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中国海绵城市指南的解读与应用
摘要：
“海绵城市”是中国政府用来描述城市地表水管理方法的一个术语。2014年，为了应对中国城市中日益增多的城市洪涝灾害，人们提出了这个概念。尽管其目标雄心勃勃且意义深远(减少国家洪水风险、增加供水和改善水质)，但该倡议必须由省级或市级政府单位实施。因此，虽然这个概念类似于英国的可持续排水系统(SuDS)或美国的低影响开发(LID)，但它具有不同的区域特征，并在持续快速的城市化进程中发展。事实上，这个概念越来越多的使用最好的例子是国内的，而不是国外的。反映了自海绵城市倡议开始以来不断发展的知识体系。本文对国家海绵城市发展指南进行解读和制定
关键词：海绵城市，中国，洪水管理，城市化，政策执行
1.介绍
人们普遍认为，中国城市地表水管理正处于快速发展的阶段，这一过程虽然具有挑战性，但也为城市基础设施的改善提供了多种机遇[1-4]。本文回顾了以海绵城市概念为代表的地表水管理的发展和相关的国家政府指导方针[5]。除了回顾当前的国家政策和指导方针外，还以宁波市地方实施的案例来说明它们可能产生的不同解释和影响。最后讨论了在中国实施这一概念所面临的持续挑战。
(一)背景
2012年，习近平(中国国家主席)首次提出了海绵城市的概念。随后，在2013年，国家防汛抗旱总指挥部办公室确定了641个城市面临洪涝危险，其中每年有100多个城市遭遇洪涝灾害。为此，习近平在2013年12月召开的中央城镇化工作会议上提出了生态海绵城市的概念。这个概念设想了排水基础设施的设计就像海绵一样，在暴雨期间，整个城市的表面吸收尽可能多的水(无论是进入自然土壤和地质或专门建造的存储区)。然后可以使用半天然或专门建造的生物反应器，将渗入水中的污染物到达天然水道之前将其稀释[7,8]。
这一概念得到了充分的发展，可以作为对该国城市洪水风险增加的现实反应提出，也可以作为一个机会来升级全国范围内破败的城市排水系统。事实上，生态海绵城市倡议的目的是开发城市水管理系统，以便更好地应对城市不断增加的洪水风险，并收集、净化和储存更多的雨水，供厨房用水，清洁用水使用。
2014年，中国国务院发布了《海绵城市建设指南[5]》，描述了一系列城市基础设施的设计和建设标准。该指南提倡尽可能利用自然排水(即土壤入渗和过滤能力)，以减少洪水风险、改善地表水质和保持水资源。为了进一步推动海绵城市方法的实施，李克强(中国总理)呼吁所有新城市开发[9]合理采用新的国家指导方针。
可以说，海绵城市倡议的规模和雄心在范围上都比之前的国际倡议(美国LID;英国的SUDS;或者澳大利亚的WSUD[10])。这反映在短期、中期和长期发展目标[5]所描述的倡议的目标中。
短期(2015-2018年):引入海绵城市建设发展理念，推进小规模城市试点项目。中期(2018-2020年):到2020年，建立海绵城市标准、管理体系和监测预警体系;超过20%的市辖区能够回收70%的事件降水。长期(2020-2030年):到2030年，海绵城市概念在城市发展、规划和建设管理中完全融合;80%以上的市辖区能够回收70%的降雨。
图1 地理位置为第一批(黑圈)和第二批(光圈)海绵城市试点城市。
演示如何实现上述目标,在2015年,财政部(MOF)住房和城乡发展(MOHURD)和水利部(MWR)确定16到30名候选海绵城市试点计划(表1),资格,每个城市都必须有强烈的城市排水基础设施更新,加上预计生活中的潜在的实现目标的行动。试点城市示范区面积大于15平方公里，年平均降雨量超过400毫米[5]。优先考虑的项目包括重建现有的水和管理系统，使用绿色景观和考虑到社会和文化需求的绿色建筑设计(尽管这些没有明确定义)。
第一批试点城市包括1个直辖市,3个省会城市和12个地市级城市(图1)。城市在不同气候地区的分布和景观意味着一系列不同的水文条件和风险可以代表(山区、沿海低地,旱地温带和热带)。
对每个试点城市给予中央政府采购原材料和初期工程建设费用补贴:省会城市每年8500万美元(连续3年);7100万美元用于中央政府直辖的城市;给其他城市5700万美元。建议的排水系统的设计和评估标准因城市而异，并由当地气候和水文[7]决定。被评估为表现良好的城市将获得额外10%的补贴，而表现不佳的城市将取消补贴。
对前16个试点城市，规划前3年总投资122亿美元(预计建设面积450平方公里) 平均投资额为1400-2100万美元，一平方千米。然而，为了实现该项目的发展目标，中国658个城市地区中超过20%的地区也需要在2020年前达到规定的标准。
这相当于每年投资总额超过560亿美元。到2030年，当80%以上的城市地区需要达到同样的标准时，将需要约0.23万亿美元，这在融资方面是一个重大挑战。2016年2月确定了第二批试点城市(表2)。与第一批试点城市相比，这些试点城市代表了更广泛的环境和气候多样性(图1)，只有中国西部的超干旱或山区不代表。2017年[11]又有两组(20个和37个)入选城市规划试点城市。
2.国家政策和指导
由于海绵城市概念的实施是在地方政府层面进行的，中央政府将协调三部委规划和发展部门的指导和协助。负责制定和发布相关指南和标准，协助支持项目的实施;财政部分配和管理投资;负责新项目的监督和指导。国家发展和改革委员会负责解释国家尺度的政策和区域、地方尺度的交付标准，审批和评估所有海绵城市的发展。
表3和表4总结了实施海绵城市理念的相关关键政策和标准。例如，核心文件《海绵城市建设指南[5]》涉及规划控制、设计方法、工程标准、风险管理和维护制度。描述的基础设施类型包括雨水控制系统、道路排水系统，用于绿化和社区空间。指南[5]第3a节规定海绵城市场址地表水径流的排水也应遵循《室外污水工程设计规范》(GB 50014-2006)[12]。其他相关城市排水、内涝、规划设计标准包括《城市排水设施规划规范》(GB50318-2000);室外排水设计规范(GB50014-2016)和城市防洪设施设计规范(CJJ50-92)。
上述指导文件描述了排放30年1次(24小时)降雨事件的基础设施的发展，而之前的指导文件只考虑了1年1次至5年1次(24小时)降雨事件[7]。随着这一改进，新市镇和开发区的防洪水平将接近其他亚洲城市，如东京、香港和新加坡(为50年一遇的雨水设计)[13]。
2018年12月，住房和城乡建设部发布了《海绵城市建设评估标准》（GB / T 51345-2018）[14]，要求所有试点城市在2019年8月之前遵守。该标准为（1）城市径流量控制提供了评估指南；（2）雨水源头控制和实施有效性；（3）路面防洪； （4）城市水质；（5）生态保护和生态系统服务；（6）地下水深度和条件；（7）减少城市热岛效应。这些新标准允许住房和城乡建设部要解决2014年早期指南中遗漏的问题，例如基准新基础设施对雨水控制的有效性；改善生态系统的指导服务和生态保护；地下水影响的描述；并减少城市热量岛效应。
虽然支持执行海绵城市准则的技术发展日益到位，但为这些计划筹措资金仍将是一项挑战。事实上，国家建设部估计海绵城市发展的建设成本将在14万美元左右。为了将海绵城市的概念推广到中国其他城市，中央政府的总投资将是巨大的。即使中央政府为各城市提供高达20%的担保，剩余的资本金也需要地方政府或私人投资者来满足。
图2.宁波及其海绵城市项目的位置（A：新东方城市，B：慈城：，C：萧家塘，D：鄞州，E：南塘老街）。
3.地方尺度实施:浙江省宁波市
海绵城市指南涉及地方规模的规划、设计、建设和维护阶段，每个阶段都需要技术、实施和评估指导。本文以宁波市为例，说明海绵城市指南[5]是如何在当地应用的，以及如何在城市内部环境条件的变化时需要有一定的灵活性，理论基础得到了实践。
宁波被列入第二批海绵城市试点地区时，已经是世界银行气候弹性城市(CRC)项目的试点城市，并被经济合作与发展组织[15]列为世界上最脆弱的城市之一。全国公认的“节水城市”、“花园城市”、“生态城市”[16]。
宁波作为一个环山的沿海城市(图2)，一直处于雨洪和沿海洪水[17]的双重风险之中。然而，随着城市发展取代了吸收了城市边界内外产生的大部分径流农田、湿地、公园和湖泊，这种风险在近年来有所增加。随着城市周边面积的扩大，城市发展的密度也随之增加。因此，许多流入涌河(继而流入大海)的旧城市排水系统无法控制现代人行道和道路网络产生的径流。老旧的抽水站一直在努力迅速降低城市运河的水位，因此地表水泛滥更频繁。因此，采纳海绵城市准则，并寻求增加雨水储存和渗透能力，将产生可衡量的效益。
为了实现表3和表4所述的目标，根据有关的市级规划和政策和标准，对国家准则[5]进行了改进。规划文件由宁波市城建设计研究院有限公司编制，其他参与解说指导的单位包括宁波市建委;宁波市财政局;宁波市规划局;以及城市管理执法局。
(a)新东城
宁波最引人注目的新开发项目是205英亩的新东城开发区，该开发区拥有一系列利用地形、水文和植被等自然景观特征的城市公园。建设区内包括一条3.3公里长的“生态走廊”，其中包括一系列湿地、池塘和陆基植物组合，旨在促进地表水径流的生物过滤[18,19]。此外，运河系统内的慢流区促进了输送泥沙和污染物的自然沉降、曝气和生物处理，以减少过量营养物质造成的富营养化。
该地区是典型的中国城市新城市环境，但已建立在城市旧运河系统的一部分(宁波的大部分)，已用于提高审美和美化的开发价值。该地区是一个新的和改造设计的混合体，这样，新城市中心将代表新旧宁波。开发项目的核心是一个2803平方米的泻湖，在洪水发生时为径流提供存储能力。在正常的水流条件下，该区域还将支持当地的生态系统，并为当地社区(骑自行车、钓鱼、划船等)提供舒适的空间。这样，开发符合国家海绵城市建设指南[5]的多个设计标准(防洪、水质和美化价值)。
(二)慈城新区
慈城新区位于宁波市中心的西北部，在宁波成为试点城市之前，开发商就已经开始采用兼容的设计原则。雨水入渗储存区自2004年开始成为城市排水设计的核心部分。本项目由宁波市住建委、宁波市城建设计院、北京市建筑工程设计研究院与北京建筑大学[20]合作完成。
基地的“混合核心”设计将地表水排水系统与湿地和已有的生态区域连接起来。地表径流水被转移到路边的渗透区，并在到达浅层地下水之前进行过滤。渗透区的停留时间被校准，以优化营养物质的生物吸收和可溶性和颗粒污染物的去除。住宅小区的排水被分流到生物洼地，下面有排水管道，并经过二次过滤后排放到下游。人工湿地位于住宅区和中心区之间，在径流到达中央湖之前过滤。湖水将用于地面灌溉、厕所冲洗和道路清洁。
该项目将人工湿地用于雨水储存和水净化，是海绵城市项目的重要展示，并为宁波和中国的项目提供了最佳实践。目前正在制订详细的执行计划、技术指导和政策体系。
(d)鄞州中央河
瀛州中河改造项目[21]展示了中国城市滨水区的另一种方法，并解决了土地可利用性最低和防洪的挑战。该项目将城市混凝土通道改造为能够提供多种生态系统服务的环境友好型花园景观。滨水空间以前由街道和水域之间50-80米宽的条形空间组成，与这些通道相邻的是一条狭窄的绿色树木条形空间。虽然防洪条例要求不应降低河道的排水能力，但拆除了河岸的上部，以提供一个更柔和的土地和水之间的过渡。河岸的标高也降低了，这样就可以创造一个湿地。周边地区建有庭院、铺路石、原生草地和围起来的竹林，可以抵御偶尔发生的洪水或淹没。该项目代表了一种有效的方法，以改善中央发展区的美化空间，同时提高抗洪能力。
(e)南堂老街(南堂老街)
南堂老街虽然不完全属于海绵城市的建设风格和方法，但值得一提的是，它采用了与宁波市中心[22]许多历史内河航道平行的传统建筑风格。正因为如此，它为城市随后的滨江混合用途开发创造了一种趋势。以
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