海绵城市定义、作用与深圳实践

城市建设高速发展，内涝多是过去城市建设理念和标准偏低出现的阶段性历史欠账问题，需要补齐历史欠账，就需要正确的理念、资金和时间的投入。海绵城市正是城市发展现阶段科学正确的理念，通过海绵城市建设实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”，改善城市水环境和水生态，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，也是节约水资源，保护和改善城市生态环境，落实生态文明建设的一项重要举措。

2013年海绵城市首次提出后，2015年和2016年先后确定了两批共30个国家海绵城市试点城市。各地纷纷投入海绵城市建设，目前我国已经有超过400个城市响应国家号召出台了海绵城市建设实施规划方案。按照相关要求，“十四五”期间，财政部、住房和城乡建设部、水利部三部委决定开展系统化全域推进海绵城市建设示范工作，并通过竞争性选拔，确定部分基础条件好、积极性高、特色突出的城市开展典型示范，用3年时间集中建设，使示范城市防洪排涝能力及地下空间建设水平明显提升，生态环境显著改善，海绵城市理念得到全面、有效落实，推动全国海绵城市建设迈上新台阶。

2023年4月27日，财政部、住房城乡建设部、水利部发布关于开展“十四五”第三批系统化全域推进海绵城市建设示范工作的通知，第三批海绵城市建设示范城市总数15个，通过竞争性选拔方式确定，中央财政按区域对示范城市给予定额补助，根据工作推进情况分年拨付到位。

一、海绵城市的定义与作用

1.海绵城市与低影响开发

2014年10月发布的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》，提出了我国海绵城市和国外的低影响开发的概念及含义：海绵城市：指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。

海绵城市意向图

低影响开发（Low Impact Development，LID）：指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征，也称为低影响设计（Low Impact Design，LID）或低影响城市设计和开发（Low Impact Urban Design and Development，LIUDD）。其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。传统开发和低影响开发意向图（来源：网络）

发达国家低影响开发适用于发达国家人口少、土地开发强度较低、绿化率较高，场地源头有充足空间消纳场地建设后增加的雨水径流量。而我国大多数城市土地开发强度大、绿化率低、场地源头空间不足，仅用分散式源头控制措施，很难满足低影响开发要求，须协同中途和末端措施共同实现对径流雨水的有效控制。我国海绵城市(广义低影响开发)是指在城市开发建设过程中采用源头削减（国外的低影响开发）、中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能。海绵城市建设是统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放等三大系统共同做工，三大系统不是孤立，三者相互补充、相互依存，是海绵城市建设的重要基础元素。低影响开发雨水系统（源头雨水控制）通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能，即“渗、滞、蓄、净、用、排”，有效控制径流总量、径流峰值和径流污染；城市雨水管渠系统（雨水管道）即传统排水系统，与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放；超标雨水径流排放系统（调蓄设施及河湖水系等）用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流，一般是自然水体、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、深层隧道等自然途径或人工设施。

综上，我国海绵城市不等同于国外的低影响开发，而是包含低影响开发。海绵城市建设的核心是构建基于绿灰结合的多目标的现代城市雨洪控制系统，突出在低影响开发总体思想的指导下，通过在源头、过程、末端不同尺度上进一步实现城市水生态、水环境、水安全、水资源、水文化五位一体的系统化城市建设模式。

2.海绵城市建设与年径流总量控制率

我国在《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发〔2015〕75号）中明确的工作目标——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，实现“70%年径流总量控制率”的海绵城市建设目标。有人认为“70%年径流总量控制率，应控制住每场降雨70%的降雨量不外排”，这是对“年径流总量控制率”理解出现了偏差。

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》给出了年径流总量控制率与对应设计降雨的含义和对应的设计降雨量值的确定方法。年径流总量控制率就是根据多年日降雨量统计数据分析计算，通过自然和人工强化的渗透、储存、蒸发（腾）等方式，场地内全年累计得到控制（不外排）的雨量占全年总降雨量的百分比。城市年径流总量控制率对应的设计降雨量值的确定，是通过统计学方法获得。根据中国气象科学数据共享服务网中国地面国际交换站气候资料数据，选取至少近30年（反映长期的降雨规律和近年气候的变化）日降雨（不包括降雪）资料，扣除小于等于2毫米的降雨事件的降雨量，将降雨量日值按雨量由小到大进行排序，统计小于某一降雨量的降雨总量（小于该降雨量的按真实雨量计算出降雨总量，大于该降雨量的按该降雨量计算出降雨总量，两者累计总和）在总降雨量中的比率，此比率（即年径流总量控制率）对应的降雨量（日值）即为年径流总量控制率对应的设计降雨量。年径流总量控制率的目标是通过控制频率较高的中、小降雨事件来实现。以北京市为例，年径流总量控制率为85%，对应的设计降雨量为33.6毫米，即统计近30年北京日降雨量数据，降雨量在33.6毫米及以下降雨总量占统计时间内总降雨量的85%。可理解为降雨量小于等于33.6毫米的雨水在场地内被控制，不外排，即可满足场地年径流总量控制率85%的径流总量控制目标。超过33.6毫米的降雨，须通过雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统排走，保证场地的排水防涝安全。海绵城市系统、设施、技术关系示意图

3. 海绵城市治理目标：

总体消除“防治标准”内降雨条件下的城市内涝现象

2021年4月25日《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》（国办发〔2021〕11号）提出“到2025年，各城市因地制宜基本形成‘源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急’的城市排水防涝工程体系；到2035年，各城市排水防涝工程体系进一步完善，排水防涝能力与建设海绵城市、韧性城市要求更加匹配，总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象”的工作目标。可见，内涝治理的要求是：总体消除“防治标准”内降雨条件下的城市内涝现象，即“防治标准”是有对应的降雨强度，而对于极端降雨条件下（超防治标）的城市内涝现象难消除。确保城市水安全的灰色设施建设标准，世界各国根据各国国情制定有相应的标准，可肯定，没有一个国家的标准会按可抵抗任何降雨强度设置，即便常提的美国、德国和日本，也就意味着，按一定标准建设的防排洪体系，总有应对不了的超标准强降雨，所以也能常见世界各国发生水灾内涝事件的报道。  城市排水防涝工程体系示意图

海绵城市是项系统性工程，既包含了传统的水安全保障体系，也包含了城市建设的绿色生态体系，在城市建设过程中，应系统促进灰、绿结合，协同作工，实现城市水安全与生态双保障、双增效。
二、深圳市海绵城市试点建设

深圳是全国土地面积最小的一线城市，实际管理人口超过2000万，人口密度居全国城市第一，产业高度密集，土地开发强度超过30%的国际警戒线，水资源、水环境、水生态承载力严重不足。2016年4月深圳成为全国第二批海绵城市试点城市之一，深圳以国家试点为契机，在全市域将海绵城市建设与“治水”“治城”相融合，已形成了“全部门政府引领、全覆盖规划指引、全视角技术支撑、全方位项目管控、全社会广泛参与、全市域以点带面、全维度布局建设”的“七全”推进模式。深圳通过5年的国家海绵城市试点期，探索出一套可借鉴的法制化、标准化、常态化、社会化的实施工作机制。 深圳市海绵城市“七全”推进模式（来源：网络）

为促进全社会参与海绵城市建设，深圳市在国内率先制定了市财政资金激励社会参与的政策，每年给予专项资金专门对社会力量开展海绵城市建设给予补贴和奖励。2019年起，深圳市海绵城市建设办公室组织开展了海绵城市建设资金奖励评选工作，经自愿申报、专家集中评审、广泛征求各部门意见、政府审议、社会公示等环节，2020年度评选出4大类21个获奖项目，包括13个社会资本新建项目配建海绵设施奖，6个海绵城市建设项目优秀规划设计奖，1个海绵城市建设项目优秀施工奖和1个海绵城市研究机构（平台）设立奖。这些项目既实现了对雨水的自然积存、自然渗透、自然净化功能，又美化了人居环境，改善了热岛效应，切实增强了市民对海绵城市建设的获得感和幸福感。以下概要介绍2019-2020年四个获奖项目：深圳天健花园海绵化改造景观提升工程（深圳市2020年度海绵城市建设项目优秀规划设计一等奖）、深圳国际低碳城海绵城市详细规划（优秀规划设计二等奖）、龙华区委党校加固修缮与整体提升工程EPC（优秀规划设计二等奖）、宝安区江碧工业园4.2平方公里示范区生态提升及海绵城市建设方案研究（优秀规划设计三等奖）。

1.天健花园，老旧社区百姓的海绵生活

“深圳天健花园海绵化改造景观提升工程”获得了深圳市2020年度海绵城市建设项目优秀规划设计一等奖。天健花园项目也被授予十三五“国家重点研发计划项目既有居住建筑宜居改造及功能提升关键技术科技示范工程”。

天健花园实景图

天健花园于1998 年竣工，使用年限已超20年，由17栋住宅及一座会所组成。从海绵城市问题导向和景观环境全面提升的角度，规划设计师们对这个20多年的居住建筑小区进行了海绵化改造。在解决小区局部积水、地下室顶板渗漏等痛点问题的同时，重塑景观格局，将海绵城市技术融入景观方案，现在原场地竖向、生境等自然条件的基础上对庭院空间布局进行了优化，打造旱溪、小桥、叠瀑、乐泉、儿童游乐区等多趣味景观，儿童游乐区等多趣味景观，赋予庭院“雨水”自然积存、滞、蓄、净化功能，带来丰富的雨趣文化。通过薄型下凹绿地和轻质透水铺装等技术创新，解决地下室顶板荷载限制下海绵设施设置问题，实现室外人行范围透水铺装全覆盖。将小区改造为舒适宜居的“海绵”花园小区。（1）通过海绵化改造解决现状痛点问题充分挖掘20多年老小区的居民需求，海绵化改造同步解决了地下车库顶板渗漏、场地内逢雨必涝等痛点问题，大大提升了居民的满意度。
改造前诊断图
（2）利用监测设备评价改造前后效果通过在雨水总排口安装流量和雨量监测设备，对改造前后实际效果进行科学评价。安装海绵监测设施图
（3）活化雨水景观，增加互动：通过雨水立管断接，引流至景观小品“叠瀑”和“乐泉”，形成晴雨不同的趣味景观。采用旱溪、净化型植被草沟，辅以小桥等趣味景观，为人们增加了多样化的体验。雨水花园与遮雨凉亭结合、下凹绿地与遮荫廊架结合，增进人们对海绵设施的良好体验。将废弃水景改造成滞消化场地高差的水台地，增强了场地景观的完整性，开阔了中央花园视野。还采用了高位花坛、生态雨水口等海绵设施，增强海绵设施的体验。
雨水景观图
（4）创新构造设计在地下车库顶板允许活荷载3.0kN/m2的限制条件下，采用“轻荷载透水铺装”和“薄型下凹绿地”构造，完成面厚度均不超过300毫米。实现全场地小雨出行不湿鞋，确保了植物生长所需的覆土和营养。
下凹绿地图
（5）预设海绵植物科普园地海绵植物科普园地图

2. 深圳国际低碳城海绵城市详细规划（2017-2030），实现科学规划与动态实施的本地化典范；位于龙岗区坪地的深圳国际低碳城，规划总面积53平方公里，核心启动区范围1公里。2014年，深圳国际低碳城获入选APEC低碳城镇示范项目、2014年度可持续发展规划项目奖等多个奖项。《深圳国际低碳城海绵城市详细规划（2017-2030）》获得了深圳市2019年度海绵城市建设项目优秀规划设计二等奖及深圳市第十八届优秀城乡规划设计三等奖。项目科学运用生态诊断、平衡规划、规范设计、模拟预测、达标评估、专业协同6手段，避免规划编制易出现的如基础条件不完善、指标分解机械化等共性问题；严格遵循定目标、找问题、挖空间、寻条件、守地域、应地勘6法则，实现建设项目满足海绵城市建设政策要求，加强了低碳城片区规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，突出了国际低碳城的海绵建设示范效应。提升项目宜居、宜行、宜停、宜乐功能，并增强项目对周边社区生态服务能力的目标。（1）多维度生态诊断，识别区域内水生态、水环境、水资源、水安全四大类问题本地化特色需求。深圳国际低碳城海绵生态敏感性分析图
（2）注重片区海绵城市建设格局构建，创新提出海绵技术措施适宜性分区，促进本地化技术落地。深圳国际低碳城“一核、两轴、三环、多点”海绵城市建设格局图
（3）点线面三个层级海绵措施布局规划，系统化解决片区问题。深圳国际低碳城海绵城市建设格局图
（4）率先探索数字化海绵城市监测平台，实时评估海绵城市建设效果及探索本地化径流规律。深圳国际低碳城海绵城市监测现场图
（5）一批规划的海绵示范项目已建成投入使用，具有良好的雨水管理效果及海绵城市建设显示度。会展中心海绵技术规划及实景图
丁山河“焕发新颜”实景图
海绵型道路建设实景图

3. 龙华区委党校加固修缮与整体提升工程 

本项目位于深圳市龙华区，建设用地面积6516.77平方米，总汇水面积为6516.77平方米，划分为1个汇水分区，该工程为改造项目。项目年径流总量控制率定为57%，对应设计降雨量为21.11毫米。本项目海绵设施设计时与建筑单体、景观充分结合，在建筑周边的景观绿地内合理地设置下凹绿地，建筑屋面雨水管尽可能地散排至周边的下凹绿地，经下凹绿地净、滞后，通过下凹绿地内的景观溢流口排水。项目实景图本项目是对原工业厂房进行修缮和改造，属综合整治类，改造前项目场地下垫面均为硬质铺装，进行海绵城市设计时，在原有竖向标高不变的情况下，结合景观园林的设计理念，合理布置普通绿地、下凹绿地、透水铺装位置，即实现了景观环境的提升，也达到了海绵城市建设的要求。

4. 宝安区江碧工业园4.2平方公里示范区项目

宝安区江碧工业园4.2平方公里示范区生态提升及海绵城市建设方案研究项目采用了建筑物屋面雨水采用重力流式排放，由雨水斗收集经雨水立管、室外总管排至市政雨水管道。道路和地面雨水通过路面径流进入雨水花园，绿地雨水溢流进入室外雨水管道，最后排入市政雨水管。地下室消防、冲洗等废水由设置于地下室的集水坑内的潜水泵加压排入室外污水管道。项目规划图

在仅有42%规划新建用地的条件下，达到62.01%远期年径流总量控制率目标；城市景观设计与海绵城市规划结合，通过屋顶公园等加强连片，提高土地集约效应；作为《宝安区2019年海绵城市建设工作任务分工》下发，并被《宝安区海绵城市专项规划》引用。项目主要创新点：高标准建设江碧环境生态产业园，通过屋顶公园加强连片，旧工业厂房改造指引，面源污染分级管控，保护自然水系，城市竖向调整建议等。

作者：刘侃，孙茵，谢伟红，深圳市建筑科学研究院股份有限公司。文中图表如无特殊说明，来源于作者单位。