2016年3月, 住建部发布的《海绵城市专项规划编制暂行规定》中提出, 老城区的海绵城市专项规划编制应以问题为导向, 重点解决城市内涝、雨水收集利用、黑臭水体治理等问题。2017年1月, 住建部和国家发改委联合发布《关于做好城市排水防涝补短板建设的通知》, 要求对建成区内的易涝点进行重点改造, 再一次强调了海绵城市中的水安全建设应该以解决易涝问题为导向进行改造。根据建成区内存在的内涝水患、水体黑臭、水生态破坏等严重问题, 提出针对问题的建设方案, 才是建成区海绵城市建设的根本方法。本文分析在建成区内海绵城市建设过程中存在的困惑和挑战, 总结在海绵城市建设中目标的选择, 探讨建成区的海绵城市建设思路。

　　 建成区内往往由于以往开发过程的局限性, 导致存在着很多需要解决的雨水问题。不同的城市, 其问题也不尽相同, 比如:东北的城市在老城进行透水铺装道路改造时, 应考虑冻融问题;南方河网城市在改造过程中会面临地下水高, 生物滞留设施渗透能力太小的问题。即使在同一个城市的不同片区改造, 面临的问题也有所不同, 比如:很多老旧城区存在合流制溢流 (CSO) 污染的问题、局部易涝积水、内涝防治能力偏低而进行的管网提标改造等问题, 不同片区需要解决的问题不同。

　　 建成区的场地有开发强度大、场地狭小、硬化率高、硬化面积大、绿化率低、地下管线设施复杂等特点, 使雨水控制设施的选择、布局、设计受到很大的限制, 也给施工造成了很大的难度。由于海绵城市建设跨学科、跨专业的特点, 在改造过程中可能会同时涉及到建筑、规划、市政、园林、环境、交通等不同的职能管理部门, 各个职能部门意见和诉求不一致, 为海绵城市建设造成了很大的困难。改造施工过程中对道路、广场、停车场和公园的封堵以及改造后雨水设施破坏了原景观形态和风貌, 会遭到居民的投诉和反对。

　　 建成区的海绵城市改造有很多争议, 例如:建成区内的现状不好变动, 绿化景观很完善, 没有必要对建成区进行专门改造;低影响开发雨水系统对截留雨水效果不大, 不如将资金用在管网的提标改造上, 将雨水快速排走;部分政府单位以及规划设计人员以《海绵城市建设技术指南》 (以下简称《指南》) 中年径流总量控制率目标的实现为规划建设的指导核心;各管理部门对所管辖的设施有顾虑, 排斥新型设施的建设。这些争议大多是因为管理者、规划建设者对海绵城市的内涵缺乏认识或者认识不到位、不一致造成的。

　　 海绵城市建设的投资主要推行政府和社会资本合作 (PPP) 模式, PPP模式中的社会资本在投资过程中更加青睐于给水处理、污水处理等具有明确征费标准的项目。但是雨水源头减排控制、市政雨水管网、合流制溢流污染控制、大型湿地等改造项目以及老城区内黑臭水体治理都属于公益性服务项目, 基本不产生经济效益, 使用PPP模式很难吸引社会资本参与到建成区的海绵城市改造。对于整个城区的海绵化改造, 推进程度慢, 见效时间较长, 造成本地政府投资的力度相对于新建区要小很多。

　　 在进行编制海绵城市实施方案、专项规划的时候, 区域问题分析、3套排水系统之间的衔接关系、各个技术手段的组合使用、各个目标的关系与实现途径、全过程控制的实现方法与途径、设施的选择与布局等问题需要进行整体考虑, 才能做出一份系统性的综合性方案, 真正满足海绵城市建设的目标。但是根据很多城市的实施方案和专项规划的成果来看, 有的缺少大排水系统的规划建设, 有的缺少竖向的衔接, 有的缺少对水资源、水生态等目标的实现途径, 这些问题都体现了对海绵城市理解的偏差, 缺乏整体的考虑。

　　 部分城市在海绵城市建设中, 简单地将植草沟、生物滞留、渗透铺装、蓄水池这些设施在各种场地、各个环境条件下反复单独或者组合使用, 尽管也可以实现径流水量削减和污染物负荷控制, 但是没有经过科学的思考和规划, 没有针对城市的具体问题, 降低了改造场地内最大程度雨水管理的效果, 造成改造后设施内景观效果过于单一。在很多污染严重的特殊场地内, 使用渗透设施还可能会造成地下水的污染, 造成一些设施在特殊的环境使用的局限性。对于设施类型的选择以及景观效果的设计都是场地设计的重点部分, 不可忽视。

　　 建成区的海绵城市改造应以问题导向为出发点, 需要因地制宜考虑场地具体特征, 深入分析区域、场地面临的主要问题, 结合具体特征, 确定场地改造的具体目标^[2]。

　　 这是很多城市中的老旧城区在完成新型雨水系统改造的同时需要实现的目标, 通过低影响开发技术设施的合理选择与组合、分配与布局, 建设源头低影响开发系统, 实现径流减排, 将小区、学校、广场、停车场、道路等场地的综合排水标准由原设计重现期为0.5~2年一遇的标准提高到重现期为3~5年一遇, 甚至更高的综合排水标准。在不进行管网的提标改造, 而提高场地的排水标准, 是一种经济可行的提高老旧城区综合排水标准的方法。

　　 “水十条”中明确提出了建成区内的黑臭水体总体得到消除, 明确了建成区内水环境的建设任务。随后发布的《城市黑臭水体整治工作指南》中详细介绍了黑臭水体的识别、定义、整治技术以及评价指标, 明确了在城市水环境治理中以解决黑臭水问题为导向的建设方针, 达到改善人居环境, 提升城市生态环境的目的。水环境的改善, 水质的提升对于水生动植物生长与繁殖, 水生态体系的修复起到重要作用。

　　 CSO污染问题是老旧城区的普遍存在问题, 通过模型模拟和实际的工程应用都表明源头低影响开发雨水系统能够明显提高CSO控制效果, 减少溢流次数^[3]。上海、合肥、嘉兴等地通过建设深层隧道来快速解决老城区的CSO污染问题。在管网中途建设分散式调蓄设施或者在管网末端截留并建设大型调蓄设施对合流制溢流进行调蓄能够有效地控制CSO污染问题^[4]。在短期内缓解CSO污染问题的同时, 也应该考虑在水环境质量要求越来越高时, 如何彻底解决CSO污染问题。

　　 大排水系统是城市排水系统的重要组成部分, 主要体现在对超过管渠排放能力的降雨所产生雨水径流“排—蓄”能力方面, 对于建成区来说, 现有的街道、绿地等设施已经无法大幅度调整, 无法通过对道路、绿地的竖向调整来构建道路、绿地的行洪排泄系统。只有通过加强公园、湿地、湖泊、水系等开放性空间的蓄水能力, 将建成区内符合条件的公园、湿地改造成能够容纳雨水的多功能调蓄公园、湿地;同时修复保护建成区内湖泊、水系, 增加蓄水容积, 来构建建成区的大排水系统。

　　 雨水资源化体现在渗透回补地下水、景观用水、处理后用于绿化养护、循环冷却用水等诸多方面, 适合于缺水地区的海绵城市建设和改造。例如:对于西北地区缺水性城市来说, 通过屋面、路面等下垫面收集雨水, 作为备用水源, 能够在很大程度上帮助缓解用水困难的问题;在南方通过雨水收集, 用于绿地浇洒, 减少市政用水节约水资源。雨水利用率是绿色建筑、生态城市、节水城市等评价的重要指标之一。

　　 海绵城市在建成区改造和新建区建设有一些差别, 相对于新建区来说, 建成区的改造项目具有成本更高、需要收集的现场数据更详细、设施布局地点和规模受到限制、受到现状设施的干扰、必须进行详细的现场勘查等特点^[2], 建成区雨水项目的改造特点使改造类项目需花费更多的时间、精力、成本来保证改造项目具有良好的雨水管控效果。借鉴美国通过最佳管控实践 (BMP) 、低影响开发 (LID) 、绿色雨水设施 (GSI) 等方式进行流域、场地雨水管理改造实践经验, 根据我国项目建设特点, 总结了适合国内场地雨水系统改造的流程, 如图1所示。

　　 根据国内这几年在建成区内开展黑臭水体治理、城市内涝积水专项治理、CSO污染治理、雨水综合利用等工作, 结合海绵城市建设, 总结在建成区内海绵城市建设思路和策略。

　　 在场地雨水系统改造过程中应该坚持最大技术可行性原则^[7], 将场地进行排水分区划分, 按照降雨径流流向顺序, 从最先开始流经的下垫面, 一直到最后径流排出场地为止, 对各个下垫面进行海绵设施选择和规模确定, 最终确定场地内的雨水控制目标。以老旧小区改造区为例说明最大技术可行性原则:首先考虑屋顶适合改造成绿色屋顶的范围和比例, 再考虑每栋楼增加雨水罐之类的存储设施, 再考虑小区道路、停车场的渗透铺装、生态停车场的改造, 之后再考虑小区内绿地的生物滞留改造, 尽可能考虑到小区内每个可能改造的地点, 并通过容积法计算或者模型确定每个改造点最大改造程度和选用最佳改造设施, 从而实现源头减排;最后根据当地小区内有无建设地下调蓄设施的条件, 确定是否建设地下调蓄设施对雨水加以综合利用。

　　 绿色雨水设施根据设施类型主要有“渗、滞、蓄、净”等功能, 通过源头分散式雨水设施实现径流源头渗透减排、达到水质净化的目的, 并利用城市的分散湿地、小型水体等进行蓄水、滞留雨水。美国的Santa Ana、Hazel Run、Tahoe Basin等流域因为面对高强度的开发, 径流污染物负荷较高, 通过在流域内使用LID进行大范围的雨水设施改造, 很好地实现了地表径流污染的控制, 湖泊水质有很大的改善^[6,7]。

　　 灰色雨水设施根据设施类型主要是“蓄、用、排”等功能, 考虑到建成区内建筑密度大, 可以用于改造的绿地、公共场地较少, 海绵设施的规模、选址都非常受限, 同时在建成区内湿地、水体有限, 造成天然的调蓄能力不足。想要在建成区达到预期的效果, 应该同步加强地下排水管网的提标改造以及泵站、蓄水池等地下灰色雨水设施的建设, 补充建成区内绿色雨水设施无法完全实现海绵城市建设目标的缺陷。

　　 目前在一些城市的海绵城市规划设计方案中, 不管新老城区都是以《指南》中建议的年径流总量控制率作为海绵城市规划建设的核心指标, 忽略了建成区由于本身条件的限制以及海绵城市建设的根本目的, 规划的下沉式绿地率、透水铺装率、绿色屋顶率等量化指标在进行具体的实施过程中可能会无法实现。部分规划设计人员在没有对海绵城市内涵了解透彻的前提下, 在规划设计过程中不知不觉地形成了“唯指标论”的观点。

　　 建成区内各个片区面临不同的雨水问题, 海绵城市建设更应该强调以片区为单元, 以片区的问题为导向, 解决片区内面临的主要问题, 或者通过片区外进行协调解决。比如对于道路积水点的改造, 可通过对道路建设生物滞留设施, 蓄水池等灰色设施调蓄, 或者将积水引导到片区外的开放性空间进行调蓄来解决片区内的积水问题。

　　 海绵城市建设应该统筹考虑源头减排—中途传输—末端调蓄。在源头按照最大可行性原则进行改造, 努力完成海绵小区、海绵道路、海绵绿地、海绵公园等项目的改造建设, 在建成区构建源头分散式低影响开发雨水系统, 实现对高频率小降雨进行截污减排控制;通过对管网的提标改造、调蓄池建设、雨污分流改造、合流制截流改造, 完善建成区管网排水系统, 应对1~10年一遇的降雨, 增强建成区的排涝能力;通过建设雨水湿地、大型调蓄设施、恢复在建设过程被掩埋的小水系以及严格修复并保护现有水体的蓝线范围用地来增加末端水体的调蓄容积, 应对超过10年一遇的降雨。通过源头—中途—末端的有机结合, 构建城市完整的雨水排水系统, 提高城市的排水防涝能力。

　　 有时场地按照最大可行性原则改造, 可改造地方较少或者无法进行改造, 可以选择在同一个排水分区内下游的场地, 进行“雨水排放交易”, 使下游场地代为处理上游场地的径流排水, 实现排水分区内源头与末端的协调。

　　 建成区内进行海绵城市建设可以与老旧小区改造、道路翻新、水体修复、景观绿化提升、管网更新、泵站建设、黑臭水体治理等民生工程相结合。在更新改造项目中将雨水系统融入, 增加主体项目多功能性, 实现城市更新改造与雨水系统之间的系统性和统一性。城市更新改造、海绵城市建设、建成区雨水系统三者关系如图2所示。

　　 将建筑附属绿地与水体、道路附属绿地、道路、湿地改造成为同时具有“海绵”功能的多功能设施, 将海绵城市的理念和建设目的融入到积水点改造、管网提标改造、绿建改造、黑臭水体整治等民生工程, 实现建成区内的海绵城市改造。对于无法实现分散式处理的场地, 比如绿地较少或者不适合进行绿色雨水基础设施改造的小区内, 可选择合适的场地集中收集处理。遵循因地制宜, 处理好集中与分散、源头与末端的关系, 从而加速修复老城区的水文循环状态。

　　 历史建筑与街区能够反映一定历史时期内的传统风貌和民族地方风貌, 是文脉传承和历史文化遗产保护不可缺少的一部分。而现在历史建筑面临建筑老化、功能设施不足等问题, 历史街区面临着环境恶化、景观效果差、交通不便、内涝积水等问题, 给居民生活带来极大的不便, 海绵城市理念的实施为历史街区的生态环境、内涝等问题解决带来了机遇^[5]。

　　 在对历史遗产保护的前提下解决历史建筑与街区面临的问题是海绵城市建设的重要内容之一, 在进行雨水系统改造时要统筹考虑对历史遗产的保护。海绵城市建设涉及到垂直绿化、路面改造、花园绿化、雨水设施等方面, 与历史街区目前面临的建筑、道路、绿地以及市政设施等方面的困境相对应, 二者具有较好的契合度。通过对建筑进行绿色屋顶、垂直绿化的改造, 对路面进行渗透铺装与生物滞留带的改造, 使建筑和道路在保持原貌的情况下提升生态功能;通过对街区内原有绿地的雨水综合利用景观提升改造, 对景观绿化重新规划设计, 改变街区绿化水平低、景观效果差等问题, 同时完善截流减排的生态环境功能。

　　 以问题为导向的建成区海绵城市改造, 规划、设计、施工都是在详细的现场踏勘基础上进行的, 通过现场踏勘, 可以得到详细的现场资料, 例如建筑的雨落管是否适合进行断接, 小区的建筑是否适合绿色屋顶的改造, 小区的绿地分布和规模, 小区有无水体, 道路的绿化带是否适合改造成生物滞留带, 大型公园、广场、绿地是否适合作为多功能调蓄场地, 水系的驳岸状况、管网的入水口有无进行预处理的可能等, 同时能够根据各个场地的特征, 找出场地面临的问题, 为海绵城市改造的规划设计提供可靠的依据。

　　 海绵城市建设是一个系统性很强的工程, 涉及到建筑、规划、给排水、水利、环境、景观、园林等不同的专业, 各个专业研究的侧重点不同, 在更新改造过程中要考虑各个专业的需求, 规划设计方案需要各个专业的专家同时参与, 协调分工, 方案需要全方位的论证, 将源头减排系统、管网排水系统、超标雨水排放系统, 规划、设计与实施等环节统筹考虑, 实现改造目标。

　　 目前海绵城市的规划设计方案基本都是“专业人员设计-专家评审-政府全权决定”的模式, 然而在大力发展海绵城市建设的过程中发现, 在实际操作时, 很多改造尤其是对老旧城区内居民活动频繁的居住小区进行源头绿色设施改造时, 大多数绿色设施是对原来的草坪绿地、广场进行一定程度的下沉, 下沉之后, 占用人们的休闲空间, 且积水后蚊虫滋生严重, 影响人们的日常生活。

　　 为建设适合居民的居住环境、行为习惯、认知程度以及满意程度的海绵城市, 应该打破现有的政府全权决定模式, 实行公共参与政策, 邀请工程项目周围常驻居民, 征询改造意见, 及时进行方案修改和完善。公众参与体现在政策法规的编制、工程建设的监督、实时效果评价等各个方面。公众的参与可以为政府和专业设计人员打开视野, 优化方案, 使建设方案更加贴近人们的日常需求, 使海绵城市建设过程更加顺利, 这种公众参与的方式也将会成为城市建设领域一个新的发展方向。

　　 这些思路不仅适用于建成区的海绵城市建设, 有些思路和方法同样适用于新建区的海绵城市建设。在此, 对新建区和建成区海绵城市在建设过程中的原则和方法的异同进行了比较, 具体如表1所示。

　　 建成区的改造因为场地特征不同、发展需求不同、面对问题不同, 无法用一个方案去解决其他场地的问题, 应该坚持以问题为导向、因地制宜的原则, 根据场地问题和需求, 制定相应的方案, 形成“一点一策”。

　　 建成区的海绵城市建设面对诸多困难和挑战, 需要清楚地认识并结合当地建设条件的具体现状、本底条件、区域和场地改造目标关系、近远期需求, 考虑如何实现不同管理部门之间的联合协调, 当地应该加大对建成区改造的投资力度, 探索新的投融资方式, 保障建设所需资金。

　　 建成区的海绵城市建设方式为:结合景观提升改造、棚户区重新规划、老旧小区改造、绿色建筑改造、道路改造、管网改造、积水点改造、区域更新等各项城市改造项目, 通过对现有道路、建筑、公共广场等硬化区域进行合理断接, 低影响开发雨水系统的合理布局, 实现建成区内的源头截污减排, 提升排涝标准。通过这样的建设方式, 可以避免没有合适的场地或者足够的绿地来建设新型雨水系统, 加快建成区的海绵城市建设。