海绵城市建设中低影响开发应用效果评估思考

□文/李晓雷 张高嫄

在2013年末召开的中央城镇化工作会议上，***总书记提出要大力建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”的理念。海绵城市是指城市能如海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，旱天时将储存的排出并加以利用。海绵城市的建设途径主要分为三方面：对城市原有生态系统的保护、生态恢复及修复、低影响开发。其中低影响开发理念是美国在20 世纪90年代提出的一项应对内涝和城市面源污染的城市排水系统专项技术，是海绵城市建设中重要的基础元素。低影响开发雨水系统通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等过程，排入雨水管网，错开洪峰流量，同时减少初期雨水冲刷地面带来的污染，降低城市内涝风险。

1 源头低影响开发对海绵城市建设的支撑

1.1 低影响开发设施类型（源头）应用

为实现规划控制目标，结合具体地区的水文、地质等条件，采用源头分散的低影响开发技术和设施。目前实际项目应用较多的设施有透水铺装、绿色屋顶、生物滞留设施等。

透水铺装结构逐层为透水面、透水找平层、基层、土基，雨水能够逐层最终下渗到土基，达到减少雨水径流总量和径流污染的目的[1]。透视铺装材料包含砖、水泥混凝土，适用于区域较广、施工较方便的地区，如广场、停车场、人行道以及车流量较小的道路、机动车道[2]。根据相关研究可知，透水铺装路面对径流总量可达到最高90%的消减率[3]。

降雨时雨水大量汇集至屋面，屋面雨水是源头低影响开发控制的主要环节，绿色屋顶可以接收60%以上的雨水，在蓄存雨水、削减径流的同时，可改善空气质量，缓解城市热岛效应[4]。绿色屋顶应用在具有防水等条件的平屋顶建筑和坡度低于15°的屋顶。据有关研究表明，绿色屋顶可最高削减50%的径流总量[5]。

植草沟是指种有植被的地表沟渠，可收集、输送和排放径流雨水并具有一定净化作用，可用于衔接其他各项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统[2]。植草沟适用于建筑与小区内道路、广场、停车场等不透水面周围，城市道路及城市绿地等区域，也可作为预处理设施或代替雨水管渠。

生物滞留设施指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。其主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地以及城市道路绿化带等城市绿地内。王玉冰等[6]采用人工模拟雨水试验研究生物滞留池对降雨径流水文、水质控制效能，结果表明：生物滞留池可去除24.5%～86.7%的COD，对径流总量控制率为18.4%～20.4%。

下沉式绿地是指低于周边铺砌地面或道路在200 mm以内的绿地，利用开放空间承接和储存雨水，减缓城市排水压力，削减雨水面源污染负荷。叶水根等[7]通过研究发现，在1倍汇水面积的情况下，下凹式绿地对10 a 一遇的暴雨，径流削减率最高达到87.15%，随着重现期的增加（至50 a一遇、100 a一遇）削减率逐步减小。

各低影响开发设施均具有特点及适用范围，因此应根据明确的控制目标结合汇水地区相关特性灵活选用低影响开发设施及其组合系统。

1.2 低影响开发技术构建途径

低影响开发雨水系统构建需要统筹协调城市开发建设的各个环节。在规划中均遵循低影响开发理念，明确控制目标，落实设施建设的主要内容，低影响开发雨水系统构建途径见图1。

图1 低影响开发雨水系统构建途径

2 海绵地块建设效果评估

2.1 评价方法

2019 年 8 月 1 日起实施的 GB/T 51345—2018《海绵城市建设评价标准》对海绵城市建设的评价内容、评价方法等作出了规定，要求海绵城市的建设要保护自然生态格局，按照“源头减排、过程控制、系统治理”的理念系统谋划，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等方法实现海绵城市建设的综合目标；主要评价内容包括：年径流总量控制率及径流体积控制、源头减排项目实施有效性、路面积水控制与内涝防治、城市水环境质量、自然生态格局管控与水体生态性岸线保护、地下水埋深变化趋势、城市热岛效应缓解。

2.2 现状评估存在问题

2.2.1 建设时序

目前在海绵城市的开发建设和整改中，由于低影响开发相关工程的施工周期较长，通常需要3～5 a，不同地块的建设时序不同，不同地块、不同类型的低影响开发设施对雨水径流带来的效果及影响也不同，在进行评估时可能无法得到按照全部完工地块所达到的评估效果，因此应全域管控、避免碎片化推进，研究各地块低影响开发措施的建设时序或完善评估方法。

2.2.2 评估方法

目前常用的评价方法有现场监测及模型模拟，对于已建成地块常采用监测数据的方式，监测数据包括水质变化、溢流处理设施SS 排放浓度、地下水位变化趋势等，但监测点位获取数据信息的有效利用及质量存在较大问题。对于未建成地块常采用模型模拟的方式进行评估，而模型模拟需要大量本地参数，如果基础数据不全，建立的模型无法较好的预测实际情况，实践较为困难。

3 对于海绵城市建设管理层面的思考

1）低影响开发是海绵城市源头建设的主要手段，应合理控制开发强度，最大限度减少对城市原有水生态环境的破坏。在城市建设过程中将低影响开发理念融入至总体规划、专项规划，统筹协调各相关专业，确保达到低影响开发控制目标。

2）为获取并保留大量本地参数，进行后续模型的率定工作，地块建设效果应建立长期监测制度，验证已建成项目是否达到规划设计目标要求，对低影响开发设施的实际运行效果进行核实，如若发现问题，进行有效地处理处置。选择至少一个典型排水分区及内部1～2个典型项目或设施进行至少1 a的连续性系统监测，对于监测点的选取应该本底清楚、边界清晰。

3）应采用区域海绵效果建设评估软件对区域效果进行评估，优化方案。目前常用的模型软件包括SWMM、MIKE 21、Infoworks 等，较多研究表明结合本地参数进行模型率定与实际调查情况基本一致，但为实现模型利用的有效性，首先需要较为精准的基础数据，同时对于模型参数的调整和率定需要简化时间，提高效率。

4）加强海绵城市建设全过程管控，从早期的规划，到勘察设计、施工、建设、竣工验收，再到后期的运维管理，都需要制定标准，形成闭环管理形式。需要建立规划-建设管控制度支撑源头低影响开发，将海绵城市建设要求纳入建设工程“两证一书”等行政审批之中。

5）需探索便捷实用的工具方便管理部门使用，提供相应指导参数范围值，在地块监测数据发生变化时，及时进行参数的调节，确保达到海绵城市规划设计目标。在进行长期考核评估、规律分析的过程中，不断优化指导建设方案，进行运行调度，确保后续维护管理的顺利进行。

4 结语

低影响开发技术是建设海绵城市的重要元素，在实践海绵城市理念上发挥了重要的作用，应根据GB/T 51345—2018 进行合理地综合性地评估；另外建成后的海绵城市管理方法尤为重要，在未来需要进行不断地探索，保证城市长远发展的目标。