李新貴 劉岳威 施鳳英 黃美榮
導(dǎo)讀:人類活動離不開水,卻又受到洪澇的困擾。因此,如何對水資源進行管理就變得十分重要和緊迫。海綿城市是一種可持續(xù)發(fā)展的城市建設(shè)新模式,與傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式大不相同,在我國尚處于起步階段。結(jié)合歷史上樸素的治水經(jīng)驗,借鑒發(fā)達國家雨洪管理模式,有助于分析這一新型模式的社會意義及生態(tài)環(huán)境價值,提出破解目前特大城市環(huán)境保護難題的新途徑。
關(guān)鍵詞:海綿城市;可持續(xù)發(fā)展;水資源;環(huán)境保護
一、古代人類生產(chǎn)生活的水利設(shè)施及其啟示
從古到今,水資源都是人類生產(chǎn)生活的命脈。人類在長期與早澇災(zāi)害作斗爭的過程中,積極吸取教訓(xùn),不斷適應(yīng)和改造城市與區(qū)域的水系統(tǒng),積累了大量具有樸素生態(tài)價值的經(jīng)驗,很大程度上減緩了災(zāi)害的影響,增強了適應(yīng)各種水環(huán)境的能力。對于不同的地區(qū),人們的應(yīng)對措施也不同。具體來說,在干旱區(qū),水資源管理的核心是儲蓄水資源,主要以集水、引水、蓄水方式為主,其中,除了引水、供水網(wǎng)絡(luò)發(fā)達之外,也使用大量蓄水池來積蓄雨水,并進行合理利用;在濕潤多雨區(qū),對水資源管理的核心則是防洪澇,如采用運河、湖泊、池塘等組成的洪水管理系統(tǒng),通過使用河網(wǎng)對洪水進行分流,既減少洪水對城市內(nèi)部的影響,又可對周邊土壤進行灌溉,以利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這些有效措施,到現(xiàn)在仍對我們具有重大的啟示意義。這些生態(tài)經(jīng)驗和水利設(shè)施作為獨特的文化遺產(chǎn),對完善海綿城市理論、發(fā)展海綿城市技術(shù)、促進海綿城市實踐仍有重要借鑒意義。
水是生命之源,是人類生活不可或缺的最重要組成部分。人類活動離不開水,卻又受到洪澇的困擾。因此,如何對水資源進行管理就變得十分重要和緊迫。對城市而言,高人口密度及土地性質(zhì)的改變,水資源的承載力尤其嚴峻,如何協(xié)調(diào)解決水資源既經(jīng)常匱乏又時而產(chǎn)生內(nèi)澇這一對矛盾,從古到今一直是一個極富有挑戰(zhàn)性的課題?!昂>d城市”的提出,改變了傳統(tǒng)的市政處理城市水資源的理念,為以上難題的破解提供了新的途徑,對城市的發(fā)展將起到重大的作用。本文探討了這種新模式的深層次內(nèi)涵及其對城市發(fā)展的影響,對城市水資源管理的改革有著重大意義。
二、城市傳統(tǒng)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展困境及其緣由
(一)傳統(tǒng)水環(huán)境的承載矛盾
以江西古城贛州市為例,北宋時期設(shè)計的城市排水系統(tǒng)成就了該市千年不澇的神話,相對而言,現(xiàn)代城市水資源管理問題卻更加復(fù)雜。城市是人口聚集度高、社會經(jīng)濟高度發(fā)達的地方,也是資源環(huán)境承載力矛盾最為突出的地方。近年來我國城市化進程得到了快速發(fā)展,不僅表現(xiàn)在城市數(shù)量的增加,更顯現(xiàn)在城市規(guī)模的持續(xù)擴張。隨著城市化的進程,人類對環(huán)境的影響不斷增加,城市內(nèi)原有的自然生態(tài)基本消失,城市水環(huán)境問題變得尤其突出。
從水量上來說,一方面,城市規(guī)模不斷擴大,不少風(fēng)景秀麗的湖泊慘遭填埋,人口卻在不斷增長,地狹人稠,水資源越發(fā)緊缺;另一方面,由于城市的過度開發(fā),原有的可以吸水、納水的自然生態(tài)機理遭到破壞,取而代之的是不可滲透的地面鋪裝、灰黑色的屋頂以及渠化的河岸等,使得雨天特別是暴雨天氣產(chǎn)生大量的徑流不能通過城市地表滲透到土壤中,也不能被植物截流,阻礙了水的正常循環(huán),水文系統(tǒng)也因而遭到破壞,城市內(nèi)部基本“留不住水”,后果是導(dǎo)致了兩個不幸的極端:遇到強度較大的降雨,排水系統(tǒng)無法及時將雨水排出,城市內(nèi)部徑流增大,形成內(nèi)澇;當(dāng)降水停止,因雨水無法滲透到城市路面下,雨水最終幾乎都由排水系統(tǒng)排出,又使得城市內(nèi)部干旱。特別是城市雨洪問題,除了造成直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失,還對公眾的生命安全構(gòu)成了威脅。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料,過去三年,全國有超過360個城市遭遇過內(nèi)澇,其中60多個城市單次內(nèi)澇時間超過12小時,淹水深度超過50厘米,北京、延安、深圳等城市出現(xiàn)人員傷亡,造成生命與財產(chǎn)不可挽回的損失。
從水質(zhì)上來說,城市道路建設(shè)和交通流量的快速增加,不可避免地引起道路污染物總量的增加,集聚在道路上的污染物在降雨沖刷下直接進入城市水體,對水體產(chǎn)生嚴重威脅,并影響到水生生態(tài)系統(tǒng)。此外,雨水徑流水質(zhì)狀況還會直接影響到雨水利用途徑和成本,城市內(nèi)較差的水質(zhì)對雨水資源的回收利用產(chǎn)生負面影響。我國城市水環(huán)境污染,包括霧霾、垃圾、汽車廢氣、周邊工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)排放等引起的重金屬、抗生素和酸雨等直接間接污染。這不僅進一步加劇了我國水資源短缺的矛盾,還導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化,嚴重威脅著人類生活與健康、社會安定和經(jīng)濟發(fā)展。
(二)傳統(tǒng)水環(huán)境的困境緣由
綜上所述,可看出城市水環(huán)境困境的產(chǎn)生原因主要有:
1.城市的地表大量地被人為改造,失去了之前的生態(tài)功能。對城市內(nèi)水資源的管理基本依賴人類自己建設(shè)的功能非常有限的基礎(chǔ)設(shè)施,忽略了自然生態(tài)的自我調(diào)節(jié)作用,因而對城市的各種水問題應(yīng)對乏力。
2.傳統(tǒng)的城市排水管網(wǎng)設(shè)計以“快速排除”和“末端集中”控制為主要設(shè)計理念,并沒有確立雨水是資源,要先合理利用再排放的指導(dǎo)思想。觀念的落后使得城市規(guī)劃過程中對雨水缺乏重視,雨水的利用率非常低,大量的雨水被白白浪費并慘遭污染。因而,國家一方面需投巨資以緩解城市缺水的困難,如南水北調(diào)工程和引長江水濟京津冀,另一方面卻又飽受城市內(nèi)澇而發(fā)生的人員財產(chǎn)傷亡的困擾??梢?,不合理的城市設(shè)計對人類生活及經(jīng)濟發(fā)展都會造成極大的負面影響。
因此,在當(dāng)前的城市水環(huán)境日趨惡化的嚴峻形勢下,我們在大力提倡節(jié)約用水的同時,有必要轉(zhuǎn)換思維方式,從規(guī)劃的角度,思考更為先進的水資源管理方式。“海綿城市”則是一個很好的管理理念。
三、我國海綿城市模式的建設(shè)方案及其目標
“海綿城市”是一個具有比喻意義的名稱,國內(nèi)外學(xué)者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的強大能力。將城市比作“海綿”,是因為海綿作為一種多孔性蜂窩結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀聚氨酯高分子泡沫塑料,具有優(yōu)良的柔軟性、特有的彈性回復(fù)、很強的吸水性、持續(xù)的耐水性,具有獨特的水分特性和力學(xué)特性。這里的水分特征指的是海綿適時吸水、保水、釋水等性質(zhì),力學(xué)特征指的是海綿形狀的易壓縮、可回彈、能恢復(fù)等特性。從字義上看,“海綿城市”指的是依照此理念設(shè)計的城市像海綿一樣,在降雨時將水分吸收、凈化、儲蓄;到干旱需水時期將水釋放,并加以合理利用。
海綿城市模式的優(yōu)勢在于讓水不僅限于停留在城市內(nèi)的路面上,而是轉(zhuǎn)化為城市重要資源的一部分,以類似于自然界水循環(huán)的方式進行運動。相對于以前傳統(tǒng)的城市管理與水資源管理的模式,“海綿城市”模式明顯對水表現(xiàn)出更佳的彈性,其理念更具有可持續(xù)發(fā)展的意義。經(jīng)驗表明:在正常的氣侯條件下,典型海綿城市可以截流80%以上的雨水,可以適應(yīng)環(huán)境變化,有效應(yīng)對甚至消弱自然災(zāi)害。
海綿城市建設(shè)不是一個單純的目標,而是一個綜合的目標,即城市發(fā)展理念和建設(shè)方式轉(zhuǎn)型。作為其重要標志之一,中國海綿城市建設(shè)時間表已經(jīng)明確。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部表示,目前全國已有130多個城市制定了海綿城市建設(shè)方案。國務(wù)院部署確定的目標核心是通過海綿城市建設(shè),使70%的降雨就地消納與利用。圍繞這一目標確定的時間表是到2020年和2030年,分別有20%和80%的城市建成區(qū)達到這個要求。財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部選擇了16個城市在2015年有序推進海綿城市建設(shè)試點,擴大公共產(chǎn)品有效投資,修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)水資源,這將大大增強城市防澇能力,提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量,保障城市生態(tài)安全,促進人與自然的和諧發(fā)展。江蘇、安徽、遼寧等省要求在全省范圍全面推進海綿城市建設(shè)。通過人工和自然的結(jié)合、生態(tài)措施和工程措施的結(jié)合、地上和地下的結(jié)合,海綿城市建設(shè)將推動解決城市內(nèi)澇問題、水體黑臭問題,調(diào)節(jié)微氣候、改善水生態(tài)。
四、發(fā)達國家雨洪管理的系統(tǒng)模式及其經(jīng)驗
雖然我國在“海綿城市”理論研究和具體實踐中取得了一定成果,但是,總體上起步晚、發(fā)展相對滯后。因此,相比美國、德國、日本等發(fā)達國家的城市雨洪管理系統(tǒng)建設(shè),中國在“海綿城市”的研究及實踐方面起步相對較晚?!昂>d城市”的概念最早被澳大利亞學(xué)者用來隱喻城市對周邊鄉(xiāng)村人口的吸引效應(yīng)。2012年4月,在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中,“海綿城市”的概念在中國官方層面上首次提出;2013年12月,國家主席習(xí)近平明確提出建設(shè)“海綿城市”,此概念才被廣大民眾知曉;之后,住建部擬定了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》計劃(以下簡稱《指南》),并牽頭發(fā)布了首批16個海綿型城市建設(shè)試點。在《指南》中,提到的核心概念是“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)”,表明其更多的是借鑒美國的雨洪管理體系。
為了更好地理解“海綿城市”的理念,掌握其具體方法,本文也將美國的“低影響開發(fā)”理念簡介如下:低影響開發(fā)(LID)是指在模擬自然水文條件的基礎(chǔ)上,采用源頭控制的理念實現(xiàn)雨洪控制與利用的一種雨水管理方法。其與傳統(tǒng)的水末端集中處理理念完全不同。LID的核心是通過合理的場地開發(fā)方式,模擬自然水文條件,采取一系列綜合技術(shù)措施,從源頭上有效降低因開發(fā)導(dǎo)致的水文環(huán)境劇烈變化,減少雨水徑流對生態(tài)環(huán)境的負面影響。這些技術(shù)措施主要包括保護性設(shè)計、滲透技術(shù)、徑流調(diào)儲、徑流輸送技術(shù)、過濾技術(shù)、低影響景觀等六個方面。
德國、美國、日本、瑞士、新加坡等是較早開展雨水資源綜合管理與利用的國家,且經(jīng)過幾十年的發(fā)展,取得了較為豐富的實踐經(jīng)驗。目前他們在雨水資源利用管理方面已制定了較為全面系統(tǒng)的法律法規(guī),充分利用經(jīng)濟、技術(shù)和管理手段,成功開發(fā)了多種雨水利用技術(shù),形成了較完善的雨水資源利用管理框架和技術(shù)支撐體系。如德國柏林市,通過補貼措施鼓勵市民建設(shè)綠化屋頂,期望至少留住60%的降雨。
在我國,當(dāng)今注意點主要放在技術(shù)領(lǐng)域,對其他方面的研究力度尚不足,《指南》本身也是一個技術(shù)性指南。相比較,國外的研究則從社會、土地、經(jīng)濟、技術(shù)和管理等5個因素上展開,涉及到許多方面??梢?,我國對雨水管理的研究才剛剛起步,應(yīng)在研究深度與廣度等方面向發(fā)達國家學(xué)習(xí)取經(jīng)。
五、我國海綿城市建設(shè)的多管齊下及其策略
總體來說,“海綿城市”是對傳統(tǒng)水資源管理理念的顛覆,是更為科學(xué)的水資源管理模式。由于人類在城市內(nèi)對地表的過度改造,城市的生態(tài)環(huán)境與自然生態(tài)環(huán)境已經(jīng)割裂。“海綿城市”的偉大之處就在于恢復(fù)城市與自然的密切聯(lián)系。為此,我們應(yīng)把城市看作為自然的一部分,在城市內(nèi)部用接近自然的水循環(huán)模式科學(xué)地管理水資源。為此,就必須對傳統(tǒng)的模式進行改變。改變的方向有兩個,其一是對傳統(tǒng)城市地表進行改造,使之匹配自然水循環(huán)的過程;其二是在城市內(nèi)和周邊引入更多的自然生態(tài)元素,保證水在城市中得到涵養(yǎng)。二者“灰綠結(jié)合”,互為補充,共同構(gòu)成海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵要素。
“海綿城市”的建設(shè)牽涉到許多方面,如規(guī)劃、排水、道路、園林、交通等,因而在進行建設(shè)的過程中,不僅需要各個部門之間相互合作明確分工,調(diào)控手段多管齊下,也應(yīng)調(diào)動起全社會的積極性,實現(xiàn)公眾參與,共同投入到新型可持續(xù)發(fā)展城市建設(shè)中去。因此,除了以上所說的水資源管理模式,還應(yīng)在其他方面減少水資源的污染,這一任務(wù)也應(yīng)落實到個人、城市、國家方方面面的層次上。對市民而言,應(yīng)大力提倡低碳出行——中遠距離盡量使用公交、中等距離騎自行車、近距離步行,這既能環(huán)保,又能強身健體。對城市而言,尤其是中國的一線城市北上深廣,不僅要更加嚴厲地限制汽車的總量,堅決淘汰不達標的老舊車和高污染高排污企業(yè),更要大膽嘗試通過財政補貼措施鼓勵有條件的市民少用私家車。比如,對有車族,不僅應(yīng)開征擁堵稅,還可適時征收私車環(huán)境污染稅;相應(yīng)地,無車族可給予環(huán)境保護補貼,或所得稅減免。對國家而言,應(yīng)加強開發(fā)使用更清潔的油和煤。這樣多管齊下,就可有效減輕城市水環(huán)境污染,破解特大型城市所面臨的霧霾籠罩、汽車廢氣嗆人、污水四溢、鼠蚊猖獗的窘境,使得城市水的質(zhì)與量都得到保障。這樣,北京上海天津等大城市在較短的時間內(nèi)可變成水清、地綠、天藍、空氣清新的新型城市,為全國作出表率。
相對于國外,國內(nèi)的“海綿城市”建設(shè)才剛剛起步,大量的研究工作仍接近空白,實踐過程中必定會出現(xiàn)很多問題,進一步對“海綿城市”進行探索研究勢在必行。
從長期來看,“海綿城市”能解決城市的許多固有弊病,是未來城市建設(shè)的必然趨勢,前景誘人。但是,相對于過去的簡單粗放式,這一理念具有全新性、復(fù)雜性和長期性,建設(shè)“海綿城市”可謂任重道遠。另外,建設(shè)“海綿城市”的關(guān)注點主要在水資源的管理,因而其建設(shè)成功并不是終點,終極目標是實現(xiàn)城市與自然相協(xié)調(diào)、人與自然的和諧相處,這又將是一個艱辛漫長而有充滿希望的旅程。在此,讓我們以一首七律來憧憬與贊美我們夢境般的海綿城市:
巧設(shè)城池似海綿,長留碧水在人間。
繁花織錦清街道,高樹凌空凈昊天。
暴雨每成甘露蓄,綠茵總把徑流牽。
匹夫有責(zé)護環(huán)境,旱澇無憂享自然。
責(zé)任編輯:張煒