陜西省海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系研究

白雪琛， 朱海榮， 梁 正， 陳 虹， 張 燕

(中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院有限公司， 陜西 西安 710077)

1 研究背景

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市的硬質(zhì)鋪裝率大大提高，雨水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后，再加上極端降雨的頻發(fā)，造成水資源短缺、水生態(tài)惡化、水環(huán)境污染、內(nèi)澇頻發(fā)等一系列城市水問題[1-3]。為解決這些問題，作為生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措，海綿城市建設(shè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略層面[4-5]。目前，我國(guó)已公布兩批共30個(gè)海綿城市試點(diǎn)城市。在國(guó)家和地方的大力推進(jìn)與高度重視下，全國(guó)已掀起了海綿城市研究與建設(shè)熱潮[6]。

2016年3月，陜西省人民政府辦公廳發(fā)布了《陜西省人民政府辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的實(shí)施意見》，提出陜西省海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循“轉(zhuǎn)變理念、生態(tài)為本；因地制宜、科學(xué)規(guī)劃；統(tǒng)籌建設(shè)、有序推進(jìn)；政府引導(dǎo)、社會(huì)參與”的原則，到2020年，要求全省城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到海綿城市建設(shè)的目標(biāo)要求，到2030年，全省城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)要求[7]。

然而，海綿城市建設(shè)是一項(xiàng)以城市水問題綜合治理為核心的系統(tǒng)工程，具有多學(xué)科(規(guī)劃、給排水、環(huán)境、水文、景觀等多個(gè)專業(yè))、多層次(源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端循環(huán))、多維度(不同地域)屬性，需要構(gòu)建一套全面、系統(tǒng)的綜合標(biāo)準(zhǔn)體系來協(xié)調(diào)不同層次、不同專業(yè)海綿城市建設(shè)[3,8]。陜西省橫跨3個(gè)氣候帶，南北氣候具有較大的差異性，不同的地域環(huán)境特點(diǎn)對(duì)海綿城市建設(shè)的要求差異較大。因此，結(jié)合陜西省的實(shí)際情況，在滿足國(guó)家相關(guān)要求的前提下，研究一套因地制宜的海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，探求適宜自身的海綿城市建設(shè)路徑，已成為當(dāng)前本地區(qū)海綿城市建設(shè)急需解決的重要所在。

2 需求分析

2.1 地域環(huán)境對(duì)海綿城市建設(shè)提出相應(yīng)要求

海綿城市建設(shè)過程包含狹義低影響開發(fā)系統(tǒng)(源頭)、常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)(中途)、超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)(末端)，通過滲透、調(diào)蓄、凈化、利用、排放等多種技術(shù)的結(jié)合，提升對(duì)雨水徑流的調(diào)控能力，構(gòu)建城市海綿性能，實(shí)現(xiàn)城市的良性循環(huán)[9]。然而，由于水文地質(zhì)條件、氣候狀況、土壤特性等地域差異性因素，海綿城市建設(shè)的需求目標(biāo)不盡相同，并且為保障低影響開發(fā)設(shè)施的實(shí)施效果，應(yīng)考慮地域性因素對(duì)其進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，并優(yōu)化其構(gòu)造做法與相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)[10-11]。

陜西省所屬地域南北較長(zhǎng)，從氣候分區(qū)來看，分別位于3個(gè)不同的溫度帶上。陜北為溫帶半干旱半濕潤(rùn)氣候，關(guān)中為暖溫帶濕潤(rùn)氣候，陜南為亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候[12]，其氣候及海綿城市建設(shè)主要特征如表1所示。因此，陜西省海綿城市建設(shè)不能完全借鑒于東南沿海與國(guó)外經(jīng)驗(yàn)。

表1 陜西省各地域氣候與海綿城市建設(shè)特征

由表1可以看出，整個(gè)省域氣候差異較大，降雨量時(shí)空分布不均，整體水資源短缺。除此之外，陜西地處西北黃土高原，黃土是一種風(fēng)成沉積的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，而海綿城市所采用自然存積、自然滲透的理念，將一定范圍的徑流收集到內(nèi)，會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化水對(duì)黃土的滲流力學(xué)過程，極有可能誘發(fā)黃土濕陷，破壞周邊設(shè)施。通常在工程實(shí)踐中，由于濕陷性黃土特殊的工程性質(zhì)，需進(jìn)行地基處理，通過不同的方式消除其濕陷性的影響，如采用3∶7灰土墊層、沖擊壓實(shí)、強(qiáng)夯等[18]；在西咸新區(qū)(第一批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市)灃西新城秦皇大道(非自重濕陷性黃土場(chǎng)地，濕陷性等級(jí)為1級(jí))低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)改造工程中，采用了一種“L”型鋼筋混凝土防水擋墻，用于路基側(cè)向支擋及防止雨水側(cè)滲對(duì)路基的影響[19]。由此看出，在識(shí)別地域特征及重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究新技術(shù)，開發(fā)新材料，并形成行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于海綿城市建設(shè)至關(guān)重要。

2.2 海綿城市的快速建設(shè)急需技術(shù)支撐

海綿城市建設(shè)是一個(gè)跨行業(yè)、跨部門、跨學(xué)科的綜合性事業(yè)，需要多方位的技術(shù)支撐，其內(nèi)容涉及城市建設(shè)的諸多方面，除對(duì)建筑與小區(qū)、市政道路、綠地廣場(chǎng)的低影響開發(fā)改造，市政基礎(chǔ)設(shè)施的新建、改造與優(yōu)化，及城市水系保護(hù)利用等工程以外，還包含工程的后期運(yùn)行管理及海綿城市建設(shè)績(jī)效評(píng)價(jià)等[20-22]。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要基礎(chǔ)與依據(jù)，系統(tǒng)了解并掌握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)海綿城市建設(shè)至關(guān)重要[20]。近年來，我國(guó)對(duì)海綿城市建設(shè)十分重視，相繼修訂和提出海綿城市建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，更多地融入了低影響開發(fā)、源頭控制、全過程治理的理念與要求[23]，見表2。

表2 現(xiàn)行海綿城市建設(shè)主要相關(guān)規(guī)范及導(dǎo)則

自我國(guó)確立海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市后，各地方已陸續(xù)頒布了針對(duì)該地區(qū)的《海綿城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》、指南相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集等，用于指導(dǎo)和規(guī)范相關(guān)工程規(guī)劃與建設(shè)，但相比于發(fā)達(dá)國(guó)家城市更為精細(xì)化的低影響開發(fā)設(shè)計(jì)導(dǎo)則[24-26](以美國(guó)阿拉巴馬州低影響開發(fā)手冊(cè)為例，見表3)，面對(duì)復(fù)雜的地域環(huán)境特點(diǎn)，海綿設(shè)施適用性、構(gòu)造參數(shù)、植物配置等諸多方面的部分內(nèi)容仍較為粗放，導(dǎo)致應(yīng)用于設(shè)計(jì)施工后其實(shí)施效果欠佳[27]。

總體而言，陜西省在海綿城市建設(shè)和實(shí)施過程中仍面臨諸多問題：相關(guān)技術(shù)規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究制定的地方適應(yīng)性不強(qiáng)，亟待加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)；部分設(shè)計(jì)與施工單位對(duì)于低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足，建筑、結(jié)構(gòu)、景觀、給排水、水文等專業(yè)之間協(xié)同性不足以及相關(guān)工程驗(yàn)收、管理和評(píng)價(jià)體系缺失等。因此，構(gòu)建一整套標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)于陜西省海綿城市建設(shè)至關(guān)重要。

3 陜西省海綿城市標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

3.1 構(gòu)建原則

(1)體系應(yīng)充分借鑒國(guó)家試點(diǎn)城市與國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)；

(2)根據(jù)本地氣候水文條件、地質(zhì)土壤條件等因素，科學(xué)編制圖集，以易操作、易管理、低養(yǎng)護(hù)、低造價(jià)、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)的技術(shù)作為技術(shù)支撐；

(3)在規(guī)范設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)精細(xì)化研究；

(4)應(yīng)形成內(nèi)容全面、層次分明、結(jié)構(gòu)清晰的標(biāo)準(zhǔn)體系。全方位地推進(jìn)海綿建設(shè)，打造生態(tài)宜居的城市環(huán)境[3,28]。

表3 美國(guó)阿拉巴馬州低影響開發(fā)設(shè)計(jì)手冊(cè)內(nèi)容

3.2 構(gòu)建方法

為及時(shí)、準(zhǔn)確了解陜西省海綿城市的建設(shè)狀況和標(biāo)準(zhǔn)需求，筆者團(tuán)隊(duì)對(duì)陜西省典型城市的海綿城市建設(shè)和企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研。結(jié)果表明，海綿城市契合各地發(fā)展需求，各地的政府主管部門對(duì)海綿城市建設(shè)都給予了高度重視，在各自相關(guān)規(guī)劃和行動(dòng)方案中結(jié)合各地特色和需求。標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)和完善，既需要根據(jù)政策制定頂層設(shè)計(jì)，也需要根據(jù)實(shí)際情況做具體設(shè)計(jì)。本標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建是在充分調(diào)研和了解各層次人們需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合陜西省的實(shí)際情況進(jìn)行具體構(gòu)建。

3.3 構(gòu)建框架

首先需要明確的是陜西省海綿城市標(biāo)準(zhǔn)是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，在遵循國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)海綿城市標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的。在標(biāo)準(zhǔn)體系中，既應(yīng)包括為了明確海綿城市建設(shè)目標(biāo)的專項(xiàng)規(guī)劃、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，還應(yīng)涵蓋為了指導(dǎo)建設(shè)過程中細(xì)節(jié)的落實(shí)與完善，對(duì)工程建設(shè)后期的竣工質(zhì)量驗(yàn)收、運(yùn)行管理、評(píng)估與績(jī)效考核及行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行指引的指南標(biāo)準(zhǔn)、圖集等，如圖1所示，各標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的具體內(nèi)容見表4。

(1)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。陜西省海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)首先應(yīng)針對(duì)陜西省的區(qū)域特點(diǎn)，因地制宜地制定陜西省海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則，明確不同地域特點(diǎn)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收、維護(hù)管理過程中低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建的內(nèi)容、要求和方法。在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，西安市、西咸新區(qū)、銅川市、寶雞市已起到示范先行作用。同時(shí)，為了有效地指導(dǎo)省內(nèi)各地區(qū)海綿城市建設(shè)的具體設(shè)計(jì)，以城市規(guī)劃編制體系為基礎(chǔ)，在總體規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃、修建性詳細(xì)規(guī)劃各層級(jí)提出海綿城市要點(diǎn)，保證建設(shè)要點(diǎn)的法定化[29]。各地市應(yīng)相應(yīng)編制市級(jí)技術(shù)指南或規(guī)程等，以期供各區(qū)域內(nèi)縣級(jí)及縣級(jí)以上的城市在海綿城市設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行具體參考。

圖1 陜西省海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建技術(shù)路線

表4 陜西省海綿城市標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目列表

(2)設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)。海綿城市建設(shè)是多專業(yè)協(xié)調(diào)的工程建設(shè)，伴隨著建設(shè)的迅速開展，目前還沒有專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)，所以當(dāng)前海綿城市建設(shè)普遍存在設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)的問題，導(dǎo)致建設(shè)的質(zhì)量參差不齊。

為了大幅度提高海綿城市建設(shè)的效率，保證工程質(zhì)量，海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)圖集的制定是不可或缺的。因此，根據(jù)陜西省的氣候分區(qū)，在充分結(jié)合建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地與廣場(chǎng)、城市水系等的現(xiàn)狀條件及雨水凈化利用技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，編制海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集。在圖集中，為了保證工程的安全性，應(yīng)針對(duì)各區(qū)域典型的土壤類型，如風(fēng)沙土、鹽土、濕陷性黃土、膨脹土等進(jìn)行具體編制，并明確各單項(xiàng)設(shè)施的施工要點(diǎn)；當(dāng)存在高地下水水位、車庫(kù)頂板覆土厚度限制、濕陷性黃土等因素時(shí)，應(yīng)針對(duì)其進(jìn)行專題研究以作處理，從而進(jìn)一步深化和完善地方標(biāo)準(zhǔn)。

(3)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。目前，陜西省內(nèi)各地海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作正在有序推進(jìn)。作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，低影響開發(fā)設(shè)施受環(huán)境、材料、結(jié)構(gòu)等多方面因素的影響，其對(duì)徑流水量、水質(zhì)的調(diào)控能力存在差異，并且與雨水管網(wǎng)、超標(biāo)雨水系統(tǒng)的耦合是否能夠?qū)崿F(xiàn)海綿城市建設(shè)目標(biāo)，需進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收工作[29]。同時(shí)，根據(jù)是否影響設(shè)施主要功能、安全性、環(huán)境保護(hù)等因素，在標(biāo)準(zhǔn)中明確各單項(xiàng)設(shè)施質(zhì)量驗(yàn)收的主控項(xiàng)目與一般項(xiàng)目(表5列舉了濟(jì)南市部分低影響開發(fā)設(shè)施驗(yàn)收指標(biāo)[31])。在編制陜西省海綿城市建設(shè)施工及驗(yàn)收細(xì)則時(shí)，應(yīng)充分考慮設(shè)施內(nèi)外部因素，細(xì)化驗(yàn)收指標(biāo)，明確檢驗(yàn)方法，并充分考慮濕陷性黃土易由其滲水帶來嚴(yán)重的安全問題等因素，列入驗(yàn)收主控項(xiàng)目。

表5 濟(jì)南市低影響開發(fā)設(shè)施工程部分驗(yàn)收要點(diǎn)(列舉)[31]

(4)運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行管理是海綿城市建設(shè)的重要組成部分，為了維護(hù)城市低影響開發(fā)體系及設(shè)施的正常運(yùn)行，應(yīng)針對(duì)海綿城市建成后的運(yùn)行管理提出相應(yīng)規(guī)定，即編制陜西省海綿城市運(yùn)行管理規(guī)定。內(nèi)容中明確規(guī)定不同類項(xiàng)目的維護(hù)管理單位。如對(duì)城市道路、立交、公園綠地、廣場(chǎng)等公共項(xiàng)目的海綿設(shè)施，可由各項(xiàng)目管理單位負(fù)責(zé)維護(hù)管理或由政府組織成立統(tǒng)一的海綿城市設(shè)施管理單位對(duì)海綿城市設(shè)施進(jìn)行日常維護(hù)管理；公共建筑與住宅小區(qū)等其他類型項(xiàng)目海綿城市設(shè)施，可由該設(shè)施的所有者或其委托方負(fù)責(zé)維護(hù)管理[32]。另外，規(guī)定中也應(yīng)對(duì)維護(hù)管理制度和操作規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)說明。并且，在運(yùn)行管理過程融入信息化管理，支持海綿城市建設(shè)全生命周期管理，為設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行、考核提供依據(jù)，保障設(shè)施的持續(xù)運(yùn)行[33]。

(5)評(píng)估與績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)。通過制定海綿城市建設(shè)評(píng)估與績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)，為陜西省各地海綿城市建設(shè)提供科學(xué)、全面的評(píng)價(jià)辦法。對(duì)陜西省而言，應(yīng)在遵循國(guó)家級(jí)海綿城市建設(shè)績(jī)效評(píng)價(jià)與考核辦法的基礎(chǔ)上，明確海綿城市建設(shè)績(jī)效評(píng)價(jià)與考核的階段性，做好各個(gè)階段的評(píng)價(jià)工作。不同區(qū)域可分別采取踏勘驗(yàn)證、實(shí)地監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)與模擬分析相結(jié)合的方式[29]，對(duì)建設(shè)效果進(jìn)行績(jī)效評(píng)價(jià)與考核。其中，對(duì)于較大區(qū)域，可建立信息化管理控制平臺(tái)，利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)多方位記錄海綿城市相關(guān)設(shè)施的建設(shè)及運(yùn)行情況，為考核評(píng)估提供依據(jù)，也為后續(xù)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，同時(shí)有助于提升海綿城市建設(shè)及后期的運(yùn)行管理水平[33]。

(6)先進(jìn)適用技術(shù)與產(chǎn)品。積極研發(fā)陜西省地域性的海綿城市建設(shè)先進(jìn)適用技術(shù)與產(chǎn)品，以功能性可分為收集與滲透技術(shù)、調(diào)蓄技術(shù)、轉(zhuǎn)輸技術(shù)、截污凈化技術(shù)、水體治理技術(shù)、監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)[34]；并針對(duì)某類技術(shù)設(shè)施中具體構(gòu)件進(jìn)行技術(shù)化研究，提升設(shè)施功能性，延長(zhǎng)使用周期，如復(fù)雜型生物滯留設(shè)施填料種類(在考慮設(shè)施結(jié)構(gòu)安全、出水水質(zhì)、使用周期的基礎(chǔ)上，研究廢棄物作為設(shè)施填料的可行性)，防滲型低影響開發(fā)設(shè)施滲排管，綠色屋頂保溫隔熱層、防水層及防穿刺層材料及厚度等，形成海綿城市建設(shè)產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定各產(chǎn)品的主要技術(shù)內(nèi)容及適用范圍，為海綿城市建設(shè)提供有依有據(jù)的技術(shù)支撐。

4 結(jié) 論

(1)陜西省氣候差異較大，降雨量時(shí)空分布不均，整體水資源短缺。因此，陜西省海綿城市建設(shè)不能完全借鑒于東南沿海與國(guó)外經(jīng)驗(yàn)。除此之外，由于濕陷性黃土在整個(gè)省域分布廣泛，對(duì)海綿城市建設(shè)的推進(jìn)具有一定的阻礙性，因此，在識(shí)別水文地質(zhì)條件、氣候狀況、土壤特性等地域特征及重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，研發(fā)新技術(shù)新材料以至形成行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于陜西省海綿城市建設(shè)至關(guān)重要。

(2)相比于發(fā)達(dá)國(guó)家城市精細(xì)化的低影響開發(fā)設(shè)計(jì)導(dǎo)則，國(guó)內(nèi)各地所頒布的規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則、指南相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集的部分內(nèi)容仍較為粗放，導(dǎo)致設(shè)施的應(yīng)用效果欠佳。陜西省在海綿城市建設(shè)和實(shí)施過程中仍面臨著技術(shù)規(guī)程地方適應(yīng)性不強(qiáng)，設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)、各專業(yè)之間協(xié)同性不足，以及相關(guān)工程驗(yàn)收、管理和評(píng)價(jià)體系缺失等問題。

(3)綜合考慮陜西省具體實(shí)際情況，為保障全省海綿城市建設(shè)全過程的順利推進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)體系具體應(yīng)包括六大部分即規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、工程驗(yàn)收、運(yùn)行管理、評(píng)估考核、先進(jìn)適用技術(shù)與產(chǎn)品，以上各個(gè)部分的實(shí)施應(yīng)在充分吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、綜合考慮地域特征、細(xì)化制定各類要點(diǎn)的基礎(chǔ)之上。海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步實(shí)施將會(huì)對(duì)陜西省海綿城市建設(shè)水平、工程質(zhì)量等產(chǎn)生積極影響。