2014年5月11日,50年一遇的大暴雨襲擊深圳。
“這座年輕的現代都市在30多年的時(shí)間里,陸續修建了1.37萬(wàn)多公里的下水道,卻依然在暴雨面前敗下陣來(lái)。”新華網(wǎng)最終在報道里如此寫(xiě)道。
深圳在暴雨中的“失陷”,在中國內地或有一種象征性意義。
近些年來(lái),每逢大暴雨,全國各大城市出現“看海”的情景并不少見(jiàn)。從南到北,廣州、武漢、天津、北京??這些平日光鮮亮麗的大城市都尷尬地面對著(zhù)“逢雨必澇”的難題。
住建部2010年對國內351個(gè)城市的專(zhuān)項調研顯示,2008年-2010年間,有62%的城市發(fā)生過(guò)不同程度的內澇,其中內澇災害超過(guò)三次以上的城市有137個(gè),在發(fā)生過(guò)內澇的城市中,57個(gè)城市的最長(cháng)積水時(shí)間超過(guò)12小時(shí)。
人們原本寄望深圳成為例外。不像中國諸多大中城市均在歷史老城的基礎上興建,有著(zhù)先天的規劃缺陷和歷史包袱,深圳是一座僅有30多年歷史的全新城市。
深圳在暴雨中最終“失陷”,或許意味著(zhù)中國需要徹底改革城市排水設施,徹底終結為期數十年的“重地上、輕地下”的功利化的城市建設道路。
怎么辦?革新地下管道、建設排水管廊等,目前已成社會(huì )共識,但識者也指出,僅改善排水管道遠遠不夠,這僅是解決問(wèn)題的開(kāi)始。住建部于2014年11月初發(fā)布一紙技術(shù)性文件,彰顯中國開(kāi)始在新的排水道路——建設海綿城市——上著(zhù)力。
住建部文件全稱(chēng)為《海綿城市建設技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統構建》(下稱(chēng)《指南》)?!吨改稀窂娬{,國家鼓勵各地建設海綿城市,并讓該模式統籌低影響開(kāi)發(fā)雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統。
海綿城市又叫低影響開(kāi)發(fā)雨水系統或低沖擊開(kāi)發(fā)系統(Low Impact Development,簡(jiǎn)稱(chēng)LID),在美國等發(fā)達國家實(shí)施多年。此法傳至中國臺灣地區后,被形象地稱(chēng)作海綿城市——在暴雨來(lái)襲時(shí),城市能夠像海綿一樣將雨水儲存起來(lái);暴雨過(guò)后,再讓雨水緩慢地流出,從而避免短時(shí)間內大量雨水聚集帶來(lái)的城市內澇問(wèn)題。
中國大陸也有試驗。在2014年5月的那場(chǎng)暴雨中,深圳并沒(méi)有完敗——位于深圳大學(xué)南校區的深圳大學(xué)土木工程學(xué)院LID示范區,就未出現積水。
該LID示范區利用景觀(guān)、園林綠地,通過(guò)置換土壤、植物搭配、水文水利設計,并通過(guò)分散、小規模源頭控制等來(lái)達到對雨水徑流及其污染的控制,使開(kāi)發(fā)地區盡量接近自然的水文循環(huán)。
國外經(jīng)驗已證明,海綿城市是行之有效的城市雨水管理系統,但中國諸多城市還遠未就建設海綿城市形成共識。概念背后的城市革新,也可能在未來(lái)讓諸多城市望而卻步。
海綿城市能走多遠?
海綿治雨
中國城市為何出現內澇?各地給出的理由眾多。但在水利學(xué)者眼中,原因簡(jiǎn)單。
城市在開(kāi)發(fā)后打破了原有的水文循環(huán),大量硬化建筑和路面無(wú)法透水,暴雨來(lái)臨,原本應該下滲或被植被儲存的雨水無(wú)法下滲只能外排。外排依賴(lài)城市的地下排水管網(wǎng),暴雨時(shí)下水管網(wǎng)所承受的壓力倍增,但中國諸多城市的管網(wǎng)還不足以承受此壓力,于是雨水停留在城市里的低洼處如馬路等,產(chǎn)生了內澇。
顯然,建設足夠應對暴雨的先進(jìn)管網(wǎng)是好的對策,西方發(fā)達國家的城市地下廊道值得中國借鑒。但單純地加大廊道有其弊端,一來(lái)花費巨大,二來(lái)雨水帶來(lái)的環(huán)境污染難以顧及。
大量雨水裹挾著(zhù)城市路面上的垃圾、污染物等經(jīng)地下管網(wǎng)進(jìn)入河流、湖泊等自然水體,造成這些自然水體短時(shí)間內磷、氮、油脂、重金屬等污染物大量聚集。
在建設好管道之外,西方有另一套思路應對暴雨,即不讓城市那么“硬”——雖然由于城市開(kāi)發(fā)的需要,原生態(tài)的地貌不可能完整保留,但LID模式可以通過(guò)技術(shù)手段盡可能地保留城市開(kāi)發(fā)前的水文循環(huán)。
LID設施往往具有補充地下水、集蓄利用、削減峰值流量及凈化雨水等多個(gè)功能,可實(shí)現徑流總量、徑流峰值和徑流污染等多個(gè)控制目標。海綿城市是一種更為形象的叫法,即城市能夠像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。
LID主要的技術(shù)包括綠色屋頂、下沉式綠地、透水鋪裝、生物滯留設施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調節塘、調節池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲濾等,根據不同區域的水文地質(zhì)、水資源等特點(diǎn)進(jìn)行組合,實(shí)現雨水的儲存、過(guò)濾和凈化。
當降雨來(lái)臨,綠色屋頂在建筑物頂層承接雨水,經(jīng)過(guò)特殊設計的綠色植被既不會(huì )對建筑物造成很大負荷,也不會(huì )滲入屋內。植物和改良土壤將部分雨水蓄積在綠色屋頂上,并起到過(guò)濾和凈化的作用。多余的則通過(guò)排水管進(jìn)入地面上的生態(tài)滯留設施。
簡(jiǎn)單講,生態(tài)滯留設施是經(jīng)過(guò)改造的、滯留雨水能力更強的綠化設施。雨水花園是生態(tài)滯留設施的一種。外觀(guān)上看起來(lái),雨水花園與普通的花園并無(wú)差別。但在植被下面,有經(jīng)過(guò)特殊設計的蓄水層可以?xún)Υ嬗晁?,在暴雨時(shí)的調蓄作用更加明顯。雨水花園的建造成本很低,在現有的花園或者綠化設施基礎上進(jìn)行改造就可以加強雨水調蓄的效果。
類(lèi)似雨水花園的生態(tài)滯留設施的作用在于蓄水,而滲透塘的作用則在于促進(jìn)雨水下滲,有效地補充城市地下水。雨水經(jīng)滲透塘下滲,可以達到一定的雨水處理效果,避免雨水污染地下水。

硬化的馬路、廣場(chǎng)等則可以利用透水磚和透水水泥混凝土改造成透水性路面。一定面積的透水路面不但可以使自身的降水徑流快速地入滲,而且也可以對來(lái)自于鄰近區域的降水徑流經(jīng)行入滲,從而避免大面積積水的問(wèn)題。
植草溝指種有植被的地表溝渠,可收集、輸送和排放徑流雨水,并具有一定的雨水凈化作用,可用于銜接其他各單項設施、城市雨水管渠系統和超標雨水徑流排放系統。
基于雨水管理和利用的理念,各國有不同的實(shí)踐,相對而言,美國的LID開(kāi)發(fā)模式則最為系統和完善。目前已經(jīng)在全美50多個(gè)州推行。根據美國環(huán)保署(EPA)發(fā)布的數據,LID技術(shù)在不同的氣候條件下,其效果有所不同,但總的來(lái)說(shuō)在全美各個(gè)城市都顯示出顯著(zhù)的效果。根據美國目前的統計資料,LID可以減少暴雨徑流30%-99%并延遲暴雨徑流的峰值5-40分鐘,從而減輕了市政排水管網(wǎng)系統的壓力。
在成本上,EPA的數據顯示,修建LID設施僅需要修建地下管網(wǎng)費用的二分之一或者三分之二。“由于國內標準規范的限制和保留部分傳統地下管網(wǎng)的原因,帶有LID設施的雨水排水系統的費用與單純的地下排水系統的費用基本持平。” 深圳大學(xué)建設工程生態(tài)技術(shù)研究所所長(cháng)劉建告訴財新記者。
雨水集蓄回用也是低影響開(kāi)發(fā)的目標之一。LID設施中的雨水罐、蓄水池等設施都可以實(shí)現雨水的收集利用。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理的雨水,可以用于綠化灌溉、沖洗路面和車(chē)輛等。
前住建部副部長(cháng)仇保興的一組數據非常有說(shuō)服力。這位多年來(lái)一直致力于推廣低影響開(kāi)發(fā)的官員在2014年2月發(fā)表在《給水排水》雜志上的一篇文章指出,中國應借鑒發(fā)達國家理念,在城鎮大力推行低沖擊開(kāi)發(fā)的模式。其一,建立雨水的收集系統,主要在公共廣場(chǎng)、建筑的地下室廣泛裝備雨水收集器具,可以使水資源使用量提高30%以上。其二,從建筑、廣場(chǎng)、公園等城市空間收集雨水,減少雨水的產(chǎn)流、匯流水量,可以大大地減緩城市排水系統的壓力,緩解城市內澇的程度。其三,可以解決初期雨水面源污染問(wèn)題。
以北京為例,年降雨量約600毫米,如果能夠收集其中20%加以利用,市域內城市建成區就可以形成2.2億立方米的水資源,相當于北京市供水總量的14%,可以解決北京市用水缺口的三分之一至二分之一。