_海绵城市_理论与实践_俞孔坚(2)

1.3 不科学的工程性措施导致水系统功能整体退化

城市化和各项灰色基础设施建设导致植被破坏、水土流失、不透水面增加，河湖水体破碎化，地表水与地下水连通中断，极大改变了径流汇流等水文条件，总体趋势呈现汇流加速、洪峰值高。近50年许多河流的径流量变化剧烈，而堤坝建设则导致大部分河径流量大幅下降，我国河流下降比率则超过了30%[33]。自20世纪90年代以来，长江、松花江、辽河、珠江、淮河、太湖流域等多地出现特大洪水和不利洪水组合，设计洪水量被迫大幅增加[29]；缩河造地，盲目围垦湖泊、湿地和河漫滩等行为，导致全国湖泊面积减少了15%，陆域湿地面积减少了28%，其中围垦面积占据80%以上，使河道行洪、蓄洪能力下降。长江的下荆江河段裁弯取直案例表明：裁弯后原河道长度缩短了1/3，比降加大，导致河道冲刷加大等不良影响[34]。提高局部地区堤防标准却加大了相邻地区的洪水风险，水库会带来下游地区的垮坝风险，这些工程几乎彻底改变了河流的生态环境。截至2011年，全国已建堤防29万km，是新中国成立之初的7倍；水库从新中国成立前的1200多座增加到8.72万座，总库容从约200亿m 3增加到7064亿m 3 [35]。三峡水库竣工运行后，生物多样性锐减，污染加剧，出现水库回水区水体富营养化[36,37]、鱼类减少[38]，以及鱼类生存环境下降[39～41]等问题。

直至今日，我们依然热衷于通过单一目标的工程措施，构建“灰色”的基础设施来解决复杂、系统的水问题，结果却使问题日益严重，进入一个恶性循环。狭隘的、简单的工程思维，也体现在（或起源于)政府的小决策的和部门分

统性、综合的问题，我们亟需一个更为综合全面的解决方案。“海绵城市”理论的提出正是立足于我国的水情特征和水问题。

1.1 我国地理位置与季风气候决定了我国多水患，暴雨、洪涝、干旱等灾害同时并存

我国降水受东南季风和西南季风控制，年际变化大，年内季节分布不均，主要集中在6～9月，占到全年的60%～80%，北方甚至占到90%以上，同时，我国气候变化的不确定性带来了暴雨洪水频发、洪峰洪量加大等风险，导致每年夏季成为内涝多发时期。同时，由于汛期洪水峰高量大，绝大部分未得到利用和下渗，导致河流断流与洪水泛滥交替出现，且风险愈来愈高。资料表明，最大洪峰流量与年最大洪峰流量平均值之比，在北方达到5～10倍，南方达到2～5倍，年内和年际以及地区间高度不均衡，导致出现洪涝灾害风险过大[27]。除了区域性的洪涝灾害以外，

城市内涝问题也日趋严重。2010年，对全国32个省（自治区、直辖市)的351个城市（多为大中型城市)的调研发现，我国城市内涝呈加剧趋势。2008-2010年期间，被调研城市中有213个发生过不同程度的积水内涝，其中137个城市发生了超过3次以上的内涝。积水深度超过0.5m的城市占到了74.6%、积水深度超过0.15m的占90%以上，积水时间超过30min的占79%[28]。2012年北京市7?12特大暴雨，79人遇难，经济损失近百亿元，是我国城市内涝问题的典型表现。

1.2 快速城镇化过程伴随着水资源的过度开发和水质严重污染

我国对水资源的开发空前过度，特别是北方地区，黄河、塔里木河、黑河等河流下游出现断流局面，湿地和湖泊大面积消失[29]。地下水严重超采的问题也日益加剧，全国地下水超采区面积已达到19万km 2，北方许多地下水降落漏斗区已面临地下水资源枯竭的严重危机。同时，我国的地表水水质状况不容乐观。2012年，根据水利系统全国水资源质量监测站网的监测资料，采用《中国地表水环境质量标准》（GB3838-2002)，对全国20.1万km的河流水质状况进行了评价。全年Ⅰ类水河长占评价河长的5.5%，Ⅱ类水河长占39.7%，Ⅲ类水河长占21.8%，Ⅳ类水河长占11.8%，Ⅴ类水河长占5.5%，劣Ⅴ类水河长占15.7%。全国103个主要湖泊的2.7万km 2水面中，全年总体水质为Ⅰ～Ⅲ类的湖泊有32个，占评价湖泊总数的28.6%、评价水面面积的44.2%；Ⅳ、Ⅴ类湖泊55个，占评价湖泊总数的49.1%、评价水面面积的31.5%；劣Ⅴ类水

29割、地区分割、功能分割的水资源管理方式。水本是地球上最不应该被分割的系统，可是我们目前的工程与管理体制中，却把水系统分解得支离破碎：水和土分离；水和生物分离；水和城市分离；排水和给水分离；防洪和抗旱分离。这些都是简单的工程思维和管理上的“小决策，”直接带来了上述综合性水问题的爆发，诚如奥德姆(Odum)所说：“小决策是一切问题的根源”[42]。所以，解决诸多水问题的出路在于回归水生态系统来综合地解决问题。2 “海绵城市”理论内涵水环境与水生态问题是跨尺度、跨地域的系统性问题，也是互为关联的综合性问题。诸多水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调，因此解决水问题的出路不在于河道与水体本身，而在于水体之外的环境。如：大量的雨并不是落在河道里，所以防洪没有必要仅仅死守河道；主要污染源非水体本身，所以，水净化的

解决之道也不在于水体本身。解决城乡水问题，必须把研究对象从水体本身扩展到水生态系统，通过生态途径，对水生态系统结构和功能进行调理，增强生态系统的整体服务功能：供给服务、调节服务、生命承载服务和文化精神服务[43,44]，这四类生态系统服务构成水系统的一个完整的功能体系。因此，从生态系统服务出发，通过跨尺度构建水生态基础设施（hydro-ecological infrastructure)[45,46]②，并结合多类具体技术建设水生态基础设施，是“海绵城市”的核心。2.1 价值观：“水适应人”转向“人适应水”“海绵城市”是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征，字里行间反映出与传统的工程思维下“水适应人”的治水思路截然不同。城市应该是一种“人适应水”的景观，即“水适应性景观”。“适应性”借用了生物学的术语，包含两方面含义，一是生物的结构都适合于一定的功能，二是生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续。因此，所谓“适应性景观”强调了其是在外界的环境及其影响以及人类自身的改变共同作用下最终形成的产物[47]。许多传统城市在长期的缓慢发展演变中，形成综合的发达的水适应性景观系统。托宾和蒙尔茨(Tobin and Montz)[48]总结出一种洪泛平原地区居民的生活模型，他们认为洪水灾害是一种长久以来的自然现象，因而他们的生活处于一种“灾害-破坏-修复-灾害的循环（disaster-damage-repair-disaster cycle)”中，并逐渐形成适应洪水的生活方式。俞孔坚等在对明清时期黄泛区城市防洪经验研究的基础上，提出了洪涝适应性景观的概念（flood adaptive landscape)，并进行扩展和深化。并在第一届城市水景观建设和水环境治理国际研讨会上首次提出水“适应性景观”(water adaptive landscape)的概念[49]，随后在2007年澳大利亚景观设计年会上进一步阐述水适应景观作为气候变化的适应性对策[50]。指出，在长期的水资源管理及与水旱灾害斗争的过程中，许多古代文明不断适应和改造城市与区域的

水系统，在很大程度上减缓了水灾害的影响，积

累了大量经验和智慧，增强了人类适应水环境的

能力，形成城乡的水适应性景观[51]。在“人定胜

天”的年代，传统而有效的人水关系被逐步忽略，各项水利工程措施企图迫使水系统适应人类的活动，结果，事与愿违。更加严重的水危机使得人们重新审视人与水的关系，在“人与自然和谐”的生态价值观下，应该重新树立人类活动与城市建设适应水系统的新的价值观。

2.2 “海绵”即是以景观为载体的水生态基础设施

完整的土地生命系统自身具备复杂而丰富的生态系统服务功能，这是“生态系统服务”理论的核心思想，聚焦到“水问题”上，这一理论表明，城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能，这也是“海绵城市”构建的基础。但是，各种关键性生态过程在土地的分布是不均衡的，“景观安全格局”理论认为景观中存在某些潜在的空间格局，它们由

某些关键性的局部、位置和空间所构成，它们在

物种保持和扩散的保护过程有异常重要的意义，以求解如何在有限的国土面积上，以尽可能少的

用地、最佳的格局、最有效地维护景观中各种生态过程的健康和安全[52,53]。对于关键性水过程而言，也存在着相应的景观安全格局，这一安全格局通过土地和城市的规划与设计，最终落实成为水生态基础设施。有别于传统的工程性的、缺乏弹性的灰色基础设施，它是一个生命的系统，它不是因为单一功能目标而设计，而是用来综合、系统、可持续地解决水问题[45,46,54,55]。它提供给人类最基本的生态系统服务，是城市发展的刚性骨架。从水安全格局到水生态基础设施，它不仅仅维护了城市雨涝调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨污净化、栖息地修复、土壤净化等重要的水生态过程，而且它是可以在空间上被科学辨识并落地操作的。所以，“海绵”不是一个虚的概念，它对应着的是实实在在的景观格局；构建“海绵城市”即是建立相应的水生态基础设施，这也是最为高效和集约的途径。“海绵城市”理论与实践俞孔坚 李迪华 袁 弘 傅 微 乔 青 王思思

P l a n n i n 城市规划 CITY PLANNING REVIEW

2015年 第39卷 第6期 VOL.39 NO.6 JUN. 2015

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2.3 “海绵城市”建设需以跨尺度的生态规划理论和方法体系为基础

很多学者对“海绵城市”的理解倾向于聚焦在雨水利用和管理问题上，同时提倡LID技术的应用，关注雨水处理和场地措施。诚然，上述确实是“海绵城市”建设的重点之一，但并不全面。城市水问题的解决前提是保护区域水循环过程，这就注定了真正的解决方案必定是跨尺度的，即“海绵城市”的构建需要不同尺度的承接、配合。

(1)宏观层面。“海绵城市”的构建在这一尺度上重点是研究水系统在区域或流域中的空间格局，即进行水生态安全格局分析，并将水生态安全格局落实在土地利用总体规划和城市总体规划中，成为区域的生态基础设施。在方法上，可借助景观安全格局方法，判别对于水源保护、洪涝调蓄、生物多样性保护、水质管理等功能至关重要的景观要素及其空间位置，围绕生态系统服务构建综合水安全格局。其意义在于：第一，明确现有的水系统中的最重要元素、空间位置和相互关系，通过设立禁建区，保护水系统的关键空间格局来维护水过程的完整性；第二，将水生态安全格局作为区域的生态用地和城市建设中的限建区，限制建设开发并逐步进行生态恢复，可避免未来的城市建设和土地开发进一步破坏水系统的结构和功能；第三，水系统可以发挥雨洪调蓄、水质净化、栖息地保护和文化休憩功能，即作为区域的生态基础设施，为下一步实体“海绵系统”的建设奠定空间基础。

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