上世纪90年代,西方发达国家提出低影响开发(LowImpactDevelopment)、最佳管理
上世纪90年代,西方发达国家提出低影响开发(LowImpactDevelopment)、最佳管理措施(BestManagementPractices)等针对雨水径流在城市区域的减排与处理方法,并进行了广泛实践,产生了一定的经验教训。我国在此基础上博采众长,并结合本土实际,形成具有中国特色的水弹性城市建设概念和理念。
得益于改革开放以来我们国家的经济的快速地发展,整个社会积累下来可观的财富、科技成果,人民群众对美好生活的向往更加强烈。在2012低碳城市与区域发展科技论坛上,水弹性城市的概念被首次提出。2013年12月12日,习在中央城镇化工作会议上强调了海绵城市建设的重要性,指出:提升城市排水系统时要第一先考虑把有限的雨水留下来,第一先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的水弹性城市。这奠定了随后在全国范围内掀起的水弹性城市建设热潮基础。依托我国强有力的体制机制,海绵城市概念一经提出,就得到了国家层面一系列的政策措施、指南、标准的引导支持,同时结合各种大数据、人工智能、物联网等先进的技术的应用,海绵城市建设在我国得以大规模实践并取得了显著效果,在某些特定的程度上减轻了城市洪涝灾害,有力改善了城市生态环境,加强了水资源循环利用和保护,逐步优化了水弹性城市建设理念。
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”水弹性城市建设理念在我国获得了最为广泛和有力的贯彻和实践。在“十三五”期间,国家层面选拔了两批共30个城市作为水弹性城市建设试点。
在一系列国家政策的引导和国家水弹性城市建设试点经验的支持下,各省积极选拔并推动省级海绵试点城市进行建设,同时把水弹性城市建设专项规划作为重要项目纳入城市规划体系,或作为城市总体设计的一项重要组成部分纳入顶层设计,在城市排水、城市绿地系统等专项规划中最大限度地考虑其与低影响开发设施规划设计的衔接与融合,使得水弹性城市建设的径流与污染控制率等指标要求充足表现在地块出让、新建用地以及改造地块的设计中,为下一步“十四五”期间全域水弹性城市建设的推进奠定了坚实基础。“十三五”期间的国家海绵城市建设试点成效显著,基本实现了“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”的目标,城市环境生态得到非常明显改善,但在建设以及后期的长期运行维护过程中也逐步显现出一些有待改进的地方。
我国幅员辽阔,城市之间气候、水文条件等差异明显,国家水弹性城市试点建设过程中低影响开发设施的设计对地区间的地理、气候等差异有所考虑,但针对性好、适应能力强的低影响开发设施还有所不足。“十四五”期间全国水弹性城市示范建设为全域推进,每个城市建成区80%的面积需达到水弹性城市建设标准,因此每个城市海绵建设规划区均达几百平方公里。在规划设计建设过程中更要最大限度地考虑地方气候特点,例如北方的冻土问题,南方的台风与洪水、圩区水系水质不达标等问题,都需要在实际建设中给出合理的方案;同时,北方水资源匮乏城市应该注重考虑水资源的循环利用问题,南方丰水城市则应注重提高城市调蓄与排水能力,预防内涝、降低径流峰值等。各个示范城市均需从流域治理、区域防洪的角度,考虑当地自然地形地貌,考虑地区性的水治理、水安全、水生态等问题,上游城市的用水消耗与水利建设给下游城市水文情况带来的有利不利影响等方面考虑和统筹规划,开展深入调研,结合各自城市特色,着眼短板,立足解决硬骨头问题,在滞、蓄、渗、净、用、排各个方向均深入挖掘适合本地的低影响开发建设方法,在规划设计和建设中最大限度地考虑低影响开发设施建设地方适应性。
由于低影响开发设施的建设所用材料和建设方式以生态化为主,涉及透水砖、透水混凝土、草方格建材等,材料的硬度、强度和牢固度通常低于传统的钢筋混凝土建材,同时由于其透水性和生态化,需要的运行维护工作量较大,包括透水设施的定期高压冲洗、生物设施的定期养护等。由于运行管理人员、资金等的不到位,很多地方低影响开发设施在建成后的运行时段内出现不同程度的损毁、功能下降等问题,这个痛点在“十四五”期间系统化全域推进水弹性城市建设初期就已纳入示范城市申报的考虑中。在申报阶段,多数城市就已对海绵城市建成后设施质量的保障方法、运行维护的规章制度、运行维护的资金等作出了明确部署并形成了政策文件,以保障海绵设施建设后的长期稳定运行。“十四五”期间系统化全域推进海绵城市建设的过程中,在规划设计、资金安排、建设部署等方面也进行了有明确的目的性的安排。
“十三五”期间水弹性城市建设试点区域范围大致在几十平方公里,即城市建成区面积的20%,“十四五”期间海绵城市建设示范区域范围每个城市均达到几百平方公里,即城市建成区面积的80%,因此对海绵城市建设资金提出了更加高的要求。虽然多数城市均依托已有的城市建设项目配套了相当部分的资金,但是低影响开发建设以及配套的智慧化改造等工程依然需要相当大的额外投入,仅依靠中央财政的投入远远不足。与此同时,多数水弹性城市建设项目为公益性项目,大部分项目措施如雨水管网改造、水体修复等不产生盈利,吸引社会资本投入也颇为困难。开发合理的盈利机制以吸引社会资本投入是海绵城市建设与运行的一个重要方向,需要更加深入的研究以形成可操作、可复制、可推广的方法。
北京师范大学环境学院教授,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校环境工程博士;兼任美国环境科学杂志副主编、亚太科学中心研究顾问、中国环境科学学会污染源排放与管控专业委员会常务委员等。长期从事城市面源污染、雨洪管理,海绵城市规划设计、感知监测、排水系统模型模拟,流域面源污染控制研究等工作。主持及参与国家自然科学基金面上项目、创新群体项目和地方水弹性城市规划、监测、模拟项目等多项国家与地方项目。近五年在国际优秀期刊上发表了数十篇TOPSCI论文,相关研究成果在国际处于领先水平。
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