城市“下垫面”恶化了“水环境”

“海绵城市”建设当然要从”城市“谈起。城市聚集着高密度的人口，社会经济相对发达，也导致了相应弊端。。我国改革开放以来，城镇化发展进入快车道，1979年到2017年，城镇化率从不到20%提升到58.22%，年均增幅接近1%（见图1），与此同时，资源环境的承载力矛盾从未如此尖锐。表现在传统建设理念的影响，城市下垫面过度硬化，水的自然循环过程被认为切断，原有的自然生态本底和水文特征全都被“扰乱”了。

      中国城镇化率演变情况

在中国大多北方城市，城市开发建设前，在自然地形地貌的下垫面状况下，70%～80%的降雨可以通过自然下垫面滞渗到地下，涵养了本地的水资源和生态，只有20%～30%的雨水形成径流外排。

城市开发建设后，由于屋面、道路、广场等设施建设导致的下垫面硬化，70%～80%的降雨形成了地表快速径流，仅有20%～30%的雨水能够入渗地下（见图2），呈现了与自然相反的水文现象，不仅破坏了自然生态本底，也使自然的“海绵体”像罩了一个罩子，而丧失“海绵效应”，导致“逢雨必涝、雨后即旱”；水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水涝灾害频发等一系列问题接踵而至。

（A）水生态恶化。城市建设破坏了原有的生态格局，建设用地挤占了河湖水系空间，以及拦河筑坝、河道整治“三面光”等过度工程化，混凝土切断了生态联系，滨水绿带难以发挥应有的自然净化作用，使城市水系由“活水”变成“死水”，乃至黑臭。

（B）水资源紧缺。城市开发建设的大量硬化以及依靠管网的快速收排，造成降雨形成快速的径流，切断了地下水补给通道，加剧了城市水资源的短缺。

（C）水环境污染。雨水地表径流带来了城市面源污染。据对北京、上海调查研究表明，雨水径流的化学需氧量（COD）排放量占排入城市地表水环境COD总量的30％以上，也是城市黑臭水体的诱因之一。

（D）水灾害频发。大量降雨在短时间内快速形成地表径流，加大了对城市排水系统的压力，也放大了城市灾害。据住建部2010年对全国351个城市的抽样调查显示，仅2008～2010年就有62%的城市发生过不同程度的暴雨内涝。

我国城镇化发展不平衡、不充分的矛盾十分突出，既要补齐短板，又要提高品质。我国城市污水处理设施严重不足，在东部经济发达地区城市，污水处理设施的覆盖水平都很难达到全收集、全处理、全达标排放的环境要求，西部经济欠发达地区城市的基础设施建设水平就相差得更远了。以品质而论，排水管网设施建设标准偏低，逢雨必涝；污水管网质量较差，渗漏严重、雨污混接，以至污水处理厂进水“稀汤寡水”；初雨污染失控、CSO溢流污染严重，城市黑臭水体比比皆是等等。

城市“水问题”相当严峻，国家领导人多次强调要建设“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2015年国务院办公厅印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发〔2015〕75号），明确提出了要转变城市建设的发展方式，建设海绵城市，将70%左右的降雨就地消纳和利用；城市新区要以保护好生态格局，修复水生态、保护水环境、涵养水资源、保障水安全、复兴水文化为目标导向；城市老区要以治涝、治黑为问题导向，结合补短板和城市环境整治（即海绵+），实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”，并要求到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。

“海绵”理念自古就有

早在秦代（公元前200年）中华先贤就发明了梯田），雨水的地表径流通过人工修建的坎坝或鱼鳞池塘，历经“渗、滞、蓄、用、排”径流过程，既灌溉了农作物、调蓄了水资源、防止水土流失，又没有破坏水的循环和水文规律，很好地解决了人、地、水的关系，这是世界上堪称经典的雨水管理方法，也被联合国教科文组织列入了世界文化遗产名录。中国古人也将这种人与自然和谐相处的发展方式引入到了当时的城邑和乡村建设中。

许多发达国家在上世纪80年代前后就已基本完成了城镇化进程，灰色基础设施已基本完善，但随着全球气候变化以及工业化带来的对环境生态的影响，认识到仅仅依赖灰色基础设施的纯工程做法，不能完全解决好环境生态问题，还容易导致过度工程化，加大政府的财政包袱。

针对城市水生态环境所面临问题的复杂性和目标的多元化，发达国家也在不断调整和完善城市规划、建设和管理的理念，在总结和实践的基础上,应运而生了美国的低影响开发（LID）和绿色基础设施（GI）、澳大利亚的水敏性城市设计（WSUD）、英国的可持续排水系统（SUDS）、德国的分散式雨水管理系统（DRSM）、新加坡的ABC水计划等。尽管各国在提法上不同，但做法上是殊途同归，都是通过灰绿设施的结合，从控制雨水径流入手，综合施策来解决上述问题。

在传承中华先贤“道法自然”和借鉴发达国家经验的基础上，结合国情，我们提出了中国海绵城市建设的发展策略：通过城市规划、建设的管控，从“源头减排、过程控制、系统治理”着手，综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施，统筹协调水量与水质、生态与安全、分布与集中、绿色与灰色、景观与功能、岸上与岸下、地上与地下等关系，控制城市雨水径流，最大限度地减少由于城市开发建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成破坏，将城市建设成“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵体”，使城市能够像海绵一样，在适应环境变化、抵御自然灾害等方面具有良好的“弹性”，实现“修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、保障城市水安全、复兴城市水文化”的多重目标