上海市政總院：用創(chuàng)新理念和技術(shù)引領(lǐng)"海綿城市"建設(shè)

上海走馬塘河道綜合治理工程

  一座城市要帶給人們幸福感，離不開環(huán)境的和諧、安全和生態(tài)的。上海市城市總體規(guī)劃(2016-2040)提出，到2040年上海將建成更可持續(xù)發(fā)展的韌性生態(tài)之城，地下基礎(chǔ)設(shè)施與國際大都市對標(biāo)，其中建設(shè)“海綿城市”是一個(gè)關(guān)鍵要素。

  海綿城市，是一種形象表述。它是指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(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。在業(yè)內(nèi)流行著這樣一個(gè)經(jīng)典而通俗的理念：“水是不可壓縮的”，城市建設(shè)要給降水留存一定的空間。因此，城市需要探尋與水共生的和諧方式，而“海綿城市”就提供了“化剛為柔”的治水方式，把水患威脅轉(zhuǎn)化成城市更新的契機(jī)。這是全新的城市發(fā)展理念，意味著傳統(tǒng)快排理念開始轉(zhuǎn)向可持續(xù)性雨水管理。

  目前，“海綿城市”成為我國城市建設(shè)工作中的熱點(diǎn)。國家領(lǐng)導(dǎo)人在2013年12月召開的中央城鎮(zhèn)化工作會議上講話指出：“解決雨水問題必須順應(yīng)自然，要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多地利用自然力量來排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市?！睘轫憫?yīng)國家號召，今年，經(jīng)由財(cái)政部、住建部、水利部三部委評審，上海在20個(gè)參與申報(bào)城市中脫穎而出，成功入選第二批國家海綿城市試點(diǎn)，明確到2020年和2030年，城市建成區(qū)20%和80%以上的面積將分別達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)。

  去年，上海就為申報(bào)海綿城市試點(diǎn)研究出臺了相關(guān)實(shí)施意見和指標(biāo)體系，為未來建設(shè)確立思路、鋪墊發(fā)展軌道。“海綿城市是一項(xiàng)長期和系統(tǒng)的工程，是將‘山水林田湖’作為生命共同體和完整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)保障水安全、治理水環(huán)境、涵養(yǎng)水資源、改善水生態(tài)?！鄙虾！昂＞d城市”主要參與方之一、上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱：市政總院）總工程師、海綿城市建設(shè)技術(shù)研究中心主任張辰說，“把握住這個(gè)基調(diào)才能走得正確，走得堅(jiān)定?！?

  創(chuàng)新研究，在“先行先試”中探索前行

  “海綿城市”建設(shè)要求高、內(nèi)容復(fù)雜，不僅包含新城區(qū)的開發(fā)建設(shè)，還涉及到老城區(qū)改造。在試點(diǎn)區(qū)域的選擇上，上海堅(jiān)持問題和目標(biāo)導(dǎo)向，堅(jiān)持集中連片、新老結(jié)合、可復(fù)制、可推廣、可操作性等原則，在老城區(qū)積水點(diǎn)改造、污染水體整治、已建城區(qū)海綿化建設(shè)等方面開展試點(diǎn)，探索并實(shí)踐一種可以復(fù)制與推廣的建設(shè)方法。

  臨港地區(qū)是上?！昂＞d城市”試點(diǎn)的承載區(qū)，建設(shè)以滴水湖為中心向外確立七個(gè)示范區(qū)，中心目標(biāo)是貫徹海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”原則保護(hù)滴水湖的水質(zhì)，并確保碧波萬頃的滴水湖及周邊地區(qū)水安全。試點(diǎn)區(qū)域面積79平方公里，其中老城區(qū)及已建城區(qū)26平方公里，試點(diǎn)區(qū)將實(shí)現(xiàn)“5年一遇降雨不積水、100年一遇降雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的總體目標(biāo)；實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制率不低于80%，河道水體達(dá)到水功能區(qū)劃目標(biāo)。同時(shí)，試點(diǎn)還結(jié)合上海自貿(mào)區(qū)建設(shè)，創(chuàng)新海綿城市建設(shè)PPP融資模式。

  除了試驗(yàn)可復(fù)制的試點(diǎn)建設(shè)方法外，今年市政總院還啟動了一項(xiàng)契合“大海綿概念”的蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道試驗(yàn)段工程，也稱“深隧”、“暗河”。這是上海在保障水安全方面未雨綢繆的一大項(xiàng)目。經(jīng)過專家研究，同時(shí)借鑒國外大城市的經(jīng)驗(yàn)，“深隧”工程原則上設(shè)在蘇州河河下和周邊道路下，考慮到軌道交通等因素，因此深埋地下，最深處達(dá)60米，工程總長15.3公里，今年年底之前有1.6公里的試驗(yàn)段將先行先試。它的主要功能就是“錯(cuò)峰調(diào)蓄”，一旦出現(xiàn)強(qiáng)降雨，降水一時(shí)過于集中“排不掉”，就利用口徑達(dá)9米左右的大蓄水管道進(jìn)行調(diào)蓄，利用“時(shí)間差”，規(guī)避強(qiáng)降雨時(shí)的排水“高峰”時(shí)段，等排水“峰值”一過，再通過合流污水管道排放出去處理原排放。這樣一來，就可以確保周邊地區(qū)能夠防御“五年一遇”的強(qiáng)降水。

  “深隧”工程的背后，折射了上海在“海綿城市”建設(shè)中的先進(jìn)理念，更有深厚的技術(shù)積淀在支撐?！啊＞d城市’不是一味大興土木搞工程，甚至進(jìn)行破壞性建設(shè)?！焙＞d城市建設(shè)技術(shù)研究中心陳嫣說，它的本質(zhì)是低影響開發(fā)（LID）技術(shù)，在開發(fā)建設(shè)的時(shí)候要對周邊的影響降到最低，同時(shí)恢復(fù)城市本身的自然生態(tài)本底，對天然存在的綠地、濕地、河湖等景觀的保護(hù)和修復(fù)?；谶@個(gè)理念，要提高城市的降水調(diào)蓄能力和排水標(biāo)準(zhǔn)，就不能把城區(qū)所有的管道都翻修一遍，而是要“另辟蹊徑”，通過建設(shè)第二層的深層管網(wǎng)（或稱深層內(nèi)澇防治系統(tǒng)網(wǎng)）來提高整個(gè)城市的防汛能力。

  早在2009年，“海綿城市”建設(shè)的主要參與單位之一、市政總院就開始了相關(guān)領(lǐng)域的科研探索，圍繞如何讓蘇州河兩岸提高排水標(biāo)準(zhǔn)、建立內(nèi)澇防治體系、達(dá)到降水的儲蓄和控制等課題展開研究，提出建設(shè)“深隧”工程并基本完成了幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)值的確立。要想在60米深的地下開挖河道，不僅在全國絕無僅有，在國際上也是大城市保障排澇除險(xiǎn)的主要舉措，需要縝密規(guī)劃和先進(jìn)技術(shù)的支持。上海選擇迎難而上，在管道鋪設(shè)偏老舊、地下空間較為復(fù)雜的中心城區(qū)先進(jìn)行試點(diǎn)，從而起到示范作用。

  人們隨處可見的建筑與小區(qū)、綠地、道路與廣場等公共場合，也將被改造成一塊塊“海綿”。利用建筑與小區(qū)的“綠色屋頂”，在滯留雨水的同時(shí)起到節(jié)能減排、緩解熱島效應(yīng)的功效。有條件的綠地可“凹下去”，讓雨水進(jìn)入下凹式綠地進(jìn)行調(diào)蓄、下滲與凈化，而非直接通過下水道排放。人行道、廣場采用透水鋪裝設(shè)計(jì)，并結(jié)合周邊綠帶建設(shè)雨水蓄滲設(shè)施，達(dá)到“走路不濕鞋”的效果。

  頂層設(shè)計(jì)，為“海綿城市”確立方向

  在申報(bào)試點(diǎn)過程當(dāng)中，上海也逐步建立了自己的“海綿城市”建設(shè)指標(biāo)體系。去年，上海市海綿城市建設(shè)的框架體系基本敲定，《關(guān)于貫徹落實(shí)＜國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見＞的實(shí)施意見》、《上海市海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系（試行）》、《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》（試行）和《海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》（試行）相繼出臺。在框架體系出臺后，上海還多次召開專家評審會和各個(gè)委辦局的審查會，確保頂層設(shè)計(jì)的合理性和可操作性。得益于上海清晰周密的頂層設(shè)計(jì)和堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng)的原則，“海綿城市”建設(shè)正在穩(wěn)扎穩(wěn)打一步一步推進(jìn)落實(shí)。

  為貫徹國家要求，上海在實(shí)施意見當(dāng)中，確定了清晰的規(guī)劃和目標(biāo)，其中包括政策支持、考核要求，以及相關(guān)領(lǐng)域的一些技術(shù)研究開展，明確到2020年和2030年，城市建成區(qū)20%和80%以上的面積將分別達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)?！都夹g(shù)導(dǎo)則》適用于上海市各類規(guī)劃編制以及建筑與小區(qū)、綠地、道路與廣場、水務(wù)等系統(tǒng)新、改、擴(kuò)建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、管理和后評估，內(nèi)容以低影響開發(fā)相關(guān)技術(shù)為主，其中20多項(xiàng)技術(shù)是從30多項(xiàng)國家“海綿城市”技術(shù)篩選得出，更加符合上海特點(diǎn)，凸顯了因地制宜的原則。在推進(jìn)落實(shí)過程中，由于區(qū)縣鎮(zhèn)和社會力量承擔(dān)著較大的比重，上海出臺的《標(biāo)準(zhǔn)圖集》包含了諸如小區(qū)透水、屋頂綠化、雨落管斷接、雨水進(jìn)口在內(nèi)的各個(gè)細(xì)節(jié)的操作過程，旨在用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)讓不同主體都能勝任“專業(yè)技術(shù)員”的角色，將項(xiàng)目更好地落實(shí)。

  《指標(biāo)體系》確立了區(qū)域系統(tǒng)、建筑與小區(qū)系統(tǒng)、綠地系統(tǒng)、道路與廣場系統(tǒng)和水務(wù)系統(tǒng)等五大領(lǐng)域的目標(biāo)。在區(qū)域系統(tǒng)方面，上海設(shè)立了綠地占建設(shè)用地比例不得超過15%，新建和改建區(qū)域河面率不低于10.5%兩項(xiàng)宏觀指標(biāo)。在建筑與小區(qū)系統(tǒng)方面，在新建建筑與小區(qū)內(nèi)集中綠地率、新建和改建公共建筑項(xiàng)目綠色屋頂率等指標(biāo)上都作了明確規(guī)定，并確立了多項(xiàng)建筑與小區(qū)技術(shù)性指標(biāo)來對接“海綿城市”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在綠地系統(tǒng)，除了規(guī)定綠地系統(tǒng)的技術(shù)系指標(biāo)外，新建和改建區(qū)域中綠地率(附屬綠地)、新建綠地下凹率也有明確要求。在與公眾交流交通息息相關(guān)的道路與廣場系統(tǒng)上，上海設(shè)立了新建道路綠地率等多個(gè)指標(biāo)。與“海綿城市”直接相關(guān)的水務(wù)系統(tǒng)，上海將形成高標(biāo)準(zhǔn)的排水防澇體系，并且設(shè)立河湖水系生態(tài)防護(hù)比例不低75%的標(biāo)準(zhǔn)，確保整個(gè)城市的水安全。

  系統(tǒng)集成，用技術(shù)創(chuàng)新與積淀夯實(shí)基礎(chǔ)

  今年剛剛成為試點(diǎn)城市的上海似乎還是“新手”，但“海綿城市”建設(shè)在上海卻是一張“老面孔”?！笆濉币詠?，上海通過蘇州河整治、骨干河道治理、城鄉(xiāng)萬河整治、潔水暢水活水等行動消除河道黑臭，恢復(fù)水環(huán)境。本世紀(jì)初，還開展了透水鋪裝、綠色屋頂、淺層蓄滲、初雨污染截流調(diào)蓄等技術(shù)的研究和推廣，出臺相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)，并在世博園區(qū)、臨港地區(qū)等地得到實(shí)踐。同時(shí)，上海已建立城市藍(lán)線管理制度和河湖水系保護(hù)管理制度，形成了健全的城市排水信息及防洪排澇應(yīng)急管理體系、應(yīng)急機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案。

  嶄新的框架體系從編制到出臺可謂高效，但背后離不開多年科研的深厚底蘊(yùn)。早在十年前，面對“海綿城市這個(gè)當(dāng)時(shí)并不為國人熟知的新理念，市政總院以“科研人”科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度，多年堅(jiān)持開展“海綿城市”研究。由于“海綿城市”涉及到多個(gè)領(lǐng)域，多元專業(yè)融合發(fā)展的市政總院，在如何做好“海綿”的問題上苦下功夫，不斷取得突破。更加注重系統(tǒng)集成和多專業(yè)的協(xié)同研究。2005年，就在上海市科委重大課題的資助下，市政總院在全國率先開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的城市雨水淺層地下蓄滲技術(shù)和裝置，以及以高效透水混凝土增強(qiáng)劑、高粘度瀝青改性劑為核心技術(shù)的透水路面材料，并在世博園區(qū)、虹橋交通樞紐得到成功應(yīng)用。2012年，總院進(jìn)一步開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的旋流處理-淺層蓄滲技術(shù)和裝置。

  在2011年和2014年，市政總院兩次主持修訂《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，提出了“雨水綜合管理應(yīng)按照低影響開發(fā)（LID）理念”和相關(guān)技術(shù)規(guī)定；此后又主編了《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》和《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》兩部“國家標(biāo)準(zhǔn)”，填補(bǔ)國內(nèi)空白，為全國海綿城市的規(guī)范化建設(shè)提供了支撐。2015年12月，為積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略，促進(jìn)科技創(chuàng)新和專業(yè)發(fā)展，市政總院成立海綿城市建設(shè)技術(shù)研究中心，中心由總院總工程師張辰領(lǐng)銜，由研究、規(guī)劃、排水、水利及景觀等多部門共同組建，該團(tuán)隊(duì)在雨水綜合管理方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，并具有系統(tǒng)集成的多專業(yè)融合的綜合優(yōu)勢，具有豐富的研究、規(guī)劃及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

  近年來，市政總院先后在上海承接了辰山植物園水體生態(tài)修復(fù)、松江區(qū)玉陽大道示范段、徐匯區(qū)云錦路公共綠地、吳淞炮臺灣濕地公園等一批海綿城市建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)，積極服務(wù)全國，在武漢光谷中心城、寧波市東部新城、四川都江堰市濱江新區(qū)、池州市清溪河流域、濟(jì)南市新東站片區(qū)等全國各地助力建設(shè)海綿城市。

  經(jīng)過十年來扎根鉆研和工程實(shí)踐，“海綿城市”已經(jīng)成為一張?bào)w現(xiàn)市政總院自身核心競爭能力和服務(wù)城市發(fā)展的新名片?！笆姓傇阂I(lǐng)行業(yè)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)在‘海綿城市’研究和建設(shè)上起到垂范作用，用創(chuàng)新的理念去建設(shè)一些工程。這些大型工程與規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，除了借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，更要放在上海這個(gè)背景下做一些因地制宜的研究，用科學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)踐?！焙＞d城市建設(shè)技術(shù)研究中心副主任陳紅纓說。

  海綿城市建設(shè)技術(shù)具有很強(qiáng)的地域性，一個(gè)城市的自然條件、經(jīng)濟(jì)條件、社會條件甚至人們的生活習(xí)慣都會對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用造成影響，簡單的“拿來主義”，很可能會南橘北枳。作為“技術(shù)牽頭人”的市政總院，根據(jù)上海“三高一低”（土地利用率高、地下水位高、不透水面積高和土壤入滲率低）的特點(diǎn)，結(jié)合《技術(shù)導(dǎo)則》和《標(biāo)準(zhǔn)圖集》等相關(guān)成果，因地制宜科學(xué)選擇了20項(xiàng)適用技術(shù)，建立了“源頭削減、過程控制、系統(tǒng)治理”的技術(shù)路線，編制了《上海市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》和《上海市海綿城市建設(shè)試點(diǎn)實(shí)施方案》，并建議還應(yīng)該對海綿城市建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤和效能評估，以期對指標(biāo)和技術(shù)的合理性和科學(xué)性進(jìn)行驗(yàn)證或進(jìn)一步完善和修正。“市政總院還將繼續(xù)深入‘海綿城市’研究，并在實(shí)際建設(shè)中‘發(fā)光發(fā)熱’?！焙＞d城市建設(shè)技術(shù)研究中心呂永鵬說，“這是‘技術(shù)人’的職責(zé)，也是市政總院作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)為社會承擔(dān)的使命?！?

  目前，市政總院在設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目中大力推廣海綿城市理念、融入海綿城市元素，將給排水、園林景觀、道路交通、地下空間、建筑等專業(yè)整合起來，不僅要做數(shù)量上達(dá)標(biāo)、質(zhì)量上可靠的海綿，還要做外觀上美觀的海綿，更要做具有多功能的海綿，讓海綿城市建設(shè)走上可持續(xù)發(fā)展道路。