中國海綿城市的定位、概念與策略
中國城鎮供水排水協會會長 章林偉
國務院辦公廳于2015年10月印發的《關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發〔2015〕75號）對海綿城市建設的定位、方法、路徑和實施效果做出明確部署，但時至今日，業內和社會上仍存在對“海綿城市”的認識有不同看法，甚至誤解。梳理和回顧文件出臺的背景，對中國式海綿城市的定位、概念、實施理念與策略進行解讀，針對部分“誤解”的代表性觀點進行分析并提出個人意見，促進海綿城市建設的系統、全域推進
引言：國務院辦公廳于2015年10月印發的《關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發〔2015〕75號），是中國海綿城市建設的綱領性文件，也是我國城市建設方式轉型、提升城市品質的重要工作內容和制度安排。但時至今日，業內和社會上仍存在對“海綿城市”的認識有不同看法，甚至誤解。筆者作為75號文件的主要起草人，有必要、也有責任對文件出臺的背景，以及中國式海綿城市的定位、實施理念與策略進行解讀，試圖統一認識。希望對當下系統、全域推進海綿城市建設也有所幫助。
一、海綿城市提出的背景
2013年習近平總書記在中央城鎮工作會議上，針對中國城鎮化過程中出現的城市病，尤其是城市水少、水臟的資源環境問題直接影響到城鎮化建設質量和居民美好生活品質，首次提出“在提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來，優先考慮利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”，之后，又在2014年考察京津冀協同發展座談會、中央財經領導小組第5次會議、2016年中央城市工作會議等場合，反復多次強調要建設海綿城市。住房城鄉建設部作為國家城鄉建設的主管部門，積極貫徹落實總書記的指示和要求，結合我國古代先人的治水經驗以及新世紀以來學習借鑒國際經驗的工程實踐，2014年住房城鄉建設部組織編制了《海綿城市建設技術指南》。2015年國務院辦公廳印發了《關于推進海綿城市建設的指導意見》（以下簡稱75號文），對今后我國新型城鎮化建設轉型過程中統籌推進海綿城市建設做出了總體部署，明確了城市人民政府是海綿城市建設的責任主體；要求住房城鄉建設部會同有關部門督促指導各地做好海綿城市建設工作，抓好海綿城市建設試點，盡快形成一批可推廣、可復制的示范項目，經驗成熟后及時總結宣傳、有序推進；中央財政引導資金支持了全國30個城市開展海綿城市建設試點，同時也帶動了各省市開展海綿城市建設工作。
二、海綿城市的定位
城市是人口高度聚集、社會經濟也高度發達的地區，是資源環境承載力矛盾最為突出的地方。改革開放以來，我國進入了城鎮化快速發展階段，城鎮化率從1979年的不到20%，發展到當今的60%左右，年均增幅接近1%。在傳統城市建設理念的影響下，城市開發建設帶來的城市下墊面過度硬化，城市的“地穿甲”割裂了山水林田湖草的生態系統，改變了原有的自然生態本底和水文特征，切斷了水的自然循環過程，破壞了城市水文徑流特征的原真性；同時，城市建設高強度開發、填湖（塘）造地、伐林減綠，忽略或任意調整豎向關系等粗放做法，在加快降水產匯流的同時，也加大了降雨徑流量和匯流峰值。
天然下墊面本身就是一個巨大的自然海綿體，對降雨具有吸納、滲透和滯蓄的“海綿”效應，從而對雨水徑流能起到一定的控制作用，得到涵養地下水、維系水生態等功效。當降雨通過下墊面的吸納、滲透、滯蓄等作用達到飽和后，會通過地表徑流自然排泄，即“滿則溢”。以中國北方城市為例，城市開發建設前，在自然地形地貌的下墊面狀況下，70%～80%的降雨可以通過自然下墊面滯滲到地下，涵養了本地的水資源和生態，只有20%～30%的雨水形成徑流外排。而城市開發建設后，由于屋面、道路、廣場等設施建設導致的下墊面硬化，70%～80%的降雨形成了地表快速徑流，僅有20%～30%的雨水能夠入滲地下，呈現了與自然相反的水文現象，不僅破壞了自然生態本底，也使自然海綿體“地穿甲”而喪失了“海綿效應”，導致所謂的“逢雨必澇、雨后即旱”；同時，也帶來了水生態惡化、水資源緊缺、水環境污染、水澇災害頻發等一系列問題。
海綿城市建設是一種現代城市發展理念。針對上述城市建設現狀，75號文開篇就明確提出“海綿城市是通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式”，同時要求“堅持生態為本、自然循環。充分發揮山水林田湖草等原始地形地貌對降雨的積存作用，充分發揮植被、土壤等自然下墊面對雨水的滲透作用，充分發揮濕地、水體等對水質的自然凈化作用，努力實現城市水體的自然循環”。建設海綿城市就是“統籌發揮自然生態功能和人工干預功能”（即灰綠結合、藍綠融合），有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展模式，有利于修復城市水生態、涵養水資源、改善水環境、加強城市排水防澇能力，提高新型城鎮化質量，促進人與自然和諧共生。這就是我國海綿城市建設的基本定位。
三、海綿城市的建設理念與方法
75號文明確提出了我國海綿城市建設的工作目標和時間表，以及關于海綿城市建設的概念與要求，“綜合采取滲、滯、蓄、凈、用、排等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%的降雨就地消納和利用。到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求”，“統籌發揮自然生態功能和人工干預功能，實施源頭減排、過程控制、系統治理，切實提高城市排水、防澇、防洪和防災減災能力”，“要將雨水年徑流總量控制率作為其剛性控制指標”，“建立區域雨水排放管理制度，明確區域排放總量，不得違規超排”，“保持雨水徑流特征在城市開發建設前后大體一致”等。
3.1 關于“滲、滯、蓄、凈、用、排”的海綿城市建設措施與方法
早在先秦時期（公元前200年）中華先賢就發明了梯田，雨水的地表徑流通過人工修建的坎壩或魚鱗池塘，歷經“滲、滯、蓄、用、排”徑流過程，既灌溉了農作物、調蓄了水資源、防止水土流失，又沒有破壞水的循環和水文規律，很好地解決了人、地、水的關系，這是世界上堪稱經典的人類雨水管理方法，也被聯合國教科文組織列入了世界文化遺產名錄。中國古人也將此“師法自然”的人與自然和諧相處的發展方式引入到了當時的都城、城邑和宅舍建設中。我們在研究中國先賢治水古法的基礎上，結合降雨地表徑流的水文特征，提出了“滲、滯、蓄、凈、用、排”的海綿城市建設措施和方法，現已成為中國式海綿城市建設的“六字箴言”。
3.2 關于“源頭減排、過程控制、系統治理”的海綿城市建設理念
海綿城市建設理念是針對當前我國城市排水只重視“末端治理”而忽略源頭減排的作用，重地上、輕地下，以及系統碎片化等普遍問題，有針對性地提出了“源頭減排、過程控制、系統治理”的理念。
（1）源頭減排。就是針對當前對城市雨水管控只顧“末端”不管“源頭”的現象提出的。末端治理不僅不利于降雨通過自然下墊面的水文屬性的作用發揮，還會由于源頭建設失控、過度硬化而加大降水產匯流，使得灰色設施投入和運維費用高企等問題。源頭減排要求最大限度地減少或切碎硬化面積，充分利用自然下墊面的滯滲作用，減少或減緩地表徑流的產生，實現涵養生態環境、積存水資源、凈化初雨污染的過程。從降雨產匯流形成的源頭，改變過去簡單的快排、直排做法，通過豎向控制、微地形設計、園林景觀等非傳統水工技術措施控制地表徑流，發揮下墊面“滲、滯、蓄、凈、用、排”的耦合效應。當場地下墊面對雨水徑流達到一定的飽和程度（即海綿吸附飽和后）或設計要求后，使其自然溢流排放至城市的市政排水系統中，以此維系和修復自然水循環，實現雨水徑流及面源污染源頭減排的控制要求，也有利于從源頭解決雨污分流、錯接混接等“鳩占鵲巢”的問題。
（2）過程控制。強調采用灰綠結合以及現代信息化在線管控（RTC）手段，通過優化綠、灰設施系統設計與運行管控，對雨水徑流匯集進行控制與調節，延緩或者降低徑流峰值，避免雨水產匯流的“齊步走”，使灰色設施系統的效能最優、最大化。利用綠色設施滲、滯、蓄對雨水產匯流的滯峰、錯峰、消峰的綜合作用，減緩雨水共排效應，使從不同區域匯集到城市排水管網中的徑流雨水不同步集中泄流，而是有先有后、參差不齊、“細水長流”地匯流到排水系統中，從而降低排水系統的收排壓力。依靠大數據、物聯網、云計算等智慧管控手段，實現灰綠耦合系統運行效能的最大化。
（3）系統治理。水的外部性很強，幾乎無所不及。當前，由于種種原因，我國城市水治理系統碎片化問題非常突出，直接影響到治理的效率和效果。強調系統治理就是要從生態系統、水系統、設施系統、管控系統等多維度去解決系統碎片化的問題。首先，要從生態系統的完整性上來考慮，避免生態系統的碎片化。水是重要的生態環境的載體，治水絕不能“就水論水”，要牢固樹立“山水林田湖草”生命共同體的思想，充分發揮山水林田湖草等自然地理下墊面對降雨徑流的積存、滲透、凈化作用。其次，要建立完整的水系統觀。水環境問題的表象在水上，但問題的根源在岸上，事是人為。應充分考慮水體的岸上岸下、上下游、左右岸水環境治理和維護的聯動效應。再之，要以水環境目標為導向，建立完整的污染治理設施系統。構建從產匯流源頭及污染物排口，到管網、處理廠（站）、受納水體 “源-網-廠-河”的完整系統；對城市雨洪管理也要構建從源頭減排設施（微排水系統）、市政排水管渠（小排水系統）到排澇除險系統（大排水系統），并與城市外洪防治系統有機銜接的完整體系。目前我國大部分城市的城市排水系統建設和管理，由于受到管理體制和財政事權限制大都呈碎片化的分割運作，管理機制上缺乏系統概念，建設和運維上缺乏系統性。第四，構建完整的“規、建、運、管”管控系統。75號文明確要求：“科學編制規劃。編制城市總體規劃、控制性詳細規劃以及道路、綠地、水等相關專項規劃時，要將雨水年徑流總量控制率作為其剛性控制指標。劃定城市藍線時，要充分考慮自然生態空間格局。建立區域雨水排放管理制度，明確區域排放總量，不得違規超排。嚴格實施規劃。將建筑與小區雨水收集利用、可滲透面積、藍線劃定與保護等海綿城市建設要求作為城市規劃許可和項目建設的前置條件，保持雨水徑流特征在城市開發建設前后大體一致。在建設工程施工圖審查、施工許可等環節，要將海綿城市相關工程措施作為重點審查內容；工程竣工驗收報告中，應當寫明海綿城市相關工程措施的落實情況，提交備案機關。”一是，要發揮規劃的頂層設計和法規的嚴肅性，將海綿城市建設要求按75號文的要求納入規劃管控；二是，建設和工程驗收等環節要嚴格落實規劃設計的要求，海綿城市建設的工法和驗收要求與傳統施工工法不同，在試點期間經常會出現施工單位仍按慣性思維和做法，導致驗收不合格，尤其是在源頭減排設施的施工做法，還是習慣性地將排水口設置在最低點，無法實現“滲、滯、蓄、凈、用、排”海綿效果；三是，要建立一套科學的、完善的運維管理制度，避免管理碎片化、責任主體不落實。俗話說“三分建、七分管”，如果管理不到位，建設再好的設施系統，也難以發揮系統效能，同時還要加強監管。
3.3 關于“年徑流總量控制率”
城市開發建設對水文循環過程的影響主要是雨水徑流。海綿城市建設的目的就是要在城市建設區域空間內保護和恢復自然的水文特征，其實質是恢復原始降雨徑流狀態，核心在于控制徑流。
年徑流總量控制率是所控制的降雨徑流量與年均降雨總量的比值，反映了降雨經過自然與人工強化設施的滲透、滯蓄、凈化等措施控制城市建設下墊面降雨徑流程度的指標，體現了一個城市對維系生態本底水文特征、以及應對大概率的中小降雨事件的控制能力。年徑流總量控制率也是將海綿城市的定性概念轉化為定量設計、考核的關鍵指標，對識別實現海綿城市建設綜合目標具有重要的指導作用。
海綿城市建設是基于對自然本底的保護與修復，因此確定徑流總量控制率時必須要掌握城市所在地的降雨自然徑流規律與特點，依此來確定。當地的自然徑流規律和特點與降雨量、下墊面狀況、土壤滲透性以及地下水位等因素有關，可通過多年降雨形成產匯流的水文統計數據推導得出。在海綿城市建設初期推廣時，住建部印發的《海綿城市建設技術指南》中給出了北京建筑大學研究團隊收集國內200多個城市降雨資料統計計算繪制的參考圖，供當時試點城市和各地在確定徑流總量控制率時參考。筆者根據水利部水文局1986年《中國水資源評價》統計數據計算的徑流總量控制率，地處流域中上游的城市可取上限值、下游城市可取下限值。
年徑流總量控制率主要是針對中小降雨事件，可依據多年降雨資料導出降雨徑流總量控制率與降雨量的對應關系，其統計計算方法可參考《海綿城市建設技術指南》或《海綿城市建設評價標準》（GB/T51345-2018）。依徑流總量控制率確定的設計降雨水深與徑流控制設施的服務范圍設計降雨徑流控制設施的規模。年徑流總量控制率指標應該通過城市規劃分解到各個排水分區或開發建設的地塊上，再依據建設性詳規具體落實到實施項目上。
需要說明的是，我國海綿城市依據年徑流總量控制率確定徑流控制設施規模與美國LID設施依據徑流污染水質控制體積（Water Quality Capture Volume，WQCV）確定徑流控制設施規模的側重點是有所不同的。美國市政基礎設施完善程度及水體環境質量要求較高，水污染控制的重點在點源污染治理基礎上逐步加強了面源污染控制，尤其是1977年頒布《清潔水法》（CWA）后，對初雨污染控制非常重視，WQCV更加側重控制初雨及徑流污染的LID設施的徑流體積控制設計。這方面我國尚有一定差距，一些基礎性研究工作也未跟上，因此，我國海綿城市還是依據自然下墊面對雨水徑流控制能力進行設計的，控制徑流污染的水質問題尚未作為主要考慮因素。
四、海綿城市“誤解”之我見
目前業內仍有一些對海綿城市的不同認識，甚至是誤解。針對這些看法，筆者也談一下個人觀點。
4.1 海綿城市的“萬能論”與“無用論”
代表性觀點：①將海綿城市的效果“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”無限擴大化；②對海綿城市治澇、治黑的作用產生質疑。
筆者認為，這些觀點都是片面的，過于極端。
（1）關于“治澇”。2010年住建部對351個城市進行了城市內澇調查，調查結果表明，由于城市排水設施不健全、標準低（基本上城市雨水排水管網建設標準在一年一遇的水平）等原因，有61%的城市出現不同程度的內澇。2012年北京7.21特大暴雨后，國務院對城市內澇問題非常重視，2013年國務院辦公廳及時出臺了《關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》（國辦發〔2013〕23號）。住建部按照國辦發〔2013〕23號文件的要求，及時組織修訂GB50014《室外排水設計規范》，提高了城市排水管網的設計標準，由過去的1年一遇，提高到3—5年一遇，同時補充了城市內澇防治要求。但一方面設施建設達標非一日之功，另一方面對社會普遍關注的城市內澇問題又不能熟視無睹。因此，在海綿城市建設中強調采取灰綠結合的方式，來解決城市排水設施短板的現狀，在當時的背景下，提出了讓百姓都能通俗易懂的“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的海綿城市建設的基本要求與實施效果，并以解決社會最為關注的“逢雨必澇”為突破口。在75號文中提出的“小雨不積水、大雨不內澇”的應對雨情是依據國家標準GB/T?28592-2012《降雨量等級》，且與GB?50014《室外排水設計規范》規定的排水管網設計標準也是相互協調的。日后的海綿城市試點的工程實踐證明，通過源頭減排設施（微排水設施）與市政排水管網（小排水設施）灰綠結合的措施，無須大量更換管道就能實現GB?50014《室外排水設計規范（2014年版）》提標的要求，解決經常性降雨發生的城市內澇問題是可行的。當前一些業內人士和媒體對國家標準規定的“大雨”量級不了解，將“小雨不積水、大雨不內澇”泛化，誤讀了其真實含義，將在極端天氣出現的城市內澇“甩鍋”海綿城市，筆者認為這不是科學的態度。在極端天氣下，尤其是又出現外洪疊加導致的城市內澇，要在避免發生重大人員傷亡和財產損失等對社會經濟造成極大危害影響的前提下，科學構建內澇與外洪防治體系，統籌微、小、大（3M）城市綜合排水系統與外洪防治系統有機銜接的蓄、滯、排、泄等工程措施，以及政府的一整套應急管理的非工程措施協同應對。為此，國務院辦公廳《關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》（國辦發〔2013〕23號）文件中提出了應對城市內澇的基本要求，并明確要求各地要加快建立健全技防、物防、人防相結合的綜合城市內澇防治體系。
（2）關于“治黑”。海綿城市并不意味著不要建污水處理廠了。海綿城市應對面源污染、尤其是初雨污染的效果是不容置疑的，對當下我國城市普遍采用的合流制排水系統溢流污染是大有幫助的，對治理城市水體黑臭的作用也是非常明顯的，這已被大量的實踐所證明。國際水污染協會（WEF）在大量調研綠色基礎設施（GI）應用效果的基礎上，在2008年發布的專題報告《綠色基礎設施應用》中，明確指出“借助綠色基礎設施，大大提高了對降雨徑流體積和水質污染的有效控制，對合流制溢流污染（CSO）控制發揮了巨大作用”。
（3）關于減緩“熱島”效應。城市熱島是由于城市建設導致的硬化（如建筑與構筑物，混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等）改變了城市下墊面的熱工屬性，它們吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而使其表面溫度明顯高于自然下墊面；同時，城市地表對太陽光的吸收率較自然地表高，能吸收更多的太陽輻射，進而使空氣得到的熱量也更多，溫度升高。城市地表含水量少，熱量更多地以顯熱形式進入空氣中，導致空氣升溫；如夏天里，草坪溫度32℃、樹冠溫度30℃的時候，水泥地面的溫度可以達到57℃，柏油馬路的溫度更高達63℃。這些高溫物體形成巨大的熱源，烘烤著周圍的大氣，形成“城市熱島”。建設“海綿城市”，最大限度地減少城市開發建設對城市下墊面及生態環境的影響，保護和恢復自然水文特征，提高城市“含水量”，增加水汽蒸騰、適度提高城市濕度，對緩解城市熱島效應是非常有利的。
4.2 海綿城市“費錢論”
代表性觀點：海綿城市建設花這么多錢值嗎？
海綿城市是針對城鎮水生態、水資源、水環境、水安全良性發展的新理念，是新時期我國城鎮化發展轉型的建設方式，滲透到城市建設的各個環節，而且所采取的技術措施已不僅僅是傳統的給排水工程措施了。海綿城市強調系統、全域統籌，藍綠融合、多專業融合的綜合實施，即“棍打一大片”，而并非就水論水的“槍扎一條線”。以源頭減排為例，由于要實現“滲、滯、蓄、凈、用、排”的要求，雨水不再采用傳統全靠管道收排的做法，而是將屋面、小區道路等硬化面的雨水匯流到周邊下凹綠地、植草溝、雨水花塘等綠地系統中，再通過綠地系統中的溢流收排設施進入管網，這樣做大大節省了管道建設量，將管道建設省下的投資用于下凹綠地的景觀建設、環境生態的改善等。這種做法有時并不涉及投資多寡，只是簡單地將傳統做法調整一下（如豎向關系等），即可實現多方面的綜合效益，可謂一舉多得。傳統做法是既要建管網，又要做綠化景觀，專業割裂使得每一筆錢都得花。現在是多措合一，既解決了雨水收排利用、雨污源分離、美化居住環境，節省投資，又提升管網排水效率，何樂而不為？現在這種做法非常受開發商和市政建設部門的歡迎，在老舊小區改造、城市環境整治、排水管網補短板等城市有機更新建設中廣為應用。
海綿城市建設的外延很廣，涉及面較大，有些地方在計算海綿城市建設投資時，出于種種原因將海綿城市建設的關聯投資也一并計入，而忽略海綿城市建設所帶來的城市品質提升、生態環境效益與設施效率提升等關聯收益，僅是從傳統意義上的、狹義的水利工程投資的技術經濟分析邏輯來計較，甚至缺乏科學性地將微、小、大排水系統投資及功能進行彼此簡單的割裂比較，可能是造成“海綿城市建設投資大”的誤導原因吧。
4.3 海綿城市“運動論”
代表性觀點：海綿城市建設試點結束后還搞嗎？
縱觀世界發達國家自20世紀80年代前后開始反思過度依賴灰色基礎設施的傳統做法所帶來的問題，逐步重視綠色基礎設施不可或缺的作用。通過各國的大量實踐證明，走灰綠結合的道路，是低碳綠色發展的明智選擇，是符合未來發展需求的。中國根據國情發展的需要，適時提出的中國式海綿城市建設，也是符合國際發展大勢的。
盡管海綿城市建設在我國還是新生事物，在中央政府的高位推動下，通過試點引路，探索符合國情的可復制、可推廣制度、經驗和做法，目的就是逐步推而廣之，而不是“花拳繡腿”擺擺樣子。相信隨著我國海綿城市建設的各項政策機制的不斷完善，相關技術措施不斷成熟，必將成為我國城鎮化建設的“標配”，助力加速我國城鎮化建設方式轉型、城市品質和人居環境的提升。
4.4 海綿城市“以綠帶灰論”
代表性觀點：過意強調海綿城市綠色設施的作用，大有“只綠不灰”就可解決一切問題。
我們都知道綠色基礎設施雖然建設運維費低，但最大問題是占用空間大、用地多、效率低；而相比之下灰色基礎設施正相反，用地少、效率高。社會經濟發展到今天，對生態環境、低碳綠色、可持續發展的期許和要求日益提升，單一靠綠色或灰色設施包打天下都是難以作為的，走灰綠結合的發展道路已成為必然選擇。如何使灰綠設施耦合銜接得“天衣無縫”，系統效率在投資建設、運維管護上最優，恰恰是海綿城市建設的作為所在。