“海绵城市”是一个比喻的说法,是一种在城市中建设防洪防涝并兼有生态环保功能的新型城市模型,指城市如海绵一样,降水时能“吸水”,而平时则可“挤”出收集的雨水来利用。

“海绵城市”一词最早由中国提出,与之相关的国际通用术语为源于北美的“低影响开发”。尽管有人将二者等同,但也有学者指出,“海绵城市”强调的是城市层级的整体建设理念和方式,而不是具体的技术措施。

“海绵城市”是推动绿色建筑建设、低碳城市发展、智慧城市形成的创新表现,是现代绿色新技术与社会、环境、人文等多种因素的有机结合。例如,常用于“海绵城市”建设的透水铺装材料表现出优秀的渗水、抗压、耐磨、防滑以及环保美观多彩、舒适易维护和吸音减噪等特点,使道路成了“会呼吸”的城镇景观路面,也有效缓解了城市热岛效应。

海绵城市发展历程

海绵城市的概念的发展历程如下:

2012年4月,2012低碳城市与区域发展科技论坛中首次提出“海绵城市”的概念。

2013年12月,习近平总书记在《中央城镇化工作会议》中强调:“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。”

2014年10月,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》

2014年12月,根据习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神和近期中央经济工作会的要求,财政部、住建部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。

2015年4月,获得中央财政补贴的16个海绵城市建设试点城市名单公布,包括迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。

2015年10月,中华人民共和国国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》,明确海绵城市建设的目标为“通过海绵城市建设,综合采取‘渗、滞、蓄、净、用、排’等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。”

2016年3月,住建部发布《海绵城市专项规划编制暂行规定》,要求各地抓紧编制海绵城市专项规划,于2016年10月底前完成设市城市海绵城市专项规划草案,按程序报批。

2017年3月5日,中华人民共和国第十二届全国人民代表大会第五次会议上,李克强总理在政府工作报告中提到:“统筹城市地上地下建设,再开工建设城市地下综合管廊2000公里以上,启动消除城区重点易涝区段三年行动,推进海绵城市建设,使城市既有‘面子’,更有‘里子’。”

海绵城市特点

海绵城市有几大特点:

天上下的雨尽量就地消化。这就是通常所说的蓄水。有地表蓄水如水库和湖泊。有地下蓄水如透水路面和地下水窖。

流出本地的水流必须是清澈如甘泉。这就是通常所说的污水治理。本地所产生的污水必须在本地治理。不能把治理污水的负担留到下游。

留在本地对地表蓄水和地下的蓄水必须加以重复地高效地利用。

每个海绵城市的区块要尽量满足本地所有的用水需求。

逐渐提升海绵城市的生态环境功能。

海绵城市的理想目标就是将海绵城市建设成为新兴的青山绿水,使得海绵城市返归为自然生态的一个组成部分。

海绵城市构建与途径

根据城市降雨过程,区域低影响开发技术主要分为截留技术、促渗技术和调蓄技术3种。其中,截留技术是通过材料或者结构,将降雨过程中雨水形成径流的速度减缓,通过增加雨水汇集的面积来达到延缓径流目的的技术,如绿色屋顶及植物群落冠层截留等。

地表促渗技术是改变地面材料或结构能够让雨水透过自身的孔隙或结构,下渗至场地内部,同时材料或结构具有一定的过滤净化作用,如透水混凝土制品铺装等。调蓄技术能储存一定量的雨水径流,并对其进行净化,当设施内的雨水达到饱和时,通过溢流口排入市政雨水管网,而干旱时可向周边绿地提供水资源,如生态沟、雨水花园、调蓄池和人工湿地等。

生态透水混凝土在海绵城市建设中的应用

生态透水混凝土也称多孔混凝土,由单一级配骨料、胶凝材料、水及添加剂等经一定比例拌制而成的一种有较大连续孔隙的轻质混凝土制品。透水混凝土是环境友好型材料的代表之一,它具有很强的透水能力,能让雨水迅速渗入地下,补充城市地下水。采用透水混凝土路面解决雨水和地下水之间的回补和释放是海绵城市道路建设的重要途径之一。

生态透水混凝土的特点

(1)高透水性。透水混凝土拥有15%-25%的孔隙,透水速度达到(31-52)升/(米·小时),远高于最有效的排水配置的排出速率。对于缓减城市排水压力、补充城市地下水资源以及保持土壤湿润等均有积极意义。

(2)抗冻融性。透水混凝土结构本身有较大的孔隙率,用其铺装的路面比一般混凝土路面具有更强的抗冻融能力,抗冻融指数为1.01,不会受冻融影响而产生面断裂。

(3)高散热性。透水混凝土的密度较低(15%-25%的孔隙率),热储存的能力较低,其独特的孔隙结构使得较低的地下温度传入混凝土内部从而降低整个铺装地面的温度。这些特点使透水铺装系统在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆的地面,有助于缓解城市“热岛效应”。

(4)过滤性。大孔的透水混凝土过滤效果较差,也容易被堵塞。但利用分级砂制备的微孔透水混凝土,对水中的杂质具有较好的过滤效果,且微孔透水混凝土不宜被堵塞,具有较强的持久透水能力。

(5)良好的装饰效果。透水混凝土具有色彩优化配比方案,能够配合设计师的独特创意,根据不同的场地和要求,实现不同环境和建筑个性所要求的图案和颜色。

生态透水混凝土在满足强度要求的同时,还需要保持一定的贯通孔隙来满足透水性的要求,因此在配制时除了选择合适的原材料外,还要通过配合比设计、制备工艺以及外加剂选用来满足强度和透水性要求。

生态透水混凝土的施工

(1)基层处理:清扫基层表面,表面应无尘土、树枝、纸屑等杂物,并在摊铺前润湿基层表面。

(2)布料:透水混凝土摊铺时应考虑振实预留高度。透水混凝土采用人工布料时,应用铁锹反扣,严禁抛掷。透水混凝土摊铺时间长于30min或遇大风天气时,现场混凝土要及时覆盖塑料布,防止透水混凝土水分过快散失。

(3)振捣:素色层透水混凝土布料完成后,用刮杠刮平,并用平板振捣器进行振捣,振捣完成后摊铺面层彩色透水混凝土或彩色露骨料透水混凝土,然后刮平,对缺料的地方及时补料,并用透水混凝土专用设备进行表面振捣及整平,直至与模板等高为止。

(4)表面修整:对碾压后的路面应及时修饰透水混凝土的边角,对于缺料的部位应填料修整,对于较干部位可先均匀喷洒一层水,再加料修整。

(5)平整密实:透水混凝土露骨料时,在表面平整、密实度达到要求后对表面均匀的喷刷一遍清洗剂,然后覆盖塑料薄膜;在喷刷完成后6-8小时(根据天气情况而定)采用高压水枪对表面冲洗,冲洗时必须把清洗剂清洗干净,但不能出现掉子等现象。

(6)养护:透水混凝土表面修整完毕后,应及时少量喷水并覆盖塑料薄膜进行养护,养护周期和普通混凝土相同,养护期间应在路面周围设置围挡。

海绵城市建设基于“源头减排、过程控制、系统治理”的建设理念,遵循“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”原则,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施,系统地解决城市开发建设面临的水生态、水资源、水环境、水安全等问题。建设海绵城市对于践行新型城镇化的发展道路、提升我国城镇化质量和生态文明建设水平具有重要作用。