【摘 要】当今中国正面临着水资源短缺，水质污染，洪涝灾害，水生物栖息地丧失等多种水问题。这些水问题综合症是系统性、综合的问题，亟需一个更为综合全面的解决方案。“海绵城市”理论的提出正是立足这一背景。
【关键词】海绵城市；水生态基础设施；生态系统服务；景观安全格局；理论
“海绵城市”的概念被官方文件明确提出，代表着生态雨洪管理思想和技术将从学界走向管理层面，并在实践中得到更有力的推广。但是，不难发现相关研究多围绕以LID技术、水敏感性城市规划与设计等为代表的西方国家先进的生态雨洪管理技术而展开，也越来越聚焦于城市内部排水系统和雨水利用、管理，并且在具体技术层面的诠释依旧未能摆脱对现有治水途径中“工程性措施”的依赖。在笔者看来，“海绵城市”的建设理念远不止如此，它为在不同尺度上综合解决中国城市突出的水问题及相关生态和环境问题开启了希望旅程，包括雨洪管理、生态防洪、水质净化、地下水补充、棕地修复、生物栖息地的营造、公园绿地营造，以及城市微气候调节等等。
一、“海绵城市”理论提出的背景
当今中国正面临着各种各样的水危机：水资源短缺，水质污染，洪水，城市内涝，地下水位下降，水生物栖息地丧失等，问题非常严重[26]。这些水问题的综合症带来的水危机并不是水利部门或者某一部门管理下发生的问题，而是一个系统性、综合的问题，我们亟需一个更为综合全面的解决方案。“海绵城市”理论的提出正是立足于我国的水情特征和水问题。
二、PDS防护虹吸雨水收集系统
雨水收集主要包括屋面雨水、广场雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水等。而PDS防护虹吸雨水收集系统主要收集绿地范围内的渗透水。何谓“PDS”系统？“PDS”系统能够将（蓄）排水板上多余的水有组织的通过虹吸排水槽排至集水井并对集水井内的收集水进行二次利用的系统。该系统打破了传统雨水收集系统只能收集地表水及部分地区渗入水的诟病，将地表水、渗入水统统收集，充分利用珍贵的大自然资源。并且能够保持屋面水位处于较低水平，保持土壤的透气性及透水性，保证植物根系的正常生长。并可作为防水层的柔性保护层，替代传统的水泥保护层，大大降低工程造价。“PDS”系统尤其适用于顶板面积较大放坡困难、降雨天气多的地区。该系统又是如何收集雨水的？土壤渗入水不断通过高分子防护排（蓄）水异型片流至虹吸排水槽。在虹吸排水槽上安装透气管，虹吸排水槽内的水在空隙、重力和气压作用下很快汇集到出水口，出水口通过管道变径的方式使虹吸直管形成满流从而形成虹吸，虹吸排水槽内的水不断被吸入观察井。经观察井排入雨水收集系统内，待晴天需要对绿化植物进行浇灌时再对雨水进行循环利用。这样就从以往的被动排水转变成了现在的主动式排水，从而真正实现了零坡度、有组织排水。
三、“海绵城市”理论内涵
水环境与水生态问题是跨尺度、跨地域的系统性问题，也是互为关联的综合性问题。诸多水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调，因此解决水问题的出路不在于河道与水体本身，而在于水体之外的环境。如：大量的雨并不是落在河道里，所以防洪没有必要仅仅死守河道；主要污染源非水体本身，所以，水净化的解决之道也不在于水体本身。解决城乡水问题，必须把研究对象从水体本身扩展到水生态系统，通过生态途径，对水生态系统结构和功能进行调理，增强生态系统的整体服务功能：供给服务、调节服务、生命承载服务和文化精神服务，这四类生态系统服务构成水系统的一个完整的功能体系。因此，从生态系统服务出发，通过跨尺度构建水生态基础设施，并结合多类具体技术建设水生态基础设施，是“海绵城市”的核心。
（一）价值观：“水适应人”转向“人适应水”
“海绵城市”是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征，字里行间反映出与传统的工程思维下“水适应人”的治水思路截然不同。城市应该是一种“人适应水”的景观，即“水适应性景观”。“适应性”借用了生物学的术语，包含两方面含义，一是生物的结构都适合于一定的功能，二是生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续。因此，所谓“适应性景观”强调了其是在外界的环境及其影响以及人类自身的改变共同作用下最终形成的产物。许多传统城市在长期的缓慢发展演变中，形成综合的发达的水适应性景观系统。
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（二）“海绵”即是以景观为载体的水生态基础设施
完整的土地生命系统自身具备复杂而丰富的生态系统服务功能，这是“生态系统服务”理论的核心思想，聚焦到“水问题”上，这一理论表明，城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能，这也是“海绵城市”构建的基础。但是，各种关键性生态过程在土地的分布是不均衡的，“景观安全格局”理论认为景观中存在某些潜在的空间格局，它们由某些关键性的局部、位置和空间所构成，它们在物种保持和扩散的保护过程有异常重要的意义，以求解如何在有限的国土面积上，以尽可能少的用地、最佳的格局、最有效地维护景观中各种生态过程的健康和安全。
（三）“海绵城市”建设需以跨尺度的生态规划理论和方法体系为基础
很多学者对“海绵城市”的理解倾向于聚焦在雨水利用和管理问题上，同时提倡LID技术的应用，关注雨水处理和场地措施。诚然，上述确实是“海绵城市”建设的重点之一，但并不全面。城市水问题的解决前提是保护区域水循环过程，这就注定了真正的解决方案必定是跨尺度的，即“海绵城市”的构建需要不同尺度的承接、配合。
（四）“海绵城市”旨在综合解决城市生态问题
水生态系统区别于其他生态系统的主要特点之一在于水这一特殊的环境因子。由于水是流动和循环的特点，因此水生态系统的影响因素并不在于水体本身，它与流域内其他土地利用和各类景观要素相联系，自然过程和人类活动对水生态系统的影响是广泛的。就水而论水容易形成认知障碍，应从更高一个层次研究水体，将视野从水体扩大到汇水区域（对静水水体而言)或流域（对流水水体而言)以及景观尺度。即充分认识到水域、水体本身不仅仅是为水生态系统服务，而是为整个生态系统提供了多种重要且无可替代的服务。
四、雨水调蓄利用的不同用途
（一）饮用水和生活用水
雨水收集处理后用作饮用水是缺水农村地区的一种普遍做法，然而如何保障饮水者的安全是其中最为关键的环节。2000年，美国疾病预防控制中心和泛美卫生组为发展中国家设计了一种简便、廉价的家庭用水策略——雨水安全利用系统，通过现场的次氯酸钠溶液消毒、安全的水储存和改变用水习惯等保障用水安全。这套系统被应用在肯尼亚西部的农村地区后，被证明可以有效地降低腹泻的产生概率。在孟加拉国的农村地区，研究发现收集的屋面雨水在水窖中储存３个月后会检出大肠杆菌，但经60cm厚的沙层渗滤后能去除超过60%的大肠杆菌，明显降低饮用雨水的健康风险。对约旦12个省农村地区的研究则表明，从居住区屋顶收集的雨水，在无机化合物等指标上可以达到世界卫生组织相应的饮用水标准，而粪大肠杆菌指标无法达标。
（二）农作物灌溉用水以及牲畜养殖用水
雨水调蓄利用设施的可以促进当地动植物的生长，提升物种多样性，保障粮食安全并提高农民收入。坦桑尼亚的研究就发现，采用雨水利用设施可以由种植高粱改种水稻，每个劳动力每天产值可由3.7美元上升到12美元。在澳大利亚西部地区，从居住区屋面收集的雨水可以成为室内非饮用水和灌溉水的优质替代水源。
（三）回补地下水，恢复生境
在农村，收集的雨水除了被用于灌溉农作物和日常的生活用水，还有一个重要的作用就是生态修复，包括涵养水源、回补地下水、促进植树造林和生境恢复等。印度学者singh的研究证实，合理进行雨水调蓄利用可以促进退化山区的植被恢复和生产力再生。在津巴布韦的奇维地区的研究同样发现，应用雨水调蓄利用设施除了增加粮食产量和居民收入并保障食品安全之外，还有助于水土保持，减轻土壤侵蚀并使湿地重生。此外，伊朗的许多地区也充分利用雨水资源，通过引洪漫地恢复植被和回补地下水，使下游地下水位回升，对于恢复生态环境和地下水水位起了重要作用。
随着社会的发展，人类对资源需求的增长和资源短缺之间的矛盾日益加剧，水的供给与需求矛盾日益突出，进行水资源的合理开发利用已成为全世界所面临的共同问题，城市雨水利用是一种新型的技术，具有节约水资源、控制城市水土流失、防止水涝灾害、减少水污染和改善城市生态环境等综合效益。适应现代化城市对水资源保护与可持续利用的要求，适应城市水生态环境保护及可持续发展的要求。
参考文献：
[1]张淼.建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）.北京：中国计划出版社，2009.
[2]赵世明.建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB50400-2006）.北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]张艳杰，叶剑．干旱半干旱地区公路雨水集蓄利用[J]．中国水土保持，2005，（7）：12－13．
[4]龚孟建．从西部大开发战略中谈对雨水集蓄利用的几点认识．中国农村水利水电，2001，（1）：14－16．
作者简介：李煜1983年 男 汉族 吉林省东丰县 大学本科 技术负责人 中级工程师 给排水工程，研究方向：工程技术管理。
论文作者:李煜
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/9
标签：雨水论文; 城市论文; 海绵论文; 系统论文; 水体论文; 景观论文; 生态论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;