质疑“海绵城市”
zwj5382
zwj5382 Lv.4
2017年10月30日 16:08:23
只看楼主

1.前言前几年就看到有关于海绵城市的报道,当时只是粗略看了一下,感觉不靠谱,认为有人或许只是想借生态之名炒作一下概念。但随着住建部发布了《海绵城市建设技术指南》,以及修订了若干有关城市建设的设计规范,方才意识到是在动真格了。于是再次认真关注了一下,更感觉到了问题的严重性,因为海绵城市提出的一些城市建设理念有原则性错误,技术路线也是混乱不合逻辑的,出于一个工程技术人员的职业良知,认为应该坦率表明自己的观点。如有谬误之处,欢迎批评指正。

1.前言
前几年就看到有关于海绵城市的报道,当时只是粗略看了一下,感觉不靠谱,认为有人或许只是想借生态之名炒作一下概念。但随着住建部发布了《海绵城市建设技术指南》,以及修订了若干有关城市建设的设计规范,方才意识到是在动真格了。于是再次认真关注了一下,更感觉到了问题的严重性,因为海绵城市提出的一些城市建设理念有原则性错误,技术路线也是混乱不合逻辑的,出于一个工程技术人员的职业良知,认为应该坦率表明自己的观点。如有谬误之处,欢迎批评指正。
2. 海绵城市的缺陷
2.1 不利于防洪
海绵城市关注的主要对象是城市降雨。简而言之,在没有海绵化的城市,一旦发生降雨,凡地表产生的雨水径流都会汇集进入城市雨水管网,而后排入河道。而海绵化城市,则是争取最大限度地将雨水径流截留在城市地表,比如设置凹地,水塘、或采用透水路面等。
被截留在城市地表的雨水除了部分蒸发外,还有就是渗入地下以补充地下水,或者称之为涵养水源。
城市涵养水源的确重要,因为人有各种亲水需求,且城市景观和绿地也离不开水的滋养。
因此海绵城市推崇者(以下简称:海绵论者)认为:不应该让雨水径流直接进入城市排水管道白白流走,批评现有的排放方式是“粗暴的”的,是对水资源一种浪费。
但是将雨水径流截留在地表显然是不利于防洪的,当暴雨来临时只会促使“城市看海”更快到来,到那时,恐怕无人会抱怨城市排水管道太“粗暴”,相反是太“温柔”了吧。
2.2 基本原则的误导
对于城市规划设计者而言,满足防洪标准无疑是居首位的头等大事,其次才能考虑涵养水源,这个基本原则应该是个铁律。
可是在《海绵城市建设技术指南》中,对海绵城市的建设制定了如下基本原则:“海绵城市建设——低影响开发雨水系统构建的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。”
将生态优先置于(防洪)安全之前,显然是一种主次颠倒的错误引导。
《海绵城市建设技术指南》是指导城市水系设计的指导性文件,理应将城市防洪放在突出位置,可通篇竟然都找不到有关城市防洪的论述。只是蜻蜓点水般地提到一句“(10)城市水系低影响开发雨水系统的设计应满足《城市防洪工程设计规范》(GB/T50805)中的相关要求。”不免让人生疑:是不是想在海绵城市一旦“看海”后,预设好“脱罪”的伏笔?呵呵,您可真是有大智慧哦!
3.城市水系设计理念
正确的城市水系设计理念,应该是在确保防洪安全的前提下兼顾涵养水源。
3.1 新建或扩建城市
首先是防洪:根据当地积累的水文资料进行分析计算,以及按城市防洪等级来确定洪水位高程,通常再加0.5米作为防洪高程,如果现状场地高程已经不低于该防洪高程,则可直接用于城市修路建房,若现状场地高程低于该防洪高程,则应该取土填筑,以确保新建城市场地不低于该防洪高程。以苏州工业园区为例:因新建城市场地不满足百年一遇防洪高程,为获取巨量土方,硬是采用扩建独墅湖、金鸡湖等方法大规模挖土,结果是将整个工业园区地表填高约1.8米,这才完全消除了洪水侵扰的后顾之忧。
其次是涵养水源:所谓涵养水源,其实就是将城市河道和地下水位,常态维持在人类希望的高程范围,一般希望水平面距城市地表垂直高差约2~2.5米。
如果根据水文资料,常水位已经是处在人类希望的高程范围,那就无须再额外增加水利工程。这种情况可能会发生在地势平坦的平原地区。
如果是在丘陵地区,河道水位落差较大,那么就可以在城市河道下游建造水闸、溢流坝等水利设施,将河道水位抬升至人类希望的高度。
3.2 老城区
因历史原因,通常在老城区低洼地比较多。以苏州古城区为例,还涉及到古城保护,为避免水淹,只能为古城区进行独立水系设计(俗称:城市防洪大包围),即凡流经古城区的河道,在其上游和下游,建造水闸和抽水泵站控制,通过强制外排,将古城区内河道水位控制在合理范围。
在老城区低洼地就没有必要考虑涵养水源了。
4.地下水的补给方法
地下水的补给方法有两种:竖向渗透和横向渗透。
4.1 竖向渗透
在非海绵城市,通常是以城市绿地为主,当降雨使绿地饱和后,一般情况是:较多部分雨水径流进入排水管道,剩余较少部分雨水会下渗补充地下水。当降雨终止后下渗也会终止,通常这个下渗时段长度是不会超过降雨时段长度的。
为了增加雨水下渗量,海绵论者在城市绿地设置各种凹地,如水塘、水沟等,用延长下渗时段长度的方法来增加下渗量。但这也会带来污染问题:降雨初期因裹挟着空气中的尘埃是比较肮脏的,汇集流入凹地后就会沉积下来,既不会下渗也不会蒸发,况且在这些凹地内的积水缺少流动,长期日积月累就会演变为臭水塘。比如一些城市中的黑臭水体,就是因为缺少流动变为“死水”造成的。
海绵论者推荐的透水路面也是很有问题:在雨水冲刷下,路面上的细颗粒固体污染物会进入透水路面空隙中堵塞空隙,且难以清除,既污染了路面也会使得下渗效率下降。更为严重得是:采用透水路面会对路面结构强度和路基稳定造成严重伤害。
4.2 横向渗透
城市地下水其实是与城市河道相通的。当河道水位上涨时,地下水水位也会跟着上涨,不过有个滞后效应,与当地土质有关,如果是透水性好的砂性土,则滞后时间较短,反之若是粘性土,则滞后时间较长。
总之,无论城市河道水位是上涨或者下跌,地球重力总是会驱使地下水位与河道水位逐渐达成一致。这种通过水力压差横向渗透平衡水位的方法姑且可以称之为:横向渗透法。
因此,通过雨水管网排入城市河道内的雨水,未必如海绵论者所言是白白浪费掉了。只要河道水位上升,河道内水就一定会横向渗透补充城市地下水,持续不断,直到河道水位与地下水位重新达到再平衡。促使河道水位上升的因素不外乎有以下几种:其一是降雨使城市地表径流水经雨水管网排入河道;其二是因上游河道水位上涨;其三是因泵站抽水将外河水抽入城市内河。
另外,这种横向渗透也可以反向进行。比如在汛期来临前,为提前留出“库容”,可以将城市内河水经泵站抽水排向外河,当城市内河水位下降时,城市地下水就会向河道内渗透。
由此可见,地下水位的升降其实是完全受河道水位主宰。如果海绵论者认为竖向渗透是可以补给地下水的话,那么也会因为地下水位高于河道水位而通过横向渗透向河道排放,按照海绵论者的表述,是不是也有“白白浪费掉”之嫌呢?不过,一种是通过排水管道“浪费”,另一种是通过横向渗透“浪费”,有本质区别吗?
每一次降雨(特别是大雨、暴雨)都是对城市空气、地表、建筑物和绿地植物的洗涤,洗涤后的脏水应尽快通过排水管道排入河道中。较重的颗粒物会在河道内沉积形成淤泥,较轻的颗粒则会成悬浮态随河水流动离开城区,流向河道下游。因此,降雨过后会使城市空气更清新,地表和建筑物更干净,绿色植物和花卉更鲜艳。
河道内的沉积的淤泥可以通过定期疏浚清除,以保持水体清洁和流动顺畅。
而海绵论者将降雨脏水截留在城市地表的做法,实在是很不明智的。
5.透水路面与道路强度理论相悖
常见的道路路面主要有两种,一种是水泥混凝土路面,另一种是沥青混凝土路面。无论是哪种路面,其混合骨料一般都是由各种粒径的碎石和砂组成,区别在于:水泥混凝土路面采用的是水泥胶结料,而沥青混凝土路面采用的是沥青胶结料。
无论是哪种路面,混合骨料的组成都是要进行级配设计的,其目的是:混合料之间所有空隙,都应由相应粒径的碎石或砂来进行填充,以追求各种粒径骨料之间的最大密实组合,也就是空隙率最小。路面的强度原理之一是:胶结料在最大密实度的混合料中胶结效果最好,因此路面强度也高。也就是说:级配良好做出的高等级路面通常是不透水、或者透水性极差的。
而透水路面为了要透水,必须要增大路面空隙率,比如去除混合料中的砂,甚至部分小粒径碎石,这就使得混合料胶结强度大幅降低,从而导致路面强度大幅降低。
同理,道路路基也有密实度要求,路基施工时之所以要采用压路机反复碾压,目的也就是提高路基土的密实度,也就是最大限度地压缩土颗粒之间的空隙。有时为了进一步提高路基强度,还要在路基土中掺和些石灰或水泥,这样加固后的土路基就更不会透水了。
因此,透水路面与道路强度理论相悖,目前或许也只能在人行道上试试,一旦想要在有重载车行驶的机动车道上做尝试,那么百分百一定失败。
6.把城市建在花园里
海绵论者似乎有一种误导,好像只有自然的原生态才是生态,而经人工改造后的生态(比如人工植草种树)就不是生态了,这是不对的,是带有偏见的生态观。所谓“生态”其实只是与绿化程度有关,虽然没有严格标准,不过通常可以形成共识的是:一座城市中若绿化用地比例越高,就越生态。当然,这也要有个合适的度,毕竟城市是人口大量聚集的地方,也要有高楼林立、交通四通八达的繁华一面。
住在生态城市是人人都向往的,但如果能更上升一步,住进花园城市岂不更好?花园城市典型特征是:绿化不是简单的植草种树,而是需要进行精心的景观设计,挑选各种花草和树进行组合搭配,并修整出各种千姿百态、色彩斑斓的立体形状,就像做植物雕塑一般。
苏州工业园区就是秉承了新加坡人的城市设计理念:“把城市建在花园里”的典型案例。目前在二线城市中,也是名列前茅最具有吸引力的城市。
人与城市交流最频繁的地方就是城市道路,因此,城市道路沿线的绿化景观对人的视觉冲击最直接、最频繁。新加坡设计师在规划苏州工业园区城市主干道、次干道沿线绿化用地时,可以说是毫不吝啬。通常除道路红线两侧各分布有不小于10米宽的绿化用地外,道路中央分隔带也有近7米宽的绿化景观带。驾车行驶在这样的道路上,两侧风景赏心悦目,就像是在花园游览一样。
最后希望越来越多的城市居民能够生活在高档次花园城市,而让那些唯原生态至上的鼓吹者,住进海绵城市“看海”享受原生态吧。

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shang_tingting
2017年10月31日 14:15:40
2楼
海绵城市这种理念本质上是低影响开发,只是在中国,为了响应,很多人为了建设而建设,没有深入的研究分析,就开始大兴土木,建成的所谓的“海绵城市”并没有遵循低影响开发的原则,造成了很多人对 海绵城市的误解。
低影响开发或者水敏性在美国、澳大利亚等已经应用了很多很多年,有了成熟的经验,但是在中国,盲目的照搬是行不通的,因为人口密度摆在那里,土地紧张是客观事实,相应的法律没有这些国家健全,人对环境保护的认识不足,所以缺乏后期的维护、管理手段及法律保护造成了我们建设了很多假海绵。
不知道楼主从哪里找到的文章,不过希望大家分辨出是理念的问题,还是实践不到位,不能因为几个失败的案例,否定了一种好的理念。
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200xybbvj
2017年10月31日 15:29:54
3楼
我觉得你说的不正确,理解太片面
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zwj5382
2017年11月01日 08:15:10
4楼
本帖最后由 zwj5382 于 2017-11-2 10:38 编辑

在雨量丰沛水网密布的江南城市管好河道水位就行,一般情况下稳定在常水位,汛期来临前降下水位。因此,城市防洪和“涵养水源”那都是水利部门该管的事,与市政管网排水不相干。市政排水该管的是尽快将城市地表径流水全部一点不剩地排进城市河道。各司其职,这个城市水系就完美了。
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zwj5382
2017年11月01日 08:21:06
5楼
本帖最后由 zwj5382 于 2017-11-2 10:49 编辑

对原生态环境需经科学论证才能决定是否适合现代化城市建设,不能盲从认为原生态就是最好的。
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zwj5382
2017年11月02日 14:55:42
6楼
《海绵城市建设技术指南》对“低影响城市设计和开发”的解释是:“其核心是维持场地开发前后水文特征不变,…….”这是不是太过武断了?如果待建城市的场地是常遭水淹的低洼地,难道也要保持其水文特征不变?
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shang_tingting
2017年11月02日 15:09:15
7楼
zwj5382 发表于 2017-11-2 14:55 《海绵城市建设技术指南》对“低影响城市设计和开发”的解释是:“其核心是维持场地开发前后水文特征不变, …每个人都可以用脚做选择,既然自然条件不行,城市发展也会受限,一年有两个月淹在水里,除了国家,谁会想着把钱投在这种城市呢。很多城市,包括武汉,一百年前可没有这么多问题,就是因为不适度的开发的,造成了水文特征变化,才会年年看海。
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攻城师21398
2017年11月02日 15:48:07
8楼
不认可你的观点,海绵城市是希望城市排水过程与自然情况更加接近,而不是快下快排,这将是一种恶性循环。
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kunlun2014
2017年11月02日 18:30:38
9楼
对楼主"出于一个工程技术人员的职业良知,认为应该坦率表明自己的观点"的质疑精神表示由衷的钦佩。
“海绵城市”是中国版的”低影响开发技术“,从海绵城市建设的概念本身讲还是有其合理的一面。
通俗的说,正是利用海绵的吸水、蓄水特性使舶来的低影响开发技术具有了中国的特色。
对长期干旱缺水的中国北方城市而言,本意大概是想将雨水径流尽量留住,并加以利用。
海面城市建设指南的重大缺陷在于没有区别和划分——不管南方富水城市还是北方缺水城市,都搞无差别的海绵渗滞蓄工程,完全忽视不同地域的地理气候的巨大差异。
其二,《指南》中采用径流总量控制率作为海绵城市的设计和考核指标,这是基本概念错误,不展开讲喽。
对楼主的一些意见是同意的。



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zwj5382
2017年11月03日 10:22:44
10楼
本帖最后由 zwj5382 于 2017-11-3 10:25 编辑 shang_tingting 发表于 2017-11-2 15:09 每个人都可以用脚做选择,既然自然条件不行,城市发展也会受限,一年有两个月淹在水里,除了国家,谁会想 …对武汉经常受淹是否也可以有这样的解释:就是城市开发时执行的防洪标准太低,或者就是根本没有防洪标准,而是完全顺从自然原生态,采用的是“低影响城市开发”技术…….,是不是这样的解释更合理些?
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zwj5382
2017年11月03日 10:34:41
11楼
攻城师21398 发表于 2017-11-2 15:48 不认可你的观点,海绵城市是希望城市排水过程与自然情况更加接近,而不是快下快排,这将是一种恶性循环。快下是老天的意愿,快排为了防止地表水淹,或者是尽快将洗涤城市脏水排入河中,至于排出雨水是否浪费,那是由河道水位决定的。
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