2015年1月，國家財政部、水利部、住房城鄉建設部聯(lián)合啟動(dòng)了海綿城市建設試點(diǎn)工作；4月，南寧、武漢等16個(gè)城市通過(guò)層層篩選被列入國家級試點(diǎn)名單；6月，水利部組織編制了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設水利工作的指導意見(jiàn)》。該意見(jiàn)預計近期頒布實(shí)施。
那么，究竟什么是海綿城市？其科學(xué)基礎是什么？海綿城市規劃、設計、建設應掌握哪些規律？記者走訪(fǎng)了中國水利水電科學(xué)研究院城市水文室。
海綿城市，是指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。
中國水利水電科學(xué)研究院城市水文室主任劉家宏說(shuō)，海綿城市，是城市規劃、設計、建設領(lǐng)域的一次創(chuàng )新，目的是實(shí)現城市雨水的“自然積存、自然滲透、自然凈化”，其核心是“水”。而海綿城市的科學(xué)基礎便是城市水文學(xué)。
目前，全球正處于城鎮化快速發(fā)展期，由此引發(fā)的城市內澇、水污染、水生態(tài)等城市水問(wèn)題愈發(fā)突出。20世紀90年代初，地球上城市面積約1億公頃，占地球陸地面積的0.67%。1990年以來(lái)，世界城市面積平均每年以5%的速率增長(cháng)，目前城市面積約占全球陸地面積的3%。
“最近30年，我國正處于城市化的高速發(fā)展期，據對全國657個(gè)城市的統計數據，我國建成區面積平均每年以7%的速率增長(cháng)，相當于每年增加一個(gè)上海市建成區面積。”劉家宏說(shuō)。
城市化帶來(lái)一系列水文效應，包括“雨島效應”、“熱島效應”、“干/濕島效應”等。特別是“雨島效應”導致城市極端降水事件概率增加，疊加城市下墊面硬化帶來(lái)的產(chǎn)流激增效應，使得城市內澇頻發(fā)。
劉家宏說(shuō)，傳統的城市建設理念偏重于經(jīng)濟和社會(huì )功能，強調“堅固耐用、經(jīng)濟美觀(guān)”，對生態(tài)環(huán)境和水源涵養功能的考慮不足，特別是對城市化的水文效應認識不足。例如，對馬路和停車(chē)場(chǎng)等采用硬化方式，避免雨天帶來(lái)的泥濘問(wèn)題；對城市河道采用渠化方式，人為增加排水流速，縮減河道斷面，節省兩岸土地；對城市河湖進(jìn)行圍填侵占，增加建設用地等。
海綿城市建設改變了過(guò)去的傳統理念，強調城市開(kāi)發(fā)和建設要盡可能維持區域天然狀態(tài)下的水文機制，通過(guò)一系列的分布式措施創(chuàng )造與天然狀態(tài)下功能相當的水文和地表景觀(guān)，減輕城市化地區水文過(guò)程畸變帶來(lái)的社會(huì )及生態(tài)環(huán)境負效應。
劉家宏說(shuō)，海綿城市規劃、設計、建設的關(guān)鍵是要掌握并運用城市水循環(huán)的機理與規律，科學(xué)分配“滲”、“滯”、“蓄”、“凈”、“用”、“排”的通量和過(guò)程，制定實(shí)現各分項目標的工程和非工程措施，包括滲透面的布置、滯蓄工程的建設、雨水利用項目規劃等。
據介紹，完成上述工作需要以下三方面的水利科技支撐：基礎理論層面需要了解復雜城市下墊面的產(chǎn)匯流機理；關(guān)鍵技術(shù)層面需要建立分布式的城市水文模型；應用實(shí)踐層面需要定量評估不同規劃情景下“滲”、“滯”、“蓄”、“凈”、“用”、“排”的客觀(guān)效果。“上述三個(gè)方面即是城市水文學(xué)研究的核心內容，也是海綿城市建設的科學(xué)基礎。” 劉家宏說(shuō)。
“城市水文學(xué)與傳統的水文學(xué)研究有很大的差異，早期水文學(xué)研究重點(diǎn)關(guān)注全球和流域水文過(guò)程的周期性、隨機性和一致性。城市單元因其強烈的時(shí)空變異性，使得水文周期性、一致性等基本原理不復存在，現有的理論和方法受到嚴峻挑戰。” 劉家宏說(shuō)，探索揭示城市水文的基本原理，建立一套城市水文變異性研究的科學(xué)方法將是中國水科院城市水文室的主攻方向，也是研究團隊共同的奮斗目標。
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