既有城市住区海绵化改造效果探讨

1 引言

2013 年，习近平总书记在“中央城镇化工作会议”的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。”此后，国务院明确指出：“通过海绵城市建设，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。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。”

住建部、财政部等多部门联合，分别于2015 年和2016 年通过竞争性评选，形成了两批次共30 个海绵试点城市, 包括池州、北京、深圳等。各地海绵城市建设呈现蓬勃发展的局面，基于城市基础设施、地质、水文等条件的差异，上位规划、实施路线的不同等因素，形成了多样化的海绵城市建设体系。

海绵城市建设既是一项系统工程，也是一项长期任务[1]，随着海绵城市建设工作的不断开展，非常有必要通过不断地探讨建设效果，总结经验，形成因地制宜且可复制推广的海绵城市技术措施，尤其是既有城市住区的海绵化改造措施，对未来海绵城市建设的扎实推进有着重大的意义。

2 调研

2.1 调研计划

针对不同地域的差异性条件（包括气候水文、地形地貌、自然资源、植被情况、经济水平、生活习性等），结合实际海绵化改造工程，采用文献调研、实地踏勘、问卷调查、入户访谈等具体措施，分析既有城市住区海绵化改造现状。具体包括径流总量控制情况、径流污染物控制情况、雨水资源化利用情况、景观品质提升情况、业主客观诉求是否被满足等。对海绵城市改造建设的技术措施进行总结，对实际效果进行评估。

2.2 调研实施

在30 个国家试点城市中，根据不同地域，基于气候、地貌、水文、经济等条件，选取了北京、天津、深圳、珠海4 个城市作为调研地点，参见表1。

表1 调研实施情况表

2.2.1 北京市

北京市平均年降雨量为571.9mm，是我国第二批海绵城市建设试点城市之一，试点区域位于通州副中心，总面积达19.36 平方公里。本次对试点范围内的紫荆雅园、BOBO 自由城两个小区进行了调研。

（1）紫荆雅园

紫荆雅园小区建于2004 年，东临东六环西侧路，西靠牡丹路，整个小区与周边相比，地势较低。现状绿地面积3.83 万m²，绿地率33.36%，总建筑面积2.34万m²，道路面积1.76 万m²，建筑密度20.40%，地面停车位1,000 辆，固定车位750 辆，临时停车位250 辆。小区绿地地势较高，且渗水能力较差，每到下雨时，小区都会很快积水，并且积水很快便会灌入小院甚至进入住户家中。海绵化改造措施：

第一，将原不透水的混凝土路面改造为透水铺装。其中包括设置了红色透水混凝土健身步道（图1），并在步道的两边分布着线性排水沟，在暴雨情况下，下渗不能满足排水需求时，多余的水可以直接流入排水沟；还包括将不透水的停车位铺装，改造成为嵌草砖及透水混凝土（图2），并将停车位附近坡向合适的绿地改造为下凹式绿地、雨水花园，收集来不及下渗的雨水。同时，为停车场增加乔木遮阴，使停车场成为绿色生态的停车场；老幼活动场地经过透水铺装改造后，在阳光充足的区域设置活动设施及休息座椅，提供居民休闲活动，并促进雨水入渗，缓解径流。

图1 透水混凝土健身步道

图2 透水砖停车位

第二，在小区内坡向合适的绿地设置雨水花园（图3）、下凹式绿地生物滞留池共有30 多处。道路、广场等雨水通过坡向，汇入雨水花园或下凹式绿地内。雨水在改造后的绿地中能够快速下渗。如果遇到雨量较大时，无法迅速渗入的雨水会通过溢流雨水口排入生物滞留池或雨水管网中，将雨水资源进行回用或安全排放。

第三，建筑屋面的雨水通过雨落管断接，后经卵石消能，排向周边地势较低的雨水花园或下凹式绿地，或通过植草沟（图4）坡向下凹式绿地内。在暴雨情况下，下渗不能满足排水需求时，多余的水可以排入雨水口。

图3 雨水花园

图4 植草沟

最终，小区通过透水铺装、雨水花园、植草沟、线性排水沟、雨落管断接等措施，实现年径流总量控制率达到75%，雨水资源利用率达到3%，年SS 总量控制率不小于37.5%。同时，小区雨水管的排放标准由1 年一遇提高到了3 年一遇。

（2）BOBO 自由城

BOBO 自由城小区建于2004 年，位于北京通州区永顺西街46 号，建筑面积17 万m²，占地面积15.13 万m²，建筑屋面面积5.33 万m²，硬化广场及道路面积7.04万m²，绿化面积2.5 万m²。共划分17 个汇水分区，绿化率为45%，容积率为2.0，共计2,300 户。小区路面存在坑洼破损，一旦下雨，会在坑洼处产生积水，影响居民通行。

小区海绵化改造采取了生物滞留池、植草沟、雨水花园、雨水净化设施、雨水收集池、雨水管线改造、透水铺装、原有水体改造等措施。其中，排水沟在改造之后变成了植草沟（图5），主要用于滞留、蓄存、净化雨水[2]。与普通的排水沟不同，植草沟开挖时深度、宽度均超过1 米，沟内铺设过滤布和排水管网，沟外种植各类草木花卉。下雨时，沟道不再仅仅起到排水的作用，而是能够降低雨水的地表流速，并利用生物和土壤对雨水进行净化。植草沟中还设置了生物滞留池，暂时储存雨水，等暴雨峰值过后再安全排出，或利用于道路冲洗、绿化浇灌。

图5 植草沟

此外，将小区内原有景观水体，改造成为旱溪（图6），在暴雨季节，有效地吸纳雨水，成为小区一个重要的末端调蓄雨水设施。

图6 旱溪

2.2.2 天津市

天津市平均年降雨量为544.3mm，为第二批国家试点海绵城市之一，已开展海绵试点建设的区域总面积达39.48 平方公里，河西区解放南路地区作为试点区之一，本次对河西区解放南路地区试点范围内的幸福家园小区进行了调研。

幸福家园小区属于河西区海绵城市解放南路试点地区里巷社区改造工程设计项目，项目还包括世芳园、复兴门北里、河畔公寓、副食楼等共计6 个小区，涉及居民1,030 户，总占地面积约6.17 万m²，总改造面积约3.27万m²。小区一到雨季，经常性出现积水。积水没过脚踝，同时还有污水跑冒、雨污混接、路面破损、绿化缺失等问题，如图7 所示。

图7 幸福家园小区改造前

小区通过采用透水铺装、雨水花坛、雨水桶、植草沟、环保雨水口、新型停车位等技术方案，如图8 ～图11 所示。解决了小区积水、污水跑冒等问题，减少了雨水径流量，降低了面源污染，提高了雨水资源化利用。同时，更换并增加了路灯、健身设施，使绿化率有所提升，停车更加有序，出行条件和居住环境得到改善。

图8 增设了健身设施

图9 增设了路灯

图10 更换了雨水立管

图11 路面改造为透水砖

2.2.3 深圳市

深圳市平均年降雨量为1,966.5mm，自2016 年成为第二批国家海绵试点城市以来，共完成21 则海绵城市技术标准和政策制定。截至2017 年，深圳海绵城市建设工作超额完成，全年完成海绵城市建设项目422个，新增海绵城市面积达39.1 平方公里，超出年度目标14%。

石云村小区位于深圳市南山区蛇口新街148 号，地处蛇口街道办辖区。小区建成于20 世纪90 年代末，属于典型老旧住宅区，占地面积约1.3 万m²。小区在改造前面临面源污染严重、排水不畅，内涝风险、管道错接漏接等多种问题。2017 年初，蛇口街道办对石云村进行老旧住宅区综合整治改造工作，主要改造内容为立面刷新、道路整治、绿化提升、海绵设施改造等。资金来源于政府投资，项目总投资约900 万元，其中海绵设施改造部分约60 万元，项目根据小区现场实际，因地制宜开展并完成下沉式绿地建设1,662m²，透水砖铺设832m²，停车位植草砖铺设75m² 等。

具体实施上，根据现场地形条件，在大楼北侧设置下凹式绿地，绿地中设置溢流井，在路缘石上开疏水孔，让路面的雨水通过疏水孔排至下凹式绿地，向地下渗透。当水量超过地下吸收能力后，剩余的雨水溢流进溢流井中排入雨水检查井；原直接接入雨水井的屋面雨水立管，在其距散水坡以上10cm 处截断，使雨水直接散排至下凹式绿地；将停车场改为植草砖铺装；部分人行道、非机动车道改造为透水砖铺装；增加乔木、灌木种植，丰富绿化层次，提升环境品质；原水泥路面上的检查井在拆除路面时会松动、损坏，重新安装加固，并与新路面调平；个别雨水篦因路面拓宽较大而导致远离路边的，调整向路边移近，如图12~ 图15 所示。

图12 停车场改造为嵌草砖

图13 人行道改造为透水砖

图14 普通立道牙改造为开孔过水立道牙

图15 雨落管断接

2.2.4 珠海市

珠海市年平均降雨量为2,061.9mm，自2016 年4月成功获得国家第二批海绵城市建设试点城市以来，将海绵城市建设与黑臭水体治理、全面推进河长制、创建生态文明示范市等有机结合、统筹推进。本次调研的藤湖苑小区为珠海市首批结合老旧小区改造的海绵城市项目，全部由政府出资。

藤湖苑小区位于珠海市斗门区白藤条，建设于20世纪90 年代，共有住户250 户。小区内地势低洼，每逢下雨地面总布满大小水洼，还时常涨水，水漫30~40厘米，是周边有名的脏乱差小区。小区运用“海绵城市+”改造理念，借助透水砖铺设和下沉花园建设等措施使小区的居民拥有休闲场所，同时内涝问题也有所缓解，并配合小区外立面等美化工程提升了宜居水平。

海绵化改造上，采取设置卵石沟、局部调整竖向，透水铺装、下凹式绿地、雨落管断接、雨水管线改造、透水铺装、原有水系改造等措施；景观提升上，采取设置木质休息廊架、丰富绿化种植、外立面美化、游憩木栈道等措施，如图16 ～图19 所示。

图16 透水砖铺装

图17 雨落管断接至高位花坛

图18 广场和绿地之间的卵石沟

图19 增设可供休憩和交流的廊架

3 效果探讨

3.1 雨水控制与利用

雨水控制与利用目标主要分为：径流总量控制情况、径流污染物控制情况、雨水资源化利用情况。通过北京、天津、深圳、珠海四个城市的既有住区海绵化改造调研可知，在海绵城市建设的“渗、滞、蓄、净、用、排”[3]六种技术措施上，各个城市主要且通用的技术措施有：透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、植草沟、生物滞留池、雨水桶、雨落管断接、截污型雨水口、线性排水沟、道牙开口，具体参见表2。

表2 既有城市住区海绵化改造措施汇总表

从各个小区反馈的数据显示上看，通过采用地上或地下，绿色或灰色的海绵化措施后，几个小区雨水问题均得到了一定的改善，包括路面积水问题得到解决，雨水冲刷污物导致的径流污染得到控制，雨水经收集回用于冲洗道路、浇灌绿地。在径流总量控制、径流污染物控制、雨水资源化利用上，较改造前均有了一定的提高。

3.2 景观环境品质提升

第一，陈旧破损路面、广场获得修复、更新。目前，中国正处于人口老龄化快速发展的阶段，老年人生活面临许多方面的挑战，而老年人最重要、最核心的生活场所即居住小区。北京BoBo 自由城小区的道路、广场等铺装存在不同程度的破损，无法满足居民的正常通行。通过海绵化改造，将破损的路面、广场修复为透水铺装，不仅促进雨水下渗，还为老年人提供了适老、宜居的养老环境。

第二，绿化种植配置更加丰富。既有建筑小区建设年代较早，绿化方式单一，绿化量少，植物种类单薄，缺乏丰富的层次性。深圳石云村小区通过在雨水花园、下凹式绿地内配置耐湿乡土植物，并且在条件适宜的区域进行针对性的补充种植，可丰富和提升绿化量，使居民享受人文关怀。

第三，休憩交流设施配备更加完善。北京紫荆雅园小区将建筑小区原有道路、园路，设置为健身步道，为居民提供了更灵活的室外健身活动场地，促进居民更多地接触大自然；珠海藤湖苑小区在适宜的空地为居民设置了休憩廊架，促进了人们互相交流，有效改善了城市居民的心理和身体健康。

第四，与小区综合整治齐头并进，小区环境得到总体提升。本次调研的深圳石云村小区、珠海藤湖苑小区、天津幸福家园小区的海绵化改造，便是与小区综合整治一起开展，将建筑外立面改造、增设垃圾桶、修补屋面漏水、亮化工程等同步进行，提升总体环境的同时，对居民日常生活的影响降低到最小。

3.3 业主诉求

通过调研发现，很多小区在海绵化改造后，雨水问题得到解决，但是居民对改造效果并不满意。北京BoBo 自由城小区原本亲民的水景改造为旱溪，居民表现出了强烈不满，认为赏心悦目的水景比解决暴雨更重要；珠海藤湖苑小区综合整治后交流活动场地增加了，但是居民晾晒空间缺乏；天津幸福家园小区整体铺装得到很大的改善，但是未进行人车分流，居民对安全存在担忧。

由此可见，在海绵化改造之初，应与居民进行充分地沟通，掌握居民对小区改造的关键需求，做到以问题为导向、针对性的改造方式。笔者于2018 年在北京市朝阳区进行了问卷调查，调查结果显示，业主诉求比较集中，主要的矛盾聚焦于两点：第一，海绵化改造的施工过程中是否影响日常的生活，包括施工过程中的扬尘对空气质量的影响，道路、广场改造对出行和活动的影响，雨落管断接、雨水桶、雨水调蓄池的设置对生活用水的影响等；第二，海绵化改造是否解决了最关键的痛点，包括小区内涝积水、路面破损修复、无障碍设施、屋面漏雨修补等。

4 结论

本次调研的4 个城市，既是由国家30 个试点城市中筛选出来的，也是不同气候特色、地方特性的南、北方城市的典型代表。由于建设的本底、基础不同，需要因地制宜地采取适用于当地特性的建设模式和技术措施。同时在改造前应充分掌握小区存在的关键问题，以及居民的改造诉求。

因此，梳理总结不同地域特性的既有城市住区海绵化改造适宜性通用技术，统筹评价改造效果，不断地总结更新，形成可推广、可复制的既有城市住区海绵化改造模式，可为相关单位在规划、设计、实施、运行维护等方面提供既有城市住区海绵化改造技术支撑，为国家扎实推进现阶段和今后海绵城市建设提供保障[4]。

参考文献

[1] 中国市政工程协会. 海绵城市建设实用技术手册 [M]，北京：中国建材工业出版社，2017.

[2] 崔长起，金鹏等. 海绵城市概要[M]，北京：中国建筑工业出版社，2018.

[3] 中国北方寒冷缺水地区“海绵”典范——吉林白城海绵城市建设实施路径[M]，北京：中国建筑工业出版社，2018.

[4] 曾思育、董欣、刘毅等. 城市降雨径流污染控制技术[M]，北京：中国建筑工业出版社，2016.

作者

中国建筑科学研究院有限公司/ 北京市绿色建筑设计工程技术研究中心黄欣

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