainable urban drainage system,SUDS)”,澳大利亞出現了水敏型城市設計 (water sensitive urban design,WSUD)的提法。1999年,美國可持續發展委員會提出綠色基礎設施 (green infrastructure,GI)理念,即組成天然與人工化綠色空間網絡系統,通過模仿自然的進程來蓄積、延滯、滲透、蒸騰并重新利用雨水徑流,削減城市灰色基礎設施的負荷。

海綿城市能解決城市雨洪問題嗎?

城市雨洪管理與雨水資源利用的思想進入中國后,沿海地區率先開始了實踐行動。2003年,在《城市景觀之路:與市長交流》一書中,北京大學建筑與景觀設計學院院長俞孔堅、北京大學景觀設計研究院副院長李迪華提出“河流兩側的自然濕地如同海綿,調節河水之豐儉,緩解旱澇災害。”這是國內城建領域第一次出現海綿概念[9]。2014年起,建設海綿城市成為國家行動,負擔起保護水資源和防止洪澇的兩大任務。財政部、住建部、水利部聯合啟動了全國試點城市工作,住建部編制印發了《海綿城市建設技術指南(試行)》(以下簡稱《指南》),到2015年,全國有數百個城市已經行動起來。

隨著海綿城市工作的推進,一些問題逐漸顯露,特別是2016年春夏數十年不遇的大暴雨遍布南方,許多試點城市沒有經受住考驗。這使得關于海綿城市的辯論愈演愈烈:

爭論焦點1:城市海綿概念可行嗎?

正方觀點:城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[10]。

反方觀點:海綿沒有承重力,城市不可能建設在海綿體之上,只能說城市的部分用地具有類似海綿的性質,可解決部分雨洪的管理問題。

爭論焦點2:綠地可以用來調節徑流嗎?

正方觀點: 綠地系統是城市最大的海綿體,其調蓄功能不但要高于其他用地的要求,還可負擔周邊建設用地海綿城市建設的荷載要求。

反方觀點:中國城市綠地只占建成區面積的三分之一,除非十分干旱,不可能承納全城的徑流調節任務。讓其裝入過多的雨水將影響綠地主要功能的發揮,許多綠地植物的生存會受到嚴重影響乃至泡死,違背“以本地物種為主”的生態樹種選擇基本原則。

爭論焦點3:綠地能否承擔滯洪作用?

正方觀點:(北京)如果所有的綠地都能比地面低20cm,城市綠地就可以承擔起滯洪的作用,那么暴雨積水問題就能基本解決。

反方觀點:城市海綿體工程承納雨水的總量是按照“設計降雨量”給定的,一般只有三、四十毫米,遇到遠超這個標準的特大暴雨或大量的上游洪水時,不可能承擔防治洪澇的重擔。2016年動輒數百毫米暴雨在我國許多城市造成災情就是證明。

首頁12下一頁爭論焦點4:城市如何保存雨水和充實地下水?

正方觀點:按照《指南》,嚴格根據當地“設計降雨量”進行設計和施工,構造全市海綿體系,就可保證實現“徑流控制率”的指標,把雨水蓄存到海綿體(包括地下水層)。

反方觀點:雨洪調控的出發點應是以余補缺,將暴雨的多余余量保存下來,供應缺雨季節使用。而《指南》這個設計思路是在缺雨季節將雨水全部扣進地下,小河斷水,不給下游;到了雨季來臨時,海綿體已經基本飽和,那么暴雨時海綿體已失去了繼續接納雨水的能力。

爭論焦點5:海綿城市能否解決水質污染問題?

正方觀點:城市綠色海綿體(包括綠地、濕地、水體、河灘、水岸等及其附生的動植物)可以過濾和凈化水質,從而大面積而且很省錢地解決城市水污染問題。

反方觀點:水的富營養化大多可以自然解決,但是重金屬和某些人造毒性物質無法自然消解,將長期以混合態、絡合態或化合態存留在土壤中。這種土壤污染是很難處理的。最好的辦法是通過人工污水預處理防止重污染徑流進入土壤。如果因強行向土壤灌注雨水讓這些污染物進入地下水層,將造成更大的生態災難。

爭論焦點6:建設海綿城市更省錢嗎?

正方觀點:灰色基礎設施(路網、電網、排水管等)是靠人工、水泥、能源去建設、維護的,這個系統需要浪費很大的能源,而且是單一的解決問題。而綜合的生態基礎設施(水系、綠地、自行車系統、步行系統、文化遺產廊道等)整合在一起,能夠很大程度綜合而且“免費”地解決這些問題。

反方觀點:綠色海綿體解決洪澇的能力有限,城市首先還是要高標準搞好灰色基礎設施建設,然后再錦上添花地進行海綿城市建設?,F在正在推廣的城市海綿工程造價高,壽命短,而且實際上不含污水分流和處理工程,沒有經過經濟技術分析與核算,應審慎對待。

爭論焦點7:海綿概念是發展的嗎?

正方觀點:海綿概念是發展的,正從小海綿(綠色海綿體)向中海綿(下水系統)和大海綿(防洪系統)發展,逐漸完善。

反方觀點:所謂小中大海綿的說法是概念偷換。綠色海綿概念以批判灰色基礎設施開始,到返回來承認中國雨洪問題還是要以灰色基礎設施為基礎,繞了一個大圈。

綜上所述,積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。我國亞熱帶季風氣候區的夏季大暴雨,動輒超過海綿體容納量的數倍甚至十數倍。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。另外,現行的《指南》忽視經濟技術核算,沒有計算投入產出比,鑒于全國性海綿城市建設耗資巨大(初步估計僅僅小海綿建設就在6萬億元以上),推進海綿城市建設應該是一項十分慎重的工作。

生態智慧如何應對雨洪?

海綿城市能否行之有效地解決城市雨洪帶來的各種問題還需要繼續探討,未來將如何發展和推行還需要進行大量嚴謹的試驗與論證工作。但可以確定的是,我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題,比如生態智慧。

生態智慧,是人類在與自然協同進化的漫長過程中(包括雨洪管理實踐中)領悟和積累的生存與生活智慧,包括可借鑒的古人的實踐經驗甚至教訓。古人的智慧長期以來就有效地引導著人們的雨洪管理實踐,并成就了許許多多造福萬代的雨洪管理工程,它對指導今天的城市雨洪管理實踐具有極其重要的作用。在遭受了不應有的忽視后,我們應該努力研究、挖掘、繼承、深化并發展人類歷史積淀下的這些寶貴財富,為當今城市雨洪管理實踐尋找更有效的解決方案。

研究表明,在全球氣候變化背景下我國的強降雨強度及其連續時間均表現出了增加的特征,而且空間分布也發生了變化。因此,迫切需要在規劃城市雨水管渠設計重現期和內澇防治設計重現期時,考慮氣候變化背景下我國不同區域城市強降雨強度及其持續時間的變化特征,以確保城市具有足夠的排水能力,有效減少城市內澇災害的發生。

除了自然因素,城市建設中,忽視城市生態系統的整體性也是造成城市在暴雨洪澇面前異常脆弱的重要原因。在京津冀、長三角、珠三角等高速城市化地區,土地覆蓋變化速度驚人,建設用地快速擴張侵占農田、水面、林地等生態用地,不但打亂或切斷了區域(流域)自然地表徑流系統,還大量擠占分流和蓄洪空間。城市,不是一個孤立的諾亞方舟,它的防洪排澇體系必須與周邊地區統一規劃、整體性建設。反思城市內澇問題,不能僅就城市談城市,要把它放在區域(流域)尺度進行整體上思考:水從哪里來?到哪里去?否則,城市內部的排水系統升級改造再好,水也無處可排。

在科技快速發展的今天,空間信息技術已經發揮出其對城市生態系統的動態監測能力和科學分析能力。除了遙感監測,大氣、水體、陸地生態監測網絡,城市基礎設施、能源供給、交通監測網絡,在智慧城市框架下,這些城市智能監測網能匯集城市各種時空信息,更好的為城市管理、建設規劃和公眾服務提供支撐。
此外,生態智慧還體現在城市建設過程中要建立科學、穩定的管理體制。城市內澇遍地成災,與我國現行管理體制不無相關。主政地方官員如果將立竿見影的政績放在首位,枉顧城市發展自身規律,為了政績,不惜打破原有城市規劃,反復進行城市規劃修編,其結果必然破壞原來的城市結構與功能聯系,從而降低城市綠色和灰色基礎設施的生態服務功能,易形成洪患。因此,要解決洪澇問題,首先要樹立城市規劃的法律地位和權威性,任何時候不能因領導換屆隨意改變原有的城市規劃。如果決策機制不能改變,城市規劃的法律地位無法確立,就無法解決城市內澇的根本。
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