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，位于通州區的北京城市副中心行政辦公區附近。這里按照海綿標準進(jìn)行了建設。
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)內的池塘成了雨水收集裝置。
進(jìn)入新世紀以來(lái)，隨著(zhù)城鎮化迅猛發(fā)展，中國的城市內澇問(wèn)題日益凸顯。住建部2010年的數據顯示，全國62%的城市出現過(guò)內澇，且頻率呈上升趨勢。城市內澇不僅影響公眾的出行便利，更會(huì )造成嚴重的財物損失和人員傷亡。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。習近平總書(shū)記曾強調，要大力建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。自2014年起，從國務(wù)院到住建部，一系列紅頭文件標志著(zhù)海綿城市建設已上升為國家戰略。在降低環(huán)境影響的前提下，海綿城市建設遵循“源頭減排-過(guò)程控制-系統治理”的思路，既解決城市內澇問(wèn)題，也關(guān)注雨水的回收利用。
8月20日一場(chǎng)大雨過(guò)后，地勢低洼的通州區武夷大地月季園幼兒園幾乎沒(méi)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，幼兒園和附近小區進(jìn)行了海綿改造，小雨不再積水，大雨不再內澇，“也消除了安全隱患，”園長(cháng)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。”通州區海綿城市建設領(lǐng)導小組辦公室負責人蔡殿卿說(shuō)，這項工程不僅改造了城市的基礎設施，也改革了政府的雨洪管理思路。
“通州是2016年成為國家級海綿城市建設試點(diǎn)的。以前，這里地面硬化率高、調蓄不足、排水防澇標準低、水環(huán)境質(zhì)量差。”北京建工集團建筑技術(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，通州選了北運河與運潮減河圍合的“兩河片區”作試點(diǎn)，總面積19.36平方公里。
三年中，通州已有包括小區、學(xué)校、城市圖書(shū)館、河道等地點(diǎn)的45個(gè)項目完成了海綿化建設，46個(gè)項目正在施工，43個(gè)項目即將啟動(dòng)。截至去年底，試點(diǎn)改造區域年徑流總量控制率達到75%。也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)自然和人工強化的滲透、集蓄、利用、蒸發(fā)等，該區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，通州區減河公園附近的紫荊雅園小區內，陽(yáng)光透過(guò)綠葉在道路上映出斑駁的樹(shù)影，幾位老人坐在樹(shù)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節里，各種排水、滲透裝置把它變成了一塊“海綿”。
細看小區內的每棟樓房，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(zhù)白色鵝卵石的水泥體，中間低、兩邊高。北京建工集團的施工人員說(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(zhù)出口流入其中。
影影綽綽的大樹(shù)下，黑色的瀝青車(chē)道也與普通小區不同，中間高、兩邊低，微微呈坡?tīng)?，路面上的雨水可以順?zhù)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。
小區北側的居民休閑廣場(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(chēng)作“植草溝”，是一條具有景觀(guān)效果的排水溝渠，溝內植被可以吸收、凈化雨水。未被吸收的雨水，會(huì )順著(zhù)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，可以對雨水進(jìn)行攔截和短暫儲存，之后再慢慢滲入地下或蒸發(fā)。
綠化帶中心種著(zhù)紫色萱草，附近的下凹程度比四周更明顯，這被稱(chēng)為“雨水花園”。據武艷麗介紹，花園下方鋪設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西側的調蓄池，用于回收利用。
“我們下一步計劃是改造小區的污水處理站，將它改建為雨水調蓄池。”承建方負責人宋慧軍說(shuō)，紫荊雅園外圍的地下排水管線(xiàn)是雨污合流管線(xiàn)，建好雨水調蓄池后，雨水就能順著(zhù)管線(xiàn)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)，工程師們設計各區域的改造方案時(shí)，會(huì )根據各小區、公園、道路、廣場(chǎng)的具體條件因地制宜。“比如有的小區綠化面積較少，我們就會(huì )設置地下蓄水池或想辦法將雨水引到小區外側的綠地進(jìn)行集中調蓄。”
在一名物業(yè)公司的負責人眼中，這些海綿裝置相當于在一個(gè)區域內營(yíng)造了幾十個(gè)“小環(huán)境”。暴雨襲來(lái)時(shí)，相當數量的雨水進(jìn)入地下排水管道前就被“小環(huán)境”們消化了，“就像‘鳥(niǎo)巢’（體育館）一樣，為什么那么多人卻不會(huì )發(fā)生踩踏事故？因為它有很多出口，可以迅速疏散人群。”
巨大的排水壓力
“我們?yōu)槭裁匆ㄔO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90年代以來(lái)，中國的城市內澇問(wèn)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(zhuān)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”的標準衡量。對于北京而言，一年一遇的設計標準意味著(zhù)排水系統可以應對降雨量小于31毫米的單場(chǎng)次降雨（按降雨時(shí)間1小時(shí)計），五年一遇的設計標準意味著(zhù)排水系統可以應對降雨量小于54毫米的單場(chǎng)次降雨。
據《中國經(jīng)濟周刊》報道，1949年后，北京根據前蘇聯(lián)經(jīng)驗及經(jīng)濟發(fā)展水平，排水系統的設計能力為0.33-1年一遇。改革開(kāi)放后，雖然提高到了1-3年一遇，但對一座特大型城市來(lái)說(shuō)依然偏低。“和北京比，許多國際化大都市的排水能力都更強，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)。
但設計能力偏低的排水系統，很難大面積改造。因為城市地下管網(wǎng)錯綜復雜，包括排水、供熱、通信電纜等多種設施，牽一發(fā)動(dòng)全身。有媒體報道稱(chēng)，即便是2008年北京奧運會(huì )期間，專(zhuān)家提議將北京的排水系統提高到5年一遇的標準，“但后來(lái)算了一下，總共需要上百億的資金，只能作罷”。
“當年我們確實(shí)要考慮經(jīng)濟因素，因為高標準的排水系統大部分時(shí)間用不上。”宮永偉解釋?zhuān)本儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，夏季強降雨略多，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(mǎn)負荷工作。”
另一方面，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展，城市內的水泥路面越來(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，北京城內立交橋下“漂小船”的新聞時(shí)有出現。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(mén)橋等著(zhù)名積水段耳熟能詳。
蔡殿卿在通州區的水務(wù)系統工作多年，很熟悉轄區內的內澇點(diǎn)。比如京秦鐵路與地方市政道路交匯區域都會(huì )形成下凹橋區，很容易積水。雖然近年來(lái)政府對各橋區都進(jìn)行了積水點(diǎn)治理工作，但每逢防汛預警，工作人員仍會(huì )在存在積水風(fēng)險點(diǎn)位臨時(shí)加設應急排水設備。
2012年7月21日晚，北京遭遇了61年來(lái)最強暴雨，共造成79人遇難。公開(kāi)資料顯示，當晚全市大部分地區降雨量達到170-215毫米，局部地區達到541毫米。
紫荊雅園的物業(yè)公司負責人丘自然至今記得“7·21”當晚的情景。下暴雨時(shí)，汛情緊急，連附近運河文化廣場(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，抽調水泵排水。
當時(shí)，小區地下鋪設的是雨污合流管道，會(huì )集中到附近的一個(gè)污水處理站，旁邊就是河道。如果暴雨持續時(shí)間過(guò)長(cháng)，河道水位上漲超過(guò)排水口，可能造成河水倒灌，加重小區內的汛情。“幸好凌晨一兩點(diǎn)雨就停了，不然后果不堪設想。”丘自然說(shuō)。
從學(xué)術(shù)研究到國家戰略
同樣是“7·21”的北京，順義區一處地勢低洼的社區內卻是另一番情景。
當時(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)境研究團隊（下稱(chēng)“雨水團隊”）正在那里現場(chǎng)監測。一名學(xué)生回憶，他們拿著(zhù)采樣裝置，在社區現場(chǎng)接雨，當晚9點(diǎn)多降雨強度達到頂峰時(shí)，雨聲大得連說(shuō)話(huà)都聽(tīng)不見(jiàn)。
“那個(gè)社區有234公頃，除了局部的下沉庭院外，幾乎沒(méi)有建設雨水管道。”宮永偉說(shuō)，下雨時(shí)，小區道路、屋頂的雨水被綠地滲透和滯蓄了，綠地的蓄水量飽和后，雨水會(huì )順著(zhù)植草溝溢流到附近的一個(gè)調蓄湖里。“‘7·21’當天，學(xué)生發(fā)現小區路面幾乎沒(méi)有積水，整體排水非常有序。”
這個(gè)社區是北建大雨水團隊的試點(diǎn)之一，試點(diǎn)項目為低影響開(kāi)發(fā)雨水系統構建。“低影響開(kāi)發(fā)是指在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，追求對環(huán)境影響的最小化。利用生態(tài)化措施，盡可能維持城市開(kāi)發(fā)建設前后水文特征不變，有效緩解不透水面積增加等對環(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、生物滯留設施、蓄水池等約20種“海綿設施”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90年代起，北建大便開(kāi)始研究雨水的綜合利用，彼時(shí)，這在國內還是一個(gè)冷門(mén)專(zhuān)業(yè)。近20年中，團隊在北京、深圳、濟南、寧波等地開(kāi)展了試點(diǎn)研究，效果良好。隨著(zhù)城市內澇問(wèn)題日益嚴峻，雨洪管理也越來(lái)越受到重視。
2013年12月12日，習近平總書(shū)記在“中央城鎮化工作會(huì )議”的講話(huà)中強調：建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。
2014年10月，住建部發(fā)布了《海綿城市建設技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統構建》，其主要撰寫(xiě)人便是北建大的雨水團隊。宮永偉說(shuō)，住建部到學(xué)校調研時(shí)，發(fā)現他們的水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項“低影響開(kāi)發(fā)雨水系統研究與示范”項目剛好編制了相關(guān)技術(shù)導則，海綿城市的理念與上述系統非常接近。
在此基礎上，北建大雨水團隊將20余年的研究經(jīng)驗應用在了通州，與北京市水科院等單位共同對通州區海綿城市的規劃、設計、建設、評估等進(jìn)行了技術(shù)把控。
雨洪管理思路的轉變
2016年，身為“北京城市副中心”的通州成為第二批全國海綿城市試點(diǎn)，試點(diǎn)區域總面積19.36平方公里，范圍內的住宅小區、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。
在蔡殿卿看來(lái)，建設海綿城市前，政府對積水嚴重的地區開(kāi)展單打獨斗式的專(zhuān)項整治，哪里積水了，就在附近修蓄水池、調整線(xiàn)路，“頭疼醫頭、腳疼醫腳”。但像月季園幼兒園那樣的洼地，如果不治理周邊地區，附近高處的雨水仍會(huì )往下排。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，通州在試點(diǎn)區域設置了16個(gè)排水分區。“所謂排水分區，就是一定范圍內的雨水最終匯集到同一個(gè)排河口，形成一個(gè)相對獨立、封閉的區域。”蔡殿卿解釋?zhuān)總€(gè)排水分區有一個(gè)總的雨洪管理任務(wù)，“比如一個(gè)排水分區內的小區達不到控制水量要求，下游的綠地或集中式調蓄池就要多承擔控水量。”
為了讓各職能部門(mén)相互配合，2017年，通州區成立了海綿城市建設領(lǐng)導小組，區長(cháng)、副區長(cháng)任組長(cháng)、副組長(cháng)，區水務(wù)、規資、園林等18家機構為成員單位。領(lǐng)導小組的辦公室（下稱(chēng)“海綿辦”）設在了區水務(wù)局。
成立之初，海綿辦就設立了周例會(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(kāi)會(huì )。這樣的會(huì )議至今開(kāi)了90多次，在蔡殿卿的記憶中，“有時(shí)會(huì )有一些爭論”。
2016年海綿城市試點(diǎn)工作開(kāi)展之初，在對小區進(jìn)行海綿城市專(zhuān)項改造中存在著(zhù)施工物料內運和渣土外運時(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輸車(chē)輛，而小區內部管理要求夜間不能在小區內擾民。為此，由海綿辦通過(guò)會(huì )議協(xié)調確定了傍晚時(shí)段錯峰集中運輸、白天分散搬運的解決方案，得到了各方同意。
周例會(huì )無(wú)法解決的問(wèn)題，還有區政府每月一次的海綿工作調度會(huì )研究解決。
2016年，住建部要求各地結合實(shí)際情況，因地制宜地編制海綿城市專(zhuān)項規劃。一開(kāi)始，各部門(mén)就在誰(shuí)來(lái)牽頭、怎么落實(shí)的問(wèn)題上僵住了。“因為專(zhuān)項規劃的編制涉及行業(yè)管理和規劃管控落實(shí)，需要各行業(yè)主管部門(mén)和規劃主管部門(mén)共同配合發(fā)力。”蔡殿卿說(shuō)，經(jīng)區政府海綿工作調度會(huì )研究后，最終決定由區水務(wù)局牽頭，區規資分局、區住建委等成員單位作為行業(yè)主管部門(mén)配合工作?，F在，相關(guān)專(zhuān)項規劃已經(jīng)順利編制完成，取得了批復。
多方協(xié)調的改造項目
2016年開(kāi)始建設海綿城市時(shí)，通州選了兩個(gè)居民小區、一所小學(xué)、一家公共圖書(shū)館作試點(diǎn)。“兩個(gè)小區都是那種道路、綠化條件不太好，從前積水比較嚴重的老小區。這樣可以形成前后對比，很快見(jiàn)到海綿城市的建設成效。”蔡殿卿說(shuō)。
不過(guò)改造過(guò)程中，一些阻礙超出了建設單位的預料。比如紫荊雅園，經(jīng)過(guò)多年建設，地下管網(wǎng)的實(shí)際情況已與規劃圖紙有了很大差別。施工方把綠地挖開(kāi)后才發(fā)現，許多燃氣管道、供暖管道、電路管線(xiàn)都是后來(lái)鋪設的。
為了不影響其他管線(xiàn)正常運行，項目組建設地下蓄水池、雨水管道時(shí)，要先聯(lián)系電力公司、燃氣公司等產(chǎn)權單位，讓他們到現場(chǎng)勘查，確定合適的施工路線(xiàn)，各單位的協(xié)調也需要時(shí)間。加寬雨水管道時(shí)更麻煩，因為地下已經(jīng)被其他管網(wǎng)擠占得沒(méi)有空間了，項目組只能避開(kāi)其他管線(xiàn)，迂回設計路線(xiàn)。“直線(xiàn)距離大約10米，我們最后建設了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(chē)場(chǎng)鋪設透水磚塊時(shí)，車(chē)輛需要臨時(shí)停放到小區外的道路上。這需要交管部門(mén)批準。2017年3月，建設公司入場(chǎng)前，小區物業(yè)就為此事找到了海綿辦和通州區潞城鎮政府，請他們向交管部門(mén)出具書(shū)面溝通函。“花了將近一個(gè)月，交管部門(mén)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(chē)、渣土車(chē)等大型車(chē)輛按規定只能夜間進(jìn)城，但不少居民反映車(chē)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(chē)將材料拉到小區附近，再換小車(chē)把材料拉進(jìn)小區。這樣做會(huì )增加成本，也拉長(cháng)了施工時(shí)間。
變通與妥協(xié)下，紫荊雅園改造項目原定一年完工，最后卻變成了兩年。但兩年間的幾場(chǎng)暴雨，都沒(méi)在小區造成積水內澇現象，海綿改造工程漸漸取得了大家的認可。
8月16日下午，通州區芙蓉小學(xué)的菜圃里，絲瓜長(cháng)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(zhù)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)小設施，我們希望孩子們從小就能理解海綿城市的理念。”
京公網(wǎng)安備 11010802021286號