海綿城市工程與LID技術(shù)應(yīng)用解析

　　1 、海綿城市和LID的本義

　　從這些年來眾多國家級和世界級的項目中可以看出，保護(hù)自然及城市區(qū)域的水平衡，幾乎成了所有國家的共識。然而，盡管維持城市水循環(huán)平衡的手段存在已久，但這一原則在許多城市并沒有得到充分貫徹。主要原因在于：我們總是將經(jīng)濟(jì)發(fā)展視為城市的首要目標(biāo)，而并沒有對雨洪管理和廢水處理進(jìn)行有效管控。

　　中國大部分城市的規(guī)劃條例中都要求盡可能地截流雨水徑流，希望對這些雨水直接利用，或者補(bǔ)給地下水，以作為一種水資源供給，因為人們認(rèn)為土壤具有極強(qiáng)的儲水能力。如果雨水并沒有全部截流，那么池塘將對徑流進(jìn)行進(jìn)一步滯留，以使蒸發(fā)最大化并增加雨水下滲，從而降低徑流峰值和峰值流量（圖1）。然而，雨水收集在不同氣候條件下、不同的城市開發(fā)類型中、不同的地形和土壤環(huán)境中、不同的排水系統(tǒng)現(xiàn)狀下發(fā)揮不同的作用。

　　雖然4 000多年前在古代城市中就已經(jīng)使用上述原則中提及的技術(shù)，但在過去數(shù)十年對于同樣的原則卻出現(xiàn)了多種不同的表述。一些表述一直沿用至今，例如雨水收集（RWH）。20世紀(jì)80年代以來，德語中一直使用“Naturnahe Regenwasserbewirtschaftung”這一術(shù)語，意即基于自然原則的城市雨水管理。美國自20世紀(jì)70年代開始的最佳管理實踐（BMPs）包括非面源污染控制以及水質(zhì)水量控制和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的所有手段。涉及下滲與生態(tài)滯留設(shè)施、雨水干濕池等結(jié)構(gòu)性最佳管理實踐，與包括諸如土地利用控制等管理措施在內(nèi)的非結(jié)構(gòu)性最佳管理實踐截然不同。自20世紀(jì)90年代起，LID、綠色（雨洪）基礎(chǔ)設(shè)施（GI或GSI）、水敏感城市設(shè)計（WSUD）和可持續(xù)城市排水系統(tǒng)（SUDS）這些表述已得到廣泛使用，其中一些在澳大利亞的使用尤為突出。

　　與合流式或獨(dú)立系統(tǒng)的雨水排放方式不同，LID強(qiáng)調(diào)雨水是一種資源，而非“廢物”，其主要利用小型、廣泛、低成本的景觀化措施控制徑流和污染。與常規(guī)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施相比，LID不僅建設(shè)和維護(hù)成本更低，而且能夠為城市環(huán)境提供更高效的保護(hù)。因此，從城市/場地規(guī)劃和設(shè)計階段伊始，就必須對LID的概念和措施進(jìn)行系統(tǒng)考慮。L ID能夠帶來眾多環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益（表1）。盡管LID和海綿城市這些理念迅速進(jìn)入了政治家的視野，然而，其技術(shù)和原則仍不過是沿用已往的那些罷了。

　　2、 歷史上的海綿城市和LID

　　在早期城市文明中，尤其是半干旱地區(qū)的幼發(fā)拉底河、底格里斯河和印度河流域的城市，曾使用多種治水思路。這些思路在今天看來，完全符合L I D設(shè)計和可持續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)。如圖2所示，邁克爾·詹森證明，印度河流域的摩亨佐達(dá)羅地區(qū)（在約公元前2500年時）采用過一種非常高明的治水思路：當(dāng)時的家庭使用收集來的雨水和井中的地下水，將使用過的水通過泥管排至埋藏在街道下方的排水渠，在此過程中固體物可以在管道中得以沉降。街道水渠將混合的灰水和雨水導(dǎo)入兩口相互連通的過濾豎井，借此補(bǔ)充地下水。

　　家通常從他們的屋頂收集雨水，并將其引入中央儲水池。除了透水鋪裝外，街道也采用滯留降雨徑流的方式進(jìn)行雨水存儲。當(dāng)街道遭遇暴雨侵襲時，人們通過墊高的石塊穿行街道。印度次大陸的諸多古城都擁有設(shè)計優(yōu)良并部分相連的廟宇水存儲系統(tǒng)，這些水池可以起到充當(dāng)洪水調(diào)蓄池、下滲盆地，以及供水水庫的作用。由于宗教原因，這些水池中存儲的水通常鮮有污染。500年前金奈古城擁有約400個這樣的水池，如今只有5處存留下來。