2014年5月11日,50年一遇的大暴雨襲擊深圳。
“這座年輕的現(xiàn)代都市在30多年的時間里,陸續(xù)修建了1.37萬多公里的下水道,卻依然在暴雨面前敗下陣來。”新華網(wǎng)最終在報道里如此寫道。
深圳在暴雨中的“失陷”,在中國內(nèi)地或有一種象征性意義。
近些年來,每逢大暴雨,全國各大城市出現(xiàn)“看海”的情景并不少見。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“逢雨必澇”的難題。
住建部2010年對國內(nèi)351個城市的專項調(diào)研顯示,2008年-2010年間,有62%的城市發(fā)生過不同程度的內(nèi)澇,其中內(nèi)澇災(zāi)害超過三次以上的城市有137個,在發(fā)生過內(nèi)澇的城市中,57個城市的最長積水時間超過12小時。
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(chǔ)上興建,有著先天的規(guī)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”,或許意味著中國需要徹底改革城市排水設(shè)施,徹底終結(jié)為期數(shù)十年的“重地上、輕地下”的功利化的城市建設(shè)道路。
怎么辦?革新地下管道、建設(shè)排水管廊等,目前已成社會共識,但識者也指出,僅改善排水管道遠遠不夠,這僅是解決問題的開始。住建部于2014年11月初發(fā)布一紙技術(shù)性文件,彰顯中國開始在新的排水道路——建設(shè)海綿城市——上著力。
住建部文件全稱為《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》(下稱《指南》)。《指南》強調(diào),國家鼓勵各地建設(shè)海綿城市,并讓該模式統(tǒng)籌低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標雨水徑流排放系統(tǒng)。
海綿城市又叫低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)或低沖擊開發(fā)系統(tǒng)(Low Impact Development,簡稱LID),在美國等發(fā)達國家實施多年。此法傳至中國臺灣地區(qū)后,被形象地稱作海綿城市——在暴雨來襲時,城市能夠像海綿一樣將雨水儲存起來;暴雨過后,再讓雨水緩慢地流出,從而避免短時間內(nèi)大量雨水聚集帶來的城市內(nèi)澇問題。
中國大陸也有試驗。在2014年5月的那場暴雨中,深圳并沒有完敗——位于深圳大學(xué)南校區(qū)的深圳大學(xué)土木工程學(xué)院LID示范區(qū),就未出現(xiàn)積水。
該LID示范區(qū)利用景觀、園林綠地,通過置換土壤、植物搭配、水文水利設(shè)計,并通過分散、小規(guī)模源頭控制等來達到對雨水徑流及其污染的控制,使開發(fā)地區(qū)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(tǒng),但中國諸多城市還遠未就建設(shè)海綿城市形成共識。概念背后的城市革新,也可能在未來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(xiàn)內(nèi)澇?各地給出的理由眾多。但在水利學(xué)者眼中,原因簡單。
城市在開發(fā)后打破了原有的水文循環(huán),大量硬化建筑和路面無法透水,暴雨來臨,原本應(yīng)該下滲或被植被儲存的雨水無法下滲只能外排。外排依賴城市的地下排水管網(wǎng),暴雨時下水管網(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(nèi)澇。
顯然,建設(shè)足夠應(yīng)對暴雨的先進管網(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,一來花費巨大,二來雨水帶來的環(huán)境污染難以顧及。
大量雨水裹挾著城市路面上的垃圾、污染物等經(jīng)地下管網(wǎng)進入河流、湖泊等自然水體,造成這些自然水體短時間內(nèi)磷、氮、油脂、重金屬等污染物大量聚集。
在建設(shè)好管道之外,西方有另一套思路應(yīng)對暴雨,即不讓城市那么“硬”——雖然由于城市開發(fā)的需要,原生態(tài)的地貌不可能完整保留,但LID模式可以通過技術(shù)手段盡可能地保留城市開發(fā)前的水文循環(huán)。
LID設(shè)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功能,可實現(xiàn)徑流總量、徑流峰值和徑流污染等多個控制目標。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(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“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(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等,根據(jù)不同區(qū)域的水文地質(zhì)、水資源等特點進行組合,實現(xiàn)雨水的儲存、過濾和凈化。
當降雨來臨,綠色屋頂在建筑物頂層承接雨水,經(jīng)過特殊設(shè)計的綠色植被既不會對建筑物造成很大負荷,也不會滲入屋內(nèi)。植物和改良土壤將部分雨水蓄積在綠色屋頂上,并起到過濾和凈化的作用。多余的則通過排水管進入地面上的生態(tài)滯留設(shè)施。
簡單講,生態(tài)滯留設(shè)施是經(jīng)過改造的、滯留雨水能力更強的綠化設(shè)施。雨水花園是生態(tài)滯留設(shè)施的一種。外觀上看起來,雨水花園與普通的花園并無差別。但在植被下面,有經(jīng)過特殊設(shè)計的蓄水層可以儲存雨水,在暴雨時的調(diào)蓄作用更加明顯。雨水花園的建造成本很低,在現(xiàn)有的花園或者綠化設(shè)施基礎(chǔ)上進行改造就可以加強雨水調(diào)蓄的效果。
類似雨水花園的生態(tài)滯留設(shè)施的作用在于蓄水,而滲透塘的作用則在于促進雨水下滲,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,而且也可以對來自于鄰近區(qū)域的降水徑流經(jīng)行入滲,從而避免大面積積水的問題。
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(shè)施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標雨水徑流排放系統(tǒng)。
基于雨水管理和利用的理念,各國有不同的實踐,相對而言,美國的LID開發(fā)模式則最為系統(tǒng)和完善。目前已經(jīng)在全美50多個州推行。根據(jù)美國環(huán)保署(EPA)發(fā)布的數(shù)據(jù),LID技術(shù)在不同的氣候條件下,其效果有所不同,但總的來說在全美各個城市都顯示出顯著的效果。根據(jù)美國目前的統(tǒng)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(tǒng)的壓力。
在成本上,EPA的數(shù)據(jù)顯示,修建LID設(shè)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(nèi)標準規(guī)范的限制和保留部分傳統(tǒng)地下管網(wǎng)的原因,帶有LID設(shè)施的雨水排水系統(tǒng)的費用與單純的地下排水系統(tǒng)的費用基本持平。” 深圳大學(xué)建設(shè)工程生態(tài)技術(shù)研究所所長劉建告訴財新記者。
雨水集蓄回用也是低影響開發(fā)的目標之一。LID設(shè)施中的雨水罐、蓄水池等設(shè)施都可以實現(xiàn)雨水的收集利用。經(jīng)過簡單處理的雨水,可以用于綠化灌溉、沖洗路面和車輛等。
前住建部副部長仇保興的一組數(shù)據(jù)非常有說服力。這位多年來一直致力于推廣低影響開發(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(yīng)借鑒發(fā)達國家理念,在城鎮(zhèn)大力推行低沖擊開發(fā)的模式。其一,建立雨水的收集系統(tǒng),主要在公共廣場、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、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(tǒng)的壓力,緩解城市內(nèi)澇的程度。其三,可以解決初期雨水面源污染問題。
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(nèi)城市建成區(qū)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。