宮永偉在北建大雨水樓樓頂進(jìn)行海綿城市研究。
8月14日，位于通州區(qū)的北京城市副中心行政辦公區(qū)附近。這里按照海綿標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了建設(shè)。
樓房雨水管道下端的水泥體,可以緩沖自上而下的雨水。
海綿改造后，一所小學(xué)內(nèi)的池塘成了雨水收集裝置。
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展，中國(guó)的城市內(nèi)澇問題日益凸顯。住建部2010年的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)62%的城市出現(xiàn)過(guò)內(nèi)澇，且頻率呈上升趨勢(shì)。城市內(nèi)澇不僅影響公眾的出行便利，更會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)物損失和人員傷亡。與此同時(shí)，在一些缺水型城市，循環(huán)利用雨水資源迫在眉睫。
海綿城市是新一代城市雨洪管理概念。習(xí)近平總書記曾強(qiáng)調(diào)，要大力建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。自2014年起，從國(guó)務(wù)院到住建部，一系列紅頭文件標(biāo)志著海綿城市建設(shè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。在降低環(huán)境影響的前提下，海綿城市建設(shè)遵循“源頭減排-過(guò)程控制-系統(tǒng)治理”的思路，既解決城市內(nèi)澇問題，也關(guān)注雨水的回收利用。
8月20日一場(chǎng)大雨過(guò)后，地勢(shì)低洼的通州區(qū)武夷大地月季園幼兒園幾乎沒有積水。
過(guò)去每逢雨季，雨水從四周的高地匯到這里，灌進(jìn)地下室，積水經(jīng)常漫過(guò)小腿。但去年年底，幼兒園和附近小區(qū)進(jìn)行了海綿改造，小雨不再積水，大雨不再內(nèi)澇，“也消除了安全隱患，”園長(zhǎng)彭延紅說(shuō)。
“所謂海綿改造，是讓城市像海綿一樣，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放出來(lái)并加以利用。”通州區(qū)海綿城市建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室負(fù)責(zé)人蔡殿卿說(shuō)，這項(xiàng)工程不僅改造了城市的基礎(chǔ)設(shè)施，也改革了政府的雨洪管理思路。
“通州是2016年成為國(guó)家級(jí)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)的。以前，這里地面硬化率高、調(diào)蓄不足、排水防澇標(biāo)準(zhǔn)低、水環(huán)境質(zhì)量差。”北京建工集團(tuán)建筑技術(shù)總工程師武艷麗說(shuō)，按照后期可在北京推廣、操作的原則，通州選了北運(yùn)河與運(yùn)潮減河圍合的“兩河片區(qū)”作試點(diǎn)，總面積19.36平方公里。
三年中，通州已有包括小區(qū)、學(xué)校、城市圖書館、河道等地點(diǎn)的45個(gè)項(xiàng)目完成了海綿化建設(shè)，46個(gè)項(xiàng)目正在施工，43個(gè)項(xiàng)目即將啟動(dòng)。截至去年底，試點(diǎn)改造區(qū)域年徑流總量控制率達(dá)到75%。也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)自然和人工強(qiáng)化的滲透、集蓄、利用、蒸發(fā)等，該區(qū)域全面控制雨水量占到了總降雨量的7成以上。
一塊“海綿”
仲夏的午后，通州區(qū)減河公園附近的紫荊雅園小區(qū)內(nèi)，陽(yáng)光透過(guò)綠葉在道路上映出斑駁的樹影，幾位老人坐在樹下納涼。作為通州最早進(jìn)行海綿城市改造的地點(diǎn)之一，紫荊雅園的不同全都隱藏在細(xì)節(jié)里，各種排水、滲透裝置把它變成了一塊“海綿”。
細(xì)看小區(qū)內(nèi)的每棟樓房，磚紅色的墻壁上裝有白色的雨水管道，可以讓屋頂和外壁的雨水流下來(lái)。管道下端出口附近，有一塊鋪著白色鵝卵石的水泥體，中間低、兩邊高。北京建工集團(tuán)的施工人員說(shuō)，這是為了緩沖自上而下的雨水。水泥體旁邊不到10厘米就是綠化帶，雨水將會(huì)順著出口流入其中。
影影綽綽的大樹下，黑色的瀝青車道也與普通小區(qū)不同，中間高、兩邊低，微微呈坡狀，路面上的雨水可以順著坡度向兩邊的綠化帶分流。人行道是用紅色的透水混凝土鋪設(shè)的，很像塑膠跑道，有明顯的顆粒感和孔隙，可以高效透水。
小區(qū)北側(cè)的居民休閑廣場(chǎng)，是老人和孩子健身、玩耍的場(chǎng)所，在去年的改造中用透水磚替代了原本的水泥路。8月14日，記者向地上倒了1/3瓶礦泉水，不到10秒，積水全部滲到了地下。
匯集了各處雨水的綠化帶同樣大有文章。比如雨水最先進(jìn)入綠地的地方被稱作“植草溝”，是一條具有景觀效果的排水溝渠，溝內(nèi)植被可以吸收、凈化雨水。未被吸收的雨水，會(huì)順著植草溝流到一些正方形的“生物滯留池”里。滯留池有一米多深，可以對(duì)雨水進(jìn)行攔截和短暫儲(chǔ)存，之后再慢慢滲入地下或蒸發(fā)。
綠化帶中心種著紫色萱草，附近的下凹程度比四周更明顯，這被稱為“雨水花園”。據(jù)武艷麗介紹，花園下方鋪設(shè)了多層凈化雨水的過(guò)濾層，過(guò)濾后的雨水最終流入園區(qū)西側(cè)的調(diào)蓄池，用于回收利用。
“我們下一步計(jì)劃是改造小區(qū)的污水處理站，將它改建為雨水調(diào)蓄池。”承建方負(fù)責(zé)人宋慧軍說(shuō)，紫荊雅園外圍的地下排水管線是雨污合流管線，建好雨水調(diào)蓄池后，雨水就能順著管線流過(guò)去，凈化后再回來(lái)灌溉綠地、沖洗道路等。
“紫荊雅園的這些裝置，比如雨水花園、透水磚等，只是海綿城市建設(shè)的部分技術(shù)手段。”北京建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院副教授宮永偉說(shuō)，工程師們?cè)O(shè)計(jì)各區(qū)域的改造方案時(shí)，會(huì)根據(jù)各小區(qū)、公園、道路、廣場(chǎng)的具體條件因地制宜。“比如有的小區(qū)綠化面積較少，我們就會(huì)設(shè)置地下蓄水池或想辦法將雨水引到小區(qū)外側(cè)的綠地進(jìn)行集中調(diào)蓄。”
在一名物業(yè)公司的負(fù)責(zé)人眼中，這些海綿裝置相當(dāng)于在一個(gè)區(qū)域內(nèi)營(yíng)造了幾十個(gè)“小環(huán)境”。暴雨襲來(lái)時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的雨水進(jìn)入地下排水管道前就被“小環(huán)境”們消化了，“就像‘鳥巢’（體育館）一樣，為什么那么多人卻不會(huì)發(fā)生踩踏事故？因?yàn)樗泻芏喑隹?，可以迅速疏散人群?rdquo;
巨大的排水壓力
“我們?yōu)槭裁匆ㄔO(shè)海綿城市呢？部分原因是它可以減輕城市地下排水管道的壓力”，宮永偉說(shuō)。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)的城市內(nèi)澇問題日益凸顯，城市排水壓力巨大，北京便是一個(gè)典型。
從排水專業(yè)的角度看，一座城市的地下管道排水能力，通常用“幾年一遇”的標(biāo)準(zhǔn)衡量。對(duì)于北京而言，一年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)意味著排水系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)降雨量小于31毫米的單場(chǎng)次降雨（按降雨時(shí)間1小時(shí)計(jì)），五年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)意味著排水系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)降雨量小于54毫米的單場(chǎng)次降雨。
據(jù)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》報(bào)道，1949年后，北京根據(jù)前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力為0.33-1年一遇。改革開放后，雖然提高到了1-3年一遇，但對(duì)一座特大型城市來(lái)說(shuō)依然偏低。“和北京比，許多國(guó)際化大都市的排水能力都更強(qiáng)，比如巴黎是5年一遇，東京是5至10年一遇，紐約是10至15年一遇。”宮永偉說(shuō)。
但設(shè)計(jì)能力偏低的排水系統(tǒng)，很難大面積改造。因?yàn)槌鞘械叵鹿芫W(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，包括排水、供熱、通信電纜等多種設(shè)施，牽一發(fā)動(dòng)全身。有媒體報(bào)道稱，即便是2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，專家提議將北京的排水系統(tǒng)提高到5年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，“但后來(lái)算了一下，總共需要上百億的資金，只能作罷”。
“當(dāng)年我們確實(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)因素，因?yàn)楦邩?biāo)準(zhǔn)的排水系統(tǒng)大部分時(shí)間用不上。”宮永偉解釋，北京屬于溫帶季風(fēng)氣候，夏季強(qiáng)降雨略多，冬季下雨很少。“所以一年365天，地下排水管道可能只有幾天是滿負(fù)荷工作。”
另一方面，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市內(nèi)的水泥路面越來(lái)越多，取代了可以天然滲透、吸收雨水的自然地表。一旦暴雨來(lái)臨，雨水只能排進(jìn)地下管道，加劇了管道的承載壓力。
近年來(lái)，每逢雨季，北京城內(nèi)立交橋下“漂小船”的新聞時(shí)有出現(xiàn)。2012年，曾有網(wǎng)友在微博上繪制出“北京積水圖”，積水點(diǎn)有四五十個(gè)，西二旗北路路口、西大望路鐵路涵洞、廣渠門橋等著名積水段耳熟能詳。
蔡殿卿在通州區(qū)的水務(wù)系統(tǒng)工作多年，很熟悉轄區(qū)內(nèi)的內(nèi)澇點(diǎn)。比如京秦鐵路與地方市政道路交匯區(qū)域都會(huì)形成下凹橋區(qū)，很容易積水。雖然近年來(lái)政府對(duì)各橋區(qū)都進(jìn)行了積水點(diǎn)治理工作，但每逢防汛預(yù)警，工作人員仍會(huì)在存在積水風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位臨時(shí)加設(shè)應(yīng)急排水設(shè)備。
2012年7月21日晚，北京遭遇了61年來(lái)最強(qiáng)暴雨，共造成79人遇難。公開資料顯示，當(dāng)晚全市大部分地區(qū)降雨量達(dá)到170-215毫米，局部地區(qū)達(dá)到541毫米。
紫荊雅園的物業(yè)公司負(fù)責(zé)人丘自然至今記得“7·21”當(dāng)晚的情景。下暴雨時(shí)，汛情緊急，連附近運(yùn)河文化廣場(chǎng)的欄桿都被淹了。他動(dòng)員物業(yè)公司的所有人員，把地下插座拔掉，抽調(diào)水泵排水。
當(dāng)時(shí)，小區(qū)地下鋪設(shè)的是雨污合流管道，會(huì)集中到附近的一個(gè)污水處理站，旁邊就是河道。如果暴雨持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，河道水位上漲超過(guò)排水口，可能造成河水倒灌，加重小區(qū)內(nèi)的汛情。“幸好凌晨一兩點(diǎn)雨就停了，不然后果不堪設(shè)想。”丘自然說(shuō)。
從學(xué)術(shù)研究到國(guó)家戰(zhàn)略
同樣是“7·21”的北京，順義區(qū)一處地勢(shì)低洼的社區(qū)內(nèi)卻是另一番情景。
當(dāng)時(shí)，北京建筑大學(xué)（原北京建筑工程學(xué)院）的城市雨水與水環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)（下稱“雨水團(tuán)隊(duì)”）正在那里現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。一名學(xué)生回憶，他們拿著采樣裝置，在社區(qū)現(xiàn)場(chǎng)接雨，當(dāng)晚9點(diǎn)多降雨強(qiáng)度達(dá)到頂峰時(shí)，雨聲大得連說(shuō)話都聽不見。
“那個(gè)社區(qū)有234公頃，除了局部的下沉庭院外，幾乎沒有建設(shè)雨水管道。”宮永偉說(shuō)，下雨時(shí)，小區(qū)道路、屋頂?shù)挠晁痪G地滲透和滯蓄了，綠地的蓄水量飽和后，雨水會(huì)順著植草溝溢流到附近的一個(gè)調(diào)蓄湖里。“‘7·21’當(dāng)天，學(xué)生發(fā)現(xiàn)小區(qū)路面幾乎沒有積水，整體排水非常有序。”
這個(gè)社區(qū)是北建大雨水團(tuán)隊(duì)的試點(diǎn)之一，試點(diǎn)項(xiàng)目為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建。“低影響開發(fā)是指在開發(fā)過(guò)程中，追求對(duì)環(huán)境影響的最小化。利用生態(tài)化措施，盡可能維持城市開發(fā)建設(shè)前后水文特征不變，有效緩解不透水面積增加等對(duì)環(huán)境造成的不利影響。”宮永偉說(shuō)，它通過(guò)綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、蓄水池等約20種“海綿設(shè)施”吸收、分散雨水，減少地表徑流量。也就是說(shuō)，下暴雨時(shí)，一定量的雨水會(huì)進(jìn)入這些“海綿”而非地下排水管道，從而減輕管道壓力。
自上世紀(jì)90年代起，北建大便開始研究雨水的綜合利用，彼時(shí)，這在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)冷門專業(yè)。近20年中，團(tuán)隊(duì)在北京、深圳、濟(jì)南、寧波等地開展了試點(diǎn)研究，效果良好。隨著城市內(nèi)澇問題日益嚴(yán)峻，雨洪管理也越來(lái)越受到重視。
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”的講話中強(qiáng)調(diào)：建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。
2014年10月，住建部發(fā)布了《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》，其主要撰寫人便是北建大的雨水團(tuán)隊(duì)。宮永偉說(shuō)，住建部到學(xué)校調(diào)研時(shí)，發(fā)現(xiàn)他們的水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)研究與示范”項(xiàng)目剛好編制了相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，海綿城市的理念與上述系統(tǒng)非常接近。
在此基礎(chǔ)上，北建大雨水團(tuán)隊(duì)將20余年的研究經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用在了通州，與北京市水科院等單位共同對(duì)通州區(qū)海綿城市的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)估等進(jìn)行了技術(shù)把控。
雨洪管理思路的轉(zhuǎn)變
2016年，身為“北京城市副中心”的通州成為第二批全國(guó)海綿城市試點(diǎn)，試點(diǎn)區(qū)域總面積19.36平方公里，范圍內(nèi)的住宅小區(qū)、公共建筑、公園綠地、市政道路、河道等要按照海綿城市理念進(jìn)行建設(shè)。
在蔡殿卿看來(lái)，建設(shè)海綿城市前，政府對(duì)積水嚴(yán)重的地區(qū)開展單打獨(dú)斗式的專項(xiàng)整治，哪里積水了，就在附近修蓄水池、調(diào)整線路，“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”。但像月季園幼兒園那樣的洼地，如果不治理周邊地區(qū)，附近高處的雨水仍會(huì)往下排。
為了解決這個(gè)問題，通州在試點(diǎn)區(qū)域設(shè)置了16個(gè)排水分區(qū)。“所謂排水分區(qū)，就是一定范圍內(nèi)的雨水最終匯集到同一個(gè)排河口，形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、封閉的區(qū)域。”蔡殿卿解釋，每個(gè)排水分區(qū)有一個(gè)總的雨洪管理任務(wù)，“比如一個(gè)排水分區(qū)內(nèi)的小區(qū)達(dá)不到控制水量要求，下游的綠地或集中式調(diào)蓄池就要多承擔(dān)控水量。”
為了讓各職能部門相互配合，2017年，通州區(qū)成立了海綿城市建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，區(qū)長(zhǎng)、副區(qū)長(zhǎng)任組長(zhǎng)、副組長(zhǎng)，區(qū)水務(wù)、規(guī)資、園林等18家機(jī)構(gòu)為成員單位。領(lǐng)導(dǎo)小組的辦公室（下稱“海綿辦”）設(shè)在了區(qū)水務(wù)局。
成立之初，海綿辦就設(shè)立了周例會(huì)制度，每周四下午所有成員單位都要在海綿辦的會(huì)議室開會(huì)。這樣的會(huì)議至今開了90多次，在蔡殿卿的記憶中，“有時(shí)會(huì)有一些爭(zhēng)論”。
2016年海綿城市試點(diǎn)工作開展之初，在對(duì)小區(qū)進(jìn)行海綿城市專項(xiàng)改造中存在著施工物料內(nèi)運(yùn)和渣土外運(yùn)時(shí)段上的矛盾，按照城市管理要求，白天市政道路不能行駛施工運(yùn)輸車輛，而小區(qū)內(nèi)部管理要求夜間不能在小區(qū)內(nèi)擾民。為此，由海綿辦通過(guò)會(huì)議協(xié)調(diào)確定了傍晚時(shí)段錯(cuò)峰集中運(yùn)輸、白天分散搬運(yùn)的解決方案，得到了各方同意。
周例會(huì)無(wú)法解決的問題，還有區(qū)政府每月一次的海綿工作調(diào)度會(huì)研究解決。
2016年，住建部要求各地結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜地編制海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃。一開始，各部門就在誰(shuí)來(lái)牽頭、怎么落實(shí)的問題上僵住了。“因?yàn)閷ｍ?xiàng)規(guī)劃的編制涉及行業(yè)管理和規(guī)劃管控落實(shí)，需要各行業(yè)主管部門和規(guī)劃主管部門共同配合發(fā)力。”蔡殿卿說(shuō)，經(jīng)區(qū)政府海綿工作調(diào)度會(huì)研究后，最終決定由區(qū)水務(wù)局牽頭，區(qū)規(guī)資分局、區(qū)住建委等成員單位作為行業(yè)主管部門配合工作?，F(xiàn)在，相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃已經(jīng)順利編制完成，取得了批復(fù)。
多方協(xié)調(diào)的改造項(xiàng)目
2016年開始建設(shè)海綿城市時(shí)，通州選了兩個(gè)居民小區(qū)、一所小學(xué)、一家公共圖書館作試點(diǎn)。“兩個(gè)小區(qū)都是那種道路、綠化條件不太好，從前積水比較嚴(yán)重的老小區(qū)。這樣可以形成前后對(duì)比，很快見到海綿城市的建設(shè)成效。”蔡殿卿說(shuō)。
不過(guò)改造過(guò)程中，一些阻礙超出了建設(shè)單位的預(yù)料。比如紫荊雅園，經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，地下管網(wǎng)的實(shí)際情況已與規(guī)劃圖紙有了很大差別。施工方把綠地挖開后才發(fā)現(xiàn)，許多燃?xì)夤艿?、供暖管道、電路管線都是后來(lái)鋪設(shè)的。
為了不影響其他管線正常運(yùn)行，項(xiàng)目組建設(shè)地下蓄水池、雨水管道時(shí)，要先聯(lián)系電力公司、燃?xì)夤镜犬a(chǎn)權(quán)單位，讓他們到現(xiàn)場(chǎng)勘查，確定合適的施工路線，各單位的協(xié)調(diào)也需要時(shí)間。加寬雨水管道時(shí)更麻煩，因?yàn)榈叵乱呀?jīng)被其他管網(wǎng)擠占得沒有空間了，項(xiàng)目組只能避開其他管線，迂回設(shè)計(jì)路線。“直線距離大約10米，我們最后建設(shè)了20米。”施工方北京建工土木工程有限公司總經(jīng)理張東升說(shuō)。
在紫荊雅園的停車場(chǎng)鋪設(shè)透水磚塊時(shí)，車輛需要臨時(shí)停放到小區(qū)外的道路上。這需要交管部門批準(zhǔn)。2017年3月，建設(shè)公司入場(chǎng)前，小區(qū)物業(yè)就為此事找到了海綿辦和通州區(qū)潞城鎮(zhèn)政府，請(qǐng)他們向交管部門出具書面溝通函。“花了將近一個(gè)月，交管部門終于批下來(lái)了”，物業(yè)公司的一名工作人員說(shuō)。
施工時(shí)，工程車、渣土車等大型車輛按規(guī)定只能夜間進(jìn)城，但不少居民反映車輛動(dòng)靜大，影響他們休息。為了盡量不擾民，施工方晚上用大車將材料拉到小區(qū)附近，再換小車把材料拉進(jìn)小區(qū)。這樣做會(huì)增加成本，也拉長(zhǎng)了施工時(shí)間。
變通與妥協(xié)下，紫荊雅園改造項(xiàng)目原定一年完工，最后卻變成了兩年。但兩年間的幾場(chǎng)暴雨，都沒在小區(qū)造成積水內(nèi)澇現(xiàn)象，海綿改造工程漸漸取得了大家的認(rèn)可。
8月16日下午，通州區(qū)芙蓉小學(xué)的菜圃里，絲瓜長(zhǎng)出了嫩葉，邊上還有三個(gè)稻草人。菜圃旁一座平房的屋面安裝了雨水管道，雨水會(huì)沿著它流進(jìn)一人半高的陶土缸，并在那里完成凈化。菜圃里澆灌絲瓜的水，便是學(xué)生們從陶土缸里放出來(lái)的。
“這其實(shí)就是一個(gè)微型的海綿裝置，展示了雨水的回收、凈化、利用。”宋慧軍說(shuō)，這是學(xué)校特意為孩子們搭建的課外動(dòng)手實(shí)踐基地，“通過(guò)這個(gè)小設(shè)施，我們希望孩子們從小就能理解海綿城市的理念。”
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