同濟大學(xué)原常務(wù)副校長、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。
雖然申城今年長達122天的汛期已進入尾聲，但這期間，“6.17”和“8.24”兩場暴雨所制造出的“海景”，令人記憶猶新。這時的“看海”“戲水”，透著苦澀。
如果城市像海綿，澇時吸水，旱時“吐”水，那么不久的將來，“城中看海”或?qū)⒉灰姟?/p>
上海正在打造“海綿城市”。
2013年12月12日，習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上首次提出“海綿城市”概念，時隔一年多，我國海綿城市建設(shè)試點迅速展開。盡管不在首批試點城市之列，但上海目前正在國家指導(dǎo)性技術(shù)指南的基礎(chǔ)上，逐步建立自己的“海綿城市”標準。
“過去，我國在城市內(nèi)澇治理過程中，主要強調(diào)‘排’，但怎么能把水蓄積起來為我所用，考慮得不多。”同濟大學(xué)原常務(wù)副校長、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授、同濟大學(xué)可持續(xù)發(fā)展與新型城鎮(zhèn)化智庫特聘專家顧國維在接受記者專訪時指出，在上海地下重新鋪設(shè)排水管道“不現(xiàn)實”。用“生態(tài)海綿”來解決城市內(nèi)澇，就要盡量減少城市開發(fā)的影響，保持一定的綠地和水面，“滲、滯、蓄、凈、用、排”多策并舉，從源頭來減少徑流量的產(chǎn)生。
治內(nèi)澇不能只盯“排”
上海為何頻繁內(nèi)澇？現(xiàn)有的排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱是一個直接原因。
目前上海的排水系統(tǒng)設(shè)計標準為一年一遇（即應(yīng)對每小時36毫米的降水量），中心城區(qū)部分地區(qū)為三年一遇（每小時50毫米）。顧國維說，現(xiàn)有設(shè)施承受大雨沒有問題，但當集中暴雨考驗來臨，就會不堪重負，暴露出排水設(shè)施軟肋。而且，全市規(guī)劃的361個雨水排水系統(tǒng)，尚未建設(shè)完成，還有多個建成的排水系統(tǒng)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提高上海的排水能力的問題。顧國維認為“沒有操作的可能”。“提高標準對于新開發(fā)地區(qū)比較簡單，已建成區(qū)大量的舊管道怎么辦？”幾乎每條路下面都埋著達不到標準的舊管道。不包括小區(qū)內(nèi)的雨水管道，上海僅市政雨水、合流管道的總長度就接近一萬公里。此外，上海的排水管道，老的都是按雨污合流設(shè)計的，新區(qū)才按雨污分流設(shè)計。總體管道設(shè)計偏小，暴雨時容易溢流。
據(jù)了解，在發(fā)達國家，對新開發(fā)地區(qū)早有綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合的建設(shè)理論與方法。綠色基礎(chǔ)設(shè)施指雨水花園、綠色屋頂、滲透鋪裝等低影響開發(fā)設(shè)施，灰色基礎(chǔ)設(shè)施指傳統(tǒng)的排水管渠系統(tǒng)。綠色與灰色設(shè)施結(jié)合，不僅可以減少排水系統(tǒng)的投資，且有利于保護生態(tài)環(huán)境。
但在顧國維看來，這并不適合上海。上海大部分城區(qū)已經(jīng)建成，且中心城區(qū)人口密度超過3萬人/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(yīng)用低影響開發(fā)技術(shù)，自源頭控制徑流水量、削減徑流峰值來說，均極為不利。且目前上海地下空間已十分擁擠，幾乎沒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(shù)低、地下水位高等特殊性，要解決內(nèi)澇，“排”不是唯一出路。而建設(shè)“海綿城市”，無疑能讓城市更加有“彈性”：在下大雨的時候，能下滲、能滯留、能蓄存、能凈化水；在沒有降雨的時候可以把水放出來，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(shè)可以更好地實現(xiàn)雨洪利用、排水防澇以及河流整治，而不僅局限于某一個方面。”顧國維強調(diào)，海綿城市建設(shè)以修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)城市水資源、改善城市水環(huán)境、提高城市水安全、復(fù)興城市水文化等為目標，是一個系統(tǒng)工程。
建蓄水空間更迫切
城市蓄水能力急劇下降，也是內(nèi)澇的重要原因。顧國維說，隨著城市快速發(fā)展，上海原有的河湖水面經(jīng)過大規(guī)模改造，已基本失去了雨水調(diào)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。而在過去，有很多綠地、農(nóng)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(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)。“可以說，城市水系遭到破壞，是城市內(nèi)澇一個重要的深層次原因。”顧國維說。
這也導(dǎo)致上海一旦遇到高潮位、臺風(fēng)、暴雨交集時刻，防汛就會被“排”牽著鼻子走而非常被動。“暴雨高潮時，雨就像落在一個盆子里，靠重力自留根本排不出去。”顧國維說，1949年以來，上海一直采用的是“圍起來打出去”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，可以自流進入河道，而高潮位時，就只能用幾百個大大小小的泵站水泵將路面上流淌下來的雨水打出去。
要彌補這一“歷史欠賬”，要求其實很高。顧國維說，從城市內(nèi)澇治理來說，既要看城市內(nèi)部的問題，也要看所在區(qū)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(shè)計中，應(yīng)當把水與湖、江、地表聯(lián)動關(guān)系合理構(gòu)建起來，合理利用現(xiàn)有的蓄水空間，并構(gòu)建起相應(yīng)的蓄水空間。
顧國維舉例說，比如上海有幾萬個以排水泵站為核心的配有雨水收集管網(wǎng)的匯水區(qū)，黃浦江、蘇州河有很多小支流，都建有水閘，當有臺風(fēng)預(yù)報時，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(xiàn)實的操作就是，在綠地搞一些小塘，或者地下空間建蓄水池，作為一個調(diào)節(jié)排水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。將城市綠地建成下凹式的，可大量儲蓄雨水。城市的露天公園、運動場等，均可作為有效的臨時蓄水場所。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(xiàn)有蓄水空間，亟需提升水質(zhì)。”顧國維同時指出。
經(jīng)過十幾年的努力，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，排入長江口；同時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(shù)還是偏小了，暴雨時，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(diào)蓄雨水。但上海地區(qū)保留的水面卻不能流動，很容易形成富營養(yǎng)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(tǒng)，或者定期調(diào)水，這增加了處理成本。
事實上，就海綿城市的考核指標來看，對水環(huán)境質(zhì)量的要求也非常嚴格。其中包括不得出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象；海綿城市建設(shè)區(qū)域的河湖水系不低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅳ類標準。“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。
以雨水利用增蓄排能力
如果城市充滿“彈性”，下暴雨時路面將沒有嚴重積水。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(jié)合’的防治體系才是治理城市內(nèi)澇的方向。”顧國維強調(diào)說，通過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(nèi)澇的有效手段。
這就對地形的設(shè)計，尤其是豎向設(shè)計提出很高要求。具體來說，雨水是往低處流的，現(xiàn)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(qū)地坪高，下雨時雨水往小區(qū)灌。有的道路地面下立交設(shè)置處地形過低，暴雨時徑流聚集，很容易淹沒地下道路，造成汽車淹沒，甚至人員傷亡。“現(xiàn)在地下建筑越來越多，地鐵、地下通道、地下商場、地下停車場等，若因臺風(fēng)暴雨造成淹沒，損失就很大了。”
“作為海綿城市建設(shè)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，以備不時之需。”顧國維還指出，雨水資源的合理利用不僅有節(jié)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，德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一，制定了一系列法律法規(guī)，規(guī)定在新建小區(qū)之前，無論是工業(yè)、商業(yè)還是居民小區(qū)，均要設(shè)計雨水利用設(shè)施。德國利用公共雨水管收集雨水，簡單處理后，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、公共場所和企事業(yè)單位的澆灌、沖廁、洗衣洗車、冷卻循環(huán)等。
2005年以后，上海市政府出臺規(guī)范性文件，加快推進節(jié)水型城市建設(shè)，鼓勵在大型建筑、一萬平方米以上的小區(qū)收集屋頂雨水進行二次利用，可是由于種種原因，許多地方后來就放棄使用。顧國維建議，“要推廣雨水收集系統(tǒng)還需政策助力。”比如在小區(qū)開發(fā)建造時，地表徑流系數(shù)應(yīng)該和容積率一樣被強制性要求，政府在后期維護時給予必要的扶持，這樣城市的雨水收集工作才能被長效開展。
顧國維認為，城市洪澇防治是一個系統(tǒng)工程，除了要重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還要重視非工程措施。“目前，上海馬路上乃至小區(qū)里都有很多攝像頭，交通、公安部門利用得很好，水務(wù)部門也可以利用。暴雨時通過這些攝像頭觀察有否積水、在降雨過程中水的流動狀況、積水什么時間消退，并與降雨過程泵站排水等情況結(jié)合起來，不僅可以掌握是否積水的狀況，而且通過研究有利于形成數(shù)字化的控制系統(tǒng)。”
同時，解決城市內(nèi)澇，城市應(yīng)急管理要跟上，包括加強對暴雨和洪澇的監(jiān)測，讓預(yù)報預(yù)警及時準確，才能科學(xué)調(diào)度和應(yīng)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(yǎng)方面尚有不足，海綿城市建設(shè)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行合作，通過深入研究，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，這是一個重要的決策支持內(nèi)容，以科研為基礎(chǔ)、大力推進海綿城市建設(shè)、并且發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，提升上海的國際競爭力。
專家開講
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’是一個形象說法，國外直接稱之為‘低影響開發(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LID模型技術(shù)委員會主席佘年表示，對于上海這樣已經(jīng)成型的大都市，若要通過低影響開發(fā)（LID）模型來建設(shè)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似。上海如要用LID技術(shù)來防止內(nèi)澇并控制雨洪，美國在過去二十多年的經(jīng)驗教訓(xùn)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(nèi)城市思索：第一，下水道及雨污合流系統(tǒng)需得當運行并妥善維護；第二，收集系統(tǒng)的蓄水能力（在線調(diào)蓄能力）要最大化；第三，審核污水預(yù)處理要求，盡量減少溢流；第四，盡量將送入污水處理廠的溢流污水最大化，進行實時控制；第五，消除旱季污水溢流；第六，去除CSO中的固體和漂浮物，即實施在線處理；第七，防止污染物進入下水道；第八，進行良好的公共宣傳；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，可運用在線儲存、實時控制和在線處理來完成。高成本的河流污水溢流控制主要有大型調(diào)蓄池和地下深層隧道。對于上海正計劃建設(shè)的深隧，他表示，在系統(tǒng)優(yōu)化都走過一遍后，如果還無法較理想地滿足城市排放，那么就要出動深隧這樣的大型調(diào)蓄設(shè)施。然而，芝加哥也正在建設(shè)大型調(diào)蓄池，大雨來臨時仍無法非常理想地控制雨水。“調(diào)蓄池的作用是有限的，單憑調(diào)蓄池來解決內(nèi)澇的想法還不成熟。”
佘年強調(diào)，低影響開發(fā)的介質(zhì)一定要規(guī)范化，這也是美國曾經(jīng)歷過的教訓(xùn)。據(jù)估算，海綿城市建設(shè)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，如何防止對地下水的污染，成為他目前最擔心的問題。他表示，目前大家對海綿城市有一個很錯誤的假設(shè)——以為海綿城市可以削減面源污染。但事實上，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，種植景觀綠化時所使用的肥料出現(xiàn)磷、氮超標，并隨著雨水徑流分別滲入了地下水、排到了市政管網(wǎng)，進入受納水體成為新的面源污染。佘年表示，氮磷污染會使水質(zhì)富營養(yǎng)化，然而目前國內(nèi)外都沒有較為理想的解決辦法。“我們到現(xiàn)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。
上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)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(guī)劃設(shè)計研究院副總工程師趙敏華認為，上海老城區(qū)要進行海綿城市的低影響開發(fā)（LID）改造存在難度。LID改造的核心是利用景觀空間并采取相應(yīng)措施控制暴雨徑流，減少城鎮(zhèn)面源污染，這個過程涉及千家萬戶。然而，由于舊區(qū)空間局促，現(xiàn)行方法之一是利用現(xiàn)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，進行雨水滯留和凈化，再溢流外排。雨水這樣“一進一出”的過程，就像海綿吸水又放水那樣，使老城區(qū)地下變得“處處是海綿”。
上海中心城區(qū)范圍內(nèi)的11座初期雨水調(diào)蓄設(shè)施，在初期雨水面源污染控制方面發(fā)揮了很大的作用。不過趙敏華認為，建造之前，必須先搞清楚建調(diào)蓄設(shè)施的目的究竟是什么。他認為，對上海來說，建設(shè)調(diào)蓄池的首要目的是排水防澇，緩解城市內(nèi)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，河道、天然河網(wǎng)應(yīng)該承擔10%以上蓄水作用。此外，農(nóng)村土地、低洼地都能有蓄水功能。然而，現(xiàn)在上海中心城區(qū)只能蓄3%不到的雨水，加之市區(qū)土地硬化，雨水容易匯流，但難以滲透到地下。“事實上，真正適用于上海的排澇方式應(yīng)該是‘先滲透，后排水’。”
然而，現(xiàn)在上海面臨著整個雨水調(diào)蓄的控制何時啟動、如何與河道接通的重要問題。譬如今年汛期上海遭遇多場暴雨，即使是給排水專業(yè)的“牛校”同濟大學(xué)，也經(jīng)歷了校園“水漫同濟”的窘境。問題究竟出在哪里？
趙敏華為同濟大學(xué)主校區(qū)把了把“脈”。經(jīng)地形高程分析，主校區(qū)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，周圍地勢又偏高，因此，“并非同濟本身水多，而是周圍的水倒灌進了校園，并且還排不出去”，最終導(dǎo)致了“萬人看海”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)域面臨著除了污水減排還要提高排水、排澇標準的壓力。但他強調(diào)，“減排”和“提標”在實際操作中必須要分開進行，要時刻牢記海綿城市的“真功夫”在地下，必須一層一層滲透下去、挖下去才切實可行。
“調(diào)蓄池是人為沉積雨水的手段，無法滲透和凈化雨水。相反，綠地卻具備了沉積、滲透、凈化三大對建設(shè)‘海綿城市’最為重要的功能。”趙敏華表示，像同濟主校區(qū)這樣易積水區(qū)域，完全可以將草坪下挖，使其低于地表。
他表示，對于短時內(nèi)“實在排不出去的水”，才需要依靠調(diào)蓄池乃至地下深層隧道。目前設(shè)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(guī)劃60米深層調(diào)蓄管廊系統(tǒng)，實現(xiàn)減排和提標。
“城市排水工程往往牽一發(fā)而動全身。”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(shè)比軌交隧道挖得更深的調(diào)蓄隧道。不過，他認為必須將自然方法放在首位，“積水本身不是問題，積水不退才是問題。”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、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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