同濟大學(xué)原常務(wù)副校長(cháng)、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授顧國維：
一遇暴雨即成“汪洋澤國”，這幾乎成了全國各城市的痛。
雖然申城今年長(cháng)達122天的汛期已進(jìn)入尾聲，但這期間，“6.17”和“8.24”兩場(chǎng)暴雨所制造出的“海景”，令人記憶猶新。這時(shí)的“看海”“戲水”，透著(zhù)苦澀。
如果城市像海綿，澇時(shí)吸水，旱時(shí)“吐”水，那么不久的將來(lái)，“城中看海”或將不見(jiàn)。
上海正在打造“海綿城市”。
2013年12月12日，習近平總書(shū)記在中央城鎮化工作會(huì )議上首次提出“海綿城市”概念，時(shí)隔一年多，我國海綿城市建設試點(diǎn)迅速展開(kāi)。盡管不在首批試點(diǎn)城市之列，但上海目前正在國家指導性技術(shù)指南的基礎上，逐步建立自己的“海綿城市”標準。
“過(guò)去，我國在城市內澇治理過(guò)程中，主要強調‘排’，但怎么能把水蓄積起來(lái)為我所用，考慮得不多。”同濟大學(xué)原常務(wù)副校長(cháng)、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授、同濟大學(xué)可持續發(fā)展與新型城鎮化智庫特聘專(zhuān)家顧國維在接受記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)指出，在上海地下重新鋪設排水管道“不現實(shí)”。用“生態(tài)海綿”來(lái)解決城市內澇，就要盡量減少城市開(kāi)發(fā)的影響，保持一定的綠地和水面，“滲、滯、蓄、凈、用、排”多策并舉，從源頭來(lái)減少徑流量的產(chǎn)生。
治內澇不能只盯“排”
上海為何頻繁內澇？現有的排水防澇基礎設施比較薄弱是一個(gè)直接原因。
目前上海的排水系統設計標準為一年一遇（即應對每小時(shí)36毫米的降水量），中心城區部分地區為三年一遇（每小時(shí)50毫米）。顧國維說(shuō)，現有設施承受大雨沒(méi)有問(wèn)題，但當集中暴雨考驗來(lái)臨，就會(huì )不堪重負，暴露出排水設施軟肋。而且，全市規劃的361個(gè)雨水排水系統，尚未建設完成，還有多個(gè)建成的排水系統低于一年一遇的標準。
前幾年就有人提出，能否加粗排水管道來(lái)提高上海的排水能力的問(wèn)題。顧國維認為“沒(méi)有操作的可能”。“提高標準對于新開(kāi)發(fā)地區比較簡(jiǎn)單，已建成區大量的舊管道怎么辦？”幾乎每條路下面都埋著(zhù)達不到標準的舊管道。不包括小區內的雨水管道，上海僅市政雨水、合流管道的總長(cháng)度就接近一萬(wàn)公里。此外，上海的排水管道，老的都是按雨污合流設計的，新區才按雨污分流設計?？傮w管道設計偏小，暴雨時(shí)容易溢流。
據了解，在發(fā)達國家，對新開(kāi)發(fā)地區早有綠色基礎設施與灰色基礎設施相結合的建設理論與方法。綠色基礎設施指雨水花園、綠色屋頂、滲透鋪裝等低影響開(kāi)發(fā)設施，灰色基礎設施指傳統的排水管渠系統。綠色與灰色設施結合，不僅可以減少排水系統的投資，且有利于保護生態(tài)環(huán)境。
但在顧國維看來(lái)，這并不適合上海。上海大部分城區已經(jīng)建成，且中心城區人口密度超過(guò)3萬(wàn)人/平方公里，土地高度緊缺；上海的地下水埋深小、土壤滲透性差。“這些對于應用低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)，自源頭控制徑流水量、削減徑流峰值來(lái)說(shuō)，均極為不利。且目前上海地下空間已十分擁擠，幾乎沒(méi)有容納更粗管道的空間了。”
他指出，鑒于上海降雨比較集中、水面率低、土壤滲透系數低、地下水位高等特殊性，要解決內澇，“排”不是唯一出路。而建設“海綿城市”，無(wú)疑能讓城市更加有“彈性”：在下大雨的時(shí)候，能下滲、能滯留、能蓄存、能凈化水；在沒(méi)有降雨的時(shí)候可以把水放出來(lái)，可用可排。“滲、滯、蓄、凈、用、排”也正是“海綿城市”的精髓。
“海綿城市建設可以更好地實(shí)現雨洪利用、排水防澇以及河流整治，而不僅局限于某一個(gè)方面。”顧國維強調，海綿城市建設以修復城市水生態(tài)、涵養城市水資源、改善城市水環(huán)境、提高城市水安全、復興城市水文化等為目標，是一個(gè)系統工程。
建蓄水空間更迫切
城市蓄水能力急劇下降，也是內澇的重要原因。顧國維說(shuō)，隨著(zhù)城市快速發(fā)展，上海原有的河湖水面經(jīng)過(guò)大規模改造，已基本失去了雨水調蓄作用。
當水泥城市地面大量硬化，街道地面往往比綠地要低，嚴重影響了城市蓄水。而在過(guò)去，有很多綠地、農田在一定程度吸納了很多水分。河道填埋處由于地勢低洼，往往又成為內澇的重災區。“可以說(shuō)，城市水系遭到破壞，是城市內澇一個(gè)重要的深層次原因。”顧國維說(shuō)。
這也導致上海一旦遇到高潮位、臺風(fēng)、暴雨交集時(shí)刻，防汛就會(huì )被“排”牽著(zhù)鼻子走而非常被動(dòng)。“暴雨高潮時(shí)，雨就像落在一個(gè)盆子里，靠重力自留根本排不出去。”顧國維說(shuō)，1949年以來(lái)，上海一直采用的是“圍起來(lái)打出去”的辦法——在黃浦江、蘇州河沿岸利用防汛墻的擋水作用，遇到低潮位時(shí)，可以自流進(jìn)入河道，而高潮位時(shí)，就只能用幾百個(gè)大大小小的泵站水泵將路面上流淌下來(lái)的雨水打出去。
要彌補這一“歷史欠賬”，要求其實(shí)很高。顧國維說(shuō)，從城市內澇治理來(lái)說(shuō)，既要看城市內部的問(wèn)題，也要看所在區域，或所在流域的洪水特性、降雨特性以及河流水的特性。在上海“海綿城市”設計中，應當把水與湖、江、地表聯(lián)動(dòng)關(guān)系合理構建起來(lái)，合理利用現有的蓄水空間，并構建起相應的蓄水空間。
顧國維舉例說(shuō)，比如上海有幾萬(wàn)個(gè)以排水泵站為核心的配有雨水收集管網(wǎng)的匯水區，黃浦江、蘇州河有很多小支流，都建有水閘，當有臺風(fēng)預報時(shí)，可降低河水位，流出蓄水體積。將城市洪澇先排到河里，待黃浦江水位降低，再排到江里。
還有比較現實(shí)的操作就是，在綠地搞一些小塘，或者地下空間建蓄水池，作為一個(gè)調節排水系統的調節。將城市綠地建成下凹式的，可大量?jì)π钣晁?。城市的露天公園、運動(dòng)場(chǎng)等，均可作為有效的臨時(shí)蓄水場(chǎng)所。此外，也可利用房頂、地下蓄水池等滯留雨水。
“若要釋放更多現有蓄水空間，亟需提升水質(zhì)。”顧國維同時(shí)指出。
經(jīng)過(guò)十幾年的努力，蘇州河告別了黑臭，建起的截留管將污水和一定量初期雨水送到浦東竹園，經(jīng)處理后，排入長(cháng)江口；同時(shí)上海搬遷了蘇州河上的垃圾碼頭和米碼頭，整治河道成效明顯。但顧國維認為，截留管的截留倍數還是偏小了，暴雨時(shí)，仍有污水排入蘇州河。蘇州河的水質(zhì)還達不到IV級要求，這也可能和支流排入的污染有關(guān)。
“城市中保留一定的水面，有利于調蓄雨水。但上海地區保留的水面卻不能流動(dòng)，很容易形成富營(yíng)養化，所以我們看到的大多湖水是綠綠的。”顧國維認為，要保持水質(zhì)就必須有循環(huán)處理系統，或者定期調水，這增加了處理成本。
事實(shí)上，就海綿城市的考核指標來(lái)看，對水環(huán)境質(zhì)量的要求也非常嚴格。其中包括不得出現黑臭現象；海綿城市建設區域的河湖水系不低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅳ類(lèi)標準。“如何治理，要提出行之有效的辦法。這一任務(wù)相當艱巨。”顧國維說(shuō)。
以雨水利用增蓄排能力
如果城市充滿(mǎn)“彈性”，下暴雨時(shí)路面將沒(méi)有嚴重積水。其背后，是城市“蓄水”與“排水”相得益彰的自由呼吸吐納體系——也就是形象的“海綿體”。
“形成‘蓄排結合’的防治體系才是治理城市內澇的方向。”顧國維強調說(shuō)，通過(guò)分散式的方法消化降水，減少產(chǎn)生徑流，有助于減輕排水管網(wǎng)壓力，是治理城市內澇的有效手段。
這就對地形的設計，尤其是豎向設計提出很高要求。具體來(lái)說(shuō)，雨水是往低處流的，現在有些道路維修，只往上堆混凝土或瀝青，以致于路面比小區地坪高，下雨時(shí)雨水往小區灌。有的道路地面下立交設置處地形過(guò)低，暴雨時(shí)徑流聚集，很容易淹沒(méi)地下道路，造成汽車(chē)淹沒(méi)，甚至人員傷亡。“現在地下建筑越來(lái)越多，地鐵、地下通道、地下商場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)等，若因臺風(fēng)暴雨造成淹沒(méi)，損失就很大了。”
“作為海綿城市建設的重要要求之一，不僅要讓城市如海綿一樣‘吸水’，更要將水資源儲備起來(lái)，以備不時(shí)之需。”顧國維還指出，雨水資源的合理利用不僅有節約水資源的意義，也是減輕城市防汛壓力的重要方式。
顧國維舉例說(shuō)，德國是歐洲開(kāi)展雨水利用工程最好的國家之一，制定了一系列法律法規，規定在新建小區之前，無(wú)論是工業(yè)、商業(yè)還是居民小區，均要設計雨水利用設施。德國利用公共雨水管收集雨水，簡(jiǎn)單處理后，用于廁所沖洗和庭院澆灑。屋面雨水集蓄利用主要用于家庭、公共場(chǎng)所和企事業(yè)單位的澆灌、沖廁、洗衣洗車(chē)、冷卻循環(huán)等。
2005年以后，上海市政府出臺規范性文件，加快推進(jìn)節水型城市建設，鼓勵在大型建筑、一萬(wàn)平方米以上的小區收集屋頂雨水進(jìn)行二次利用，可是由于種種原因，許多地方后來(lái)就放棄使用。顧國維建議，“要推廣雨水收集系統還需政策助力。”比如在小區開(kāi)發(fā)建造時(shí)，地表徑流系數應該和容積率一樣被強制性要求，政府在后期維護時(shí)給予必要的扶持，這樣城市的雨水收集工作才能被長(cháng)效開(kāi)展。
顧國維認為，城市洪澇防治是一個(gè)系統工程，除了要重視基礎設施建設，還要重視非工程措施。“目前，上海馬路上乃至小區里都有很多攝像頭，交通、公安部門(mén)利用得很好，水務(wù)部門(mén)也可以利用。暴雨時(shí)通過(guò)這些攝像頭觀(guān)察有否積水、在降雨過(guò)程中水的流動(dòng)狀況、積水什么時(shí)間消退，并與降雨過(guò)程泵站排水等情況結合起來(lái)，不僅可以掌握是否積水的狀況，而且通過(guò)研究有利于形成數字化的控制系統。”
同時(shí)，解決城市內澇，城市應急管理要跟上，包括加強對暴雨和洪澇的監測，讓預報預警及時(shí)準確，才能科學(xué)調度和應對。
他表示，目前我們從理論研究、技術(shù)措施、政策標準、金融體系和人才培養方面尚有不足，海綿城市建設任重而道遠。“同濟大學(xué)正在準備成立海綿城市研究中心和智庫，和美國、澳大利亞、德國這些在雨洪管理方面走在前列的國家的知名科研院所進(jìn)行合作，通過(guò)深入研究，建立適合我們國情、地理和經(jīng)濟、人文條件的海綿城市理論體系和技術(shù)體系。”顧國維認為，這是一個(gè)重要的決策支持內容，以科研為基礎、大力推進(jìn)海綿城市建設、并且發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，提升上海的國際競爭力。
專(zhuān)家開(kāi)講
深圳大學(xué)土木工程學(xué)院教授佘年：
莫讓“海綿城市”成為新污染釋放源
“‘海綿城市’是一個(gè)形象說(shuō)法，國外直接稱(chēng)之為‘低影響開(kāi)發(fā)’。”深圳大學(xué)土木工程學(xué)院教授、美國環(huán)境工程師協(xié)會(huì )LID模型技術(shù)委員會(huì )主席佘年表示，對于上海這樣已經(jīng)成型的大都市，若要通過(guò)低影響開(kāi)發(fā)（LID）模型來(lái)建設海綿城市，首先要明確LID對城市的作用，也就是使城市環(huán)境不斷接近于開(kāi)發(fā)前的水文循環(huán)。此前，佘年曾多年供職于美國西雅圖公共事業(yè)局。他認為，上海90%的降雨都與西雅圖類(lèi)似。上海如要用LID技術(shù)來(lái)防止內澇并控制雨洪，美國在過(guò)去二十多年的經(jīng)驗教訓尤其值得上海甄別借鑒。
美國環(huán)保局對低成本合流制污水溢流（CSO）控制的9條原則值得國內城市思索：第一，下水道及雨污合流系統需得當運行并妥善維護；第二，收集系統的蓄水能力（在線(xiàn)調蓄能力）要最大化；第三，審核污水預處理要求，盡量減少溢流；第四，盡量將送入污水處理廠(chǎng)的溢流污水最大化，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；第五，消除旱季污水溢流；第六，去除CSO中的固體和漂浮物，即實(shí)施在線(xiàn)處理；第七，防止污染物進(jìn)入下水道；第八，進(jìn)行良好的公共宣傳；第九，檢測CSO的影響和控制效率。
佘年表示，控制河污溢流，優(yōu)先考慮低成本，可運用在線(xiàn)儲存、實(shí)時(shí)控制和在線(xiàn)處理來(lái)完成。高成本的河流污水溢流控制主要有大型調蓄池和地下深層隧道。對于上海正計劃建設的深隧，他表示，在系統優(yōu)化都走過(guò)一遍后，如果還無(wú)法較理想地滿(mǎn)足城市排放，那么就要出動(dòng)深隧這樣的大型調蓄設施。然而，芝加哥也正在建設大型調蓄池，大雨來(lái)臨時(shí)仍無(wú)法非常理想地控制雨水。“調蓄池的作用是有限的，單憑調蓄池來(lái)解決內澇的想法還不成熟。”
佘年強調，低影響開(kāi)發(fā)的介質(zhì)一定要規范化，這也是美國曾經(jīng)歷過(guò)的教訓。據估算，海綿城市建設每平方公里的成本達1—1.5億元人民幣，在把大量雨水引入地下的同時(shí)，如何防止對地下水的污染，成為他目前最擔心的問(wèn)題。他表示，目前大家對海綿城市有一個(gè)很錯誤的假設——以為海綿城市可以削減面源污染。但事實(shí)上，如果操作不當，海綿城市建成后其本身也有可能釋放污染。
有城市在“海綿城市”改造中，種植景觀(guān)綠化時(shí)所使用的肥料出現磷、氮超標，并隨著(zhù)雨水徑流分別滲入了地下水、排到了市政管網(wǎng)，進(jìn)入受納水體成為新的面源污染。佘年表示，氮磷污染會(huì )使水質(zhì)富營(yíng)養化，然而目前國內外都沒(méi)有較為理想的解決辦法。“我們到現在還未充分了解‘海綿城市’，莫讓它成為新的污染釋放源。”佘年說(shuō)。
上海市水務(wù)規劃設計研究院副總工程師趙敏華：
先滲透，后排水
上海市水務(wù)規劃設計研究院副總工程師趙敏華認為，上海老城區要進(jìn)行海綿城市的低影響開(kāi)發(fā)（LID）改造存在難度。LID改造的核心是利用景觀(guān)空間并采取相應措施控制暴雨徑流，減少城鎮面源污染，這個(gè)過(guò)程涉及千家萬(wàn)戶(hù)。然而，由于舊區空間局促，現行方法之一是利用現有局部空間，采用斷接技術(shù)，將外排雨水先接入高于地面的花壇，進(jìn)行雨水滯留和凈化，再溢流外排。雨水這樣“一進(jìn)一出”的過(guò)程，就像海綿吸水又放水那樣，使老城區地下變得“處處是海綿”。
上海中心城區范圍內的11座初期雨水調蓄設施，在初期雨水面源污染控制方面發(fā)揮了很大的作用。不過(guò)趙敏華認為，建造之前，必須先搞清楚建調蓄設施的目的究竟是什么。他認為，對上海來(lái)說(shuō)，建設調蓄池的首要目的是排水防澇，緩解城市內澇，而非像北方那樣，以積聚雨水為首要需求。
“但是，雨水并非排得越快越好。”趙敏華說(shuō)，河道、天然河網(wǎng)應該承擔10%以上蓄水作用。此外，農村土地、低洼地都能有蓄水功能。然而，現在上海中心城區只能蓄3%不到的雨水，加之市區土地硬化，雨水容易匯流，但難以滲透到地下。“事實(shí)上，真正適用于上海的排澇方式應該是‘先滲透，后排水’。”
然而，現在上海面臨著(zhù)整個(gè)雨水調蓄的控制何時(shí)啟動(dòng)、如何與河道接通的重要問(wèn)題。譬如今年汛期上海遭遇多場(chǎng)暴雨，即使是給排水專(zhuān)業(yè)的“牛校”同濟大學(xué)，也經(jīng)歷了校園“水漫同濟”的窘境。問(wèn)題究竟出在哪里？
趙敏華為同濟大學(xué)主校區把了把“脈”。經(jīng)地形高程分析，主校區一小半校園面積都在海拔3.3米以下，而大部分綠化都高于地面。由于校園地面偏低，周?chē)貏萦制?，因此?ldquo;并非同濟本身水多，而是周?chē)乃构噙M(jìn)了校園，并且還排不出去”，最終導致了“萬(wàn)人看海”的狀況。
像同濟這樣的例子還不少。趙敏華表示，上海當前在給排水領(lǐng)域面臨著(zhù)除了污水減排還要提高排水、排澇標準的壓力。但他強調，“減排”和“提標”在實(shí)際操作中必須要分開(kāi)進(jìn)行，要時(shí)刻牢記海綿城市的“真功夫”在地下，必須一層一層滲透下去、挖下去才切實(shí)可行。
“調蓄池是人為沉積雨水的手段，無(wú)法滲透和凈化雨水。相反，綠地卻具備了沉積、滲透、凈化三大對建設‘海綿城市’最為重要的功能。”趙敏華表示，像同濟主校區這樣易積水區域，完全可以將草坪下挖，使其低于地表。
他表示，對于短時(shí)內“實(shí)在排不出去的水”，才需要依靠調蓄池乃至地下深層隧道。目前設想是，利用蘇州河、新涇港、淀浦河、桃浦河、走馬塘等河道及部分道路的地下空間，規劃60米深層調蓄管廊系統，實(shí)現減排和提標。
“城市排水工程往往牽一發(fā)而動(dòng)全身。”趙敏華表示，上海地上土地、地下空間都很緊張，因而需要建設比軌交隧道挖得更深的調蓄隧道。不過(guò)，他認為必須將自然方法放在首位，“積水本身不是問(wèn)題，積水不退才是問(wèn)題。”積水在下挖綠地、透水地面中得到控制，才是上海排澇的首選出路。
原標題：同濟大學(xué)原常務(wù)副校長(cháng)、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授顧國維： 解“看海”之困，讓城市成為“海綿體”
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