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  • 海绵元素因地制宜

        本报记者 朱松梅

        大雨过后,地面微微潮湿,道路两侧浅浅的植草沟里还存有水迹,它们通往地势更低的坑塘、花园、蓄水池。这是北京城市副中心一个居民小区刚刚完成海绵改造后的场景。

        2016年,通州区被确定为全国第二批海绵城市建设试点。总面积19.36平方公里的试点区内,住宅小区、公共建筑、公园绿地、市政道路、河流湖泊等,都一一进行改造。

        在今年夏天的数场大雨中,通州试点区经受住了考验,未出现内涝积水。

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        从快排理念到海绵哲学

        逢暴雨就“看海”,是不少城市在夏天面临的困境。

        内涝与快速的城市化进程息息相关。据统计,我国城市的不透水地表面积以每年6.5%的速度增长,湖泊、湿地等水生态系统在连年减少。

        要治涝,包括北京在内的城市都曾一度依靠“雨水快排”:道路、小区的地面铺上了不透水沥青,蜿蜒的河道被裁弯取直,河床上的树木灌草被清除,代之以“三面光”的护砌……这一切,都是为了让雨水加速排出。

        然而,雨水快排并没有人们想象中那样行之有效。近年来,我国多个城市饱受汛期内涝之困,促使人们思考内涝的根本解决之策。

        “将内涝完全归咎于排水不畅,是抓错了问题的关键。所以雨水快排并没有从根本上治涝,而是一味把灾害转移至下游。”北京大学建筑与景观设计学院院长俞孔坚这样说。

        显然,要解决城市内涝,就不能“头痛医头、脚痛医脚”,而需要全局性的思考,对雨水开展源头、过程、末端的全流程综合管控。于是,近年来,快排的传统治涝思想渐渐被讲求慢排的“海绵城市”思维所取代。

        海绵是一个比喻,指的是城市像海绵一样具有弹性,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。“海绵”既包括河湖水系、蓄滞洪区,也包括城市配套设施,如绿地、花园、集雨池、可渗透路面等。

        在俞孔坚看来,与其说“海绵”是工程措施,倒不如说是一种哲学思想:将有化为无,将大化为小,将排他化为包容,将集中化为分散,将快化为慢,将刚硬化为柔和。

        事实上,“海绵”的提法虽然是现代城市治理理念,却古来有之。自古以来,中国人都将雨水看做宝贝,于是才有了“四水归明堂,财水不外流”的讲究。不论是单体的四合院建筑设计,还是农家天井的蓄水缸、遍布广袤土地的陂塘,都是古人蓄水的智慧结晶。

        故宫西北,占地70万平方米的北海团城已有800年历史,这座城堡便是古代海绵工程的典范。不管下多大的雨,都仅仅是雨过地皮湿。

        团城270米的围城上没有一个泄水口,秘密全在于倒梯形的青砖墙面。下雨时,雨水会通过砖缝流入地下,多余的雨水还会借北高南低的走势流入11个水眼,最终汇入涵洞储存,形成一条地下暗河。城上38棵百年古树至今蓊郁葱翠,全靠涵洞的雨水滋养。

        求诸自然规律和先贤智慧,留住天上水,成了新时期治涝的新思路,并上升为国家战略。

        2013年12月,习近平总书记在中央城镇化工作会议上讲话强调,“提升城市排水系统时,要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。”

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        从单个技术突破到技术集成创新

        2016年,通州区被确定为全国第二批海绵城市建设试点。试点总面积19.36平方公里,西南起自北运河,东至规划的春宜路,北至运潮减河,包括住宅小区、公共建筑、公园绿地、市政道路、河流湖泊。

        早在20年前,北京市水科学技术研究院就在全国率先开展雨洪利用的研究和探索。“北京本就属于半干旱地区,降雨量全年分布不均,再加上从上世纪90年代起进入了持续干旱期。所以,怎么留住珍贵的雨水,一直是水务科研的重点。”市水科院防灾减灾研究所所长潘兴瑶介绍说。

        过去数十年,透水砖、蓄水池、下凹式绿地等雨水收集设施已较为成熟,也在城区有不少应用。潘兴瑶认为,眼下在通州建设海绵城市,从单个技术来看,实施难度并不大,真正难的是开展技术的集成创新,也就是针对不同的改造对象,因地制宜寻找最合适的技术组合方案。

        “海绵城市建设在国内处于起步阶段,没有可借鉴的先行经验,更没有可复制的成功样本。”通州区海绵办的蔡殿卿说,除了技术集成创新之外,试点区更重要的使命是探索出一套普适性的改造方案、管护办法,甚至包括政府各部门的对接机制。

        山有定势,水无常形。怎样管理流动不居的雨水,首先面临着体制机制方面的困难。

        就拿一条道路的改造来说,其设计、施工关系到规自、交通部门;海绵设施关系到水务部门;雨水能不能汇入绿化带、是否会对植物生长造成负面影响,则需要园林部门研究、拍板。

        海绵城市建设是系统工程,需要多部门拧成一股绳共同推进。为此,本市在2017年制定了海绵城市建设工作联席会议制度,要求规自、住建、财政、水务、园林、交通、城管等十余个部门通力协作,成立海绵办公室,一竿子插到底,研究解决重点难点问题,事不绝,人不散。

        此外,本市还要求各区政府肩负起辖区海绵城市建设的主体责任,加大统筹力度,努力探索出适合北京的海绵城市建设经验。

        一系列管护标准也在陆续制定。目前,通州区发布了《北京城市副中心海绵城市建设技术导则》《北京市海绵城市试点区域建设工程运营维护管理办法》等10余个文件。大到管护办法、技术标准,小到植物种类选择、溢流井高度,文件中均有涉及。

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        从海绵小区试点到因地制宜

        说起“海绵城市”这个有些专业的词汇,73岁的紫荆雅园小区居民李宜任一点不陌生。历经大半年的改造之后,紫荆雅园成了北京城市副中心首个完成改造的海绵小区。

        紫荆雅园东临六环路,建成至今超过10年,由于地势低洼,每逢下雨,地面总布满小水洼,“年纪大点儿的人,走路得格外留神。”李宜任说。

        “改造之初,我们先进行了深入的调研,发现积水的原因除了地势低洼之外,还包括硬质路面不能透水、高绿地无法收集雨水等。”建设方北控水务的相关负责人介绍,小区的改造内容包括道路、绿地、停车位等。

        就拿道路改造来说,地面挖深约1米,先后铺设了4层渗水层。路面也从普通的混凝土换成透水砖和透水沥青。这样一来,下雨时,雨水不会在地面停留,而是迅速透过路面,在层层下渗中得到净化并涵养地下水。从南门走进小区,记者看到,灰色路面由透水砖铺成,中央宽约2米的红色步道则是透水混凝土。细瞧步道两侧,还各有一条排水沟,暴雨来临时,无法及时下渗的雨水可由此排走。

        “渗、滞、蓄、净、用、排,是海绵城市建设中的六大措施。具体到工程方式上就更多了,包括透水停车位、透水铺装广场、下凹绿地、雨水花园、植草沟等数十种。”北京建筑大学的博士生郑贵堃说。在通州海绵城市的改造中,他参与了多个项目的方案咨询,针对不同项目,设计人员会反复现场踏勘,因地制宜优化设计方案,添加不同的“海绵元素”。

        被运潮减河和北运河三面环绕,月亮河城堡临水而居。今年夏天,是它完成改造后的第一个汛期。测算显示,75%的雨水可就地消纳,不超过24毫米的降雨量将全部被小区“喝掉”,初步实现了“小雨不湿鞋、大雨不积水”。

        与紫荆雅园相比,月亮河城堡小区的独特优势是有一个地势较低的小广场。于是,设计人员在小广场的地下深挖了一座蓄水池,可容纳200立方米雨水,地面换成了透水混凝土,四周还开辟了一圈草木茂盛的植草沟。

        一旦大雨来临,小区里的雨水从四面八方汇到植草沟,进行滞留、蓄存、净化,然后汇入蓄水池暂时歇歇脚。如此不但能削减洪峰,减轻内涝,净化后的雨水还可用于绿地灌溉。

        在平顶的公共建筑,屋顶花园是一项应用极广的措施,它既能提高建筑颜值、节省空间,又能驻留雨水、降低气温。在通州某幼儿园的教学楼楼顶,2000平方米的屋顶郁郁葱葱,成为孩子们最爱的地方。

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        从后期改造到规划设计先行

        比后期改造更有效的,是在地块开发建设之初就加强顶层设计,高标准规划,把海绵城市的理念融入建设之中。

        郝家府地铁站东侧,一条秀美的河流蜿蜒绕过行政办公区。河水明亮如镜,几朵睡莲悠闲地漂在水面,河边次第生长着芦苇、菖蒲、美人蕉,密匝匝像绿篱一般。若不是旁边矗立着高大的建筑,简直会让人误以为这是郊外的一条“野河”。

        它就是建设行政办公区时,通州新开挖的河流——镜河。

        来这儿转上一圈儿,普通人只能看到镜河的秀丽,却不知其真正的玄妙之处。“它是行政办公区化身‘海绵’最重要的工程措施。”市水科院高级工程师于磊说,镜河河道两侧的地底下埋设了排水方涵,其容积之大甚至可容私家车通行,可容纳约55万立方米雨水。方圆6平方公里的行政办公区,雨水全部汇入方涵暂时存储,一旦降雨大于20年一遇标准,方涵内的溢流堰将把河水分流至镜河,再排入北运河。同时,由于镜河弯弯曲曲,有深潭浅滩,也有芦苇菖蒲,本身即可减缓河水流速,调节水量之丰俭,缓解旱涝灾害。

        暴雨过后,方涵中的雨水经过净化,还能再重新注入镜河,使其净水长流。

        如此精妙的设计,全部基于建设时严格的竖向管控。

        竖向管控,可以通俗理解为对建筑物高程做出严格的规定,施工时不得随意更改,这样一来,就能大致决定雨水的整体流向。行政办公区就是通州区首个在规划之初便实行竖向管控的大型工程。

        “水往低处流。只有实行严格的竖向管控,才能合理确定收水范围。否则,即便建了下凹式绿地,雨水也有可能无法汇入。”于磊说,行政办公区看似地形起伏不定,实则有规律可循。“雨水就像有导航一样,总能曲曲折折流到镜河,不会跑偏,不会积水。”

        在今年5月17日的暴雨中,行政办公区的道路、园林绿化均无大面积积水。水文监测数据显示,75%的雨水实现了就地蓄留,其中,10.86万立方米雨水流入方涵暗渠,32.64万立方米雨水通过自然渗透等方式灌溉办公区的植物、涵养地下水源。

        经过两年多的建设,通州已有45个项目完成了海绵化改造和建设,在一定程度上减轻了内涝风险,涵养了水源。此外,还有46个项目正在建设,43个项目预计今年启动建设。

        大雨,带来的将不再是内涝,而是把城市变成会呼吸、有弹性、生机勃勃的桃花源。

        他山之石

        陕西西咸新区

        3年地下水位回升3.43米

        位于陕西西安、咸阳两市之间的西咸新区,渭河、泾河、沣河穿境而过,因地势低平、排水管网系统不健全,曾常年遭遇“小雨积水、大雨内涝”窘境。2015年,西咸新区入选国家首批海绵城市建设试点,该区五个组团之一的沣西新城作为海绵城市建设试点核心区。

        中心绿廊区域雨水收集的系统范围约10平方公里,打通了该区所有管网。雨天时,雨水从地势高处流向铺满植被的下凹式绿化带、雨水花园、雨水收集池、绿色屋顶、植草沟等,逐级被消纳。多余的未被消纳的雨水,则顺着植草沟渠流向沣西新城中心区域的中央公园。形成以自然河道、中央绿廊、环形公园、街头绿地四级开放空间构建的城市生态基地。

        持续三年监测表明,新城内10个积水易涝点已在海绵城市建设过程中全部消除;而绿化面积的不断扩大,让该区同一时期平均温度较相邻的西安、咸阳两市低了1℃,地下水位也较2015年回升了3.43米。