我国正处于经济的转型时期，日益严峻的城市内涝和水体污染正逐渐成为制约经济发展的阻力。因此，借鉴国外成熟的理论和实践成果，结合我国的国情、自然条件等因素，寻找解决问题的技术方法、构建途径及实施策略，对我国经济的健康持续发展具有积极的现实意义，“海绵城市”的理论应运而生。

1.海绵城市的理论介绍

1.1国内外研究现状

自上世界70年代开始，美国先后提出了最佳管理措施(BMPs)^[[i]]、低影响开发(LID)^[[ii]]和绿色基础设施(GI)^[[iii]]。因此，海绵城市设计是一定意义上的系统设计或者说是生态设计。

住房城乡建设部组织编制的《海绵城市建设技术指南--低影响开发雨水系统构建》对“海绵城市”的描述是“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” 。仇保兴^[[iv]]提出“海绵城市的本质是，解决城镇化与资源环境的协调和谐。传统城市开发方式改变了原有的水生态，海绵城市则保护原有的水生态；传统城市的建设模式是粗放式、破坏式的，海绵城市对周边水生态环境则是低影响的；传统域市建成后, 地表径流暈大幅增加，海绵城市建成后地表径流量能尽量保持不变。因此，海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发”。

1.2海绵城市的特点

海绵城市建设将会降低洪峰和减小洪流量，保证城市的防洪安全。当城市面临最大的降雨时，由于海绵城市有足够的容水空间（湿地、湖泊、洪泛区、河漫滩、农业地、公园、下凹式绿地等等）及良好的就地下渗系统，城市的防洪能力会更强，洪流量、洪峰都会大大降低，暴雨的危害性也会降低。总结来说，海绵城市具有以下两个特点：

1）海绵城市建设视雨洪为资源，重视生态环境。

海绵城市建设的出发点是顺应自然环境、尊重自然环境。城市的发展应该给雨洪储蓄留有足够的空间，根据地形地势，保留和规划更多的湿地、湖泊，并尽可能避免在洪泛区内搞建设，使之成为最大雨洪的蓄洪区、湿地公园、农业用地等，以减少城市内涝。与此同时，也保证了水资源的安全。

2）海绵城市建设的目标就是要减少地表径流和减少面源污染。

要量化年径流量控制率、综合径流系数、湿地面积率、水面面积率、下凹式绿地率等指标指导城市生态基础设施建设。减少地表径流，就能减少面源污染，这对水系水质保障和水质安全很重要。减少地表径流，雨水就能就地下渗。这对地下水补充很重要。因此，在某种意义上讲，海绵城市设计，就是要最大限度地争取雨水的就地下渗。

1.3海绵城市和低影响开发

减少地表径流、减少水土流失、减少面源污染、减少雨洪资源损失、减少洪水和旱灾危害，以及增加雨水就地下渗、补充地下水，就成为海绵城市设计的具体指标（目标）和核心技术的关键。而这些具体指标和核心技术要素，就是低影响开发（Low Impact Development, 简称LID )的核心内容。

海绵城市建设是通过低影响开发的技术得以实现的：低影响开发足在开发过程的设计、施工、管理中，追求对环境影响的最小化，特别是对雨洪资源和分布格尚影响的最小化。

如果说，海绵城市是城市建设的生态基础设施建设，或者说，海绵城市建设是生态城市建设的关键，那么，海绵城市建设的目标是通过低影响开发的技术得以实现的。在小尺度的小社区和小区域上，目前所提倡的海绵城市建设的理念、技术和设计，也是美国所提倡的低影响开发的理念、技术和设计。

传统的低影响开发，一般是对一个小区的雨洪管理和地表径流的设计；而海绵城市设计则多是在一个较大的城市或区域尺度空间的规划和设计。另外，低影响开发涉及的是小的汇水面积，而海缩城市考虑的则是流域。而且，流域的总体设计还包括了产业和城市空间布局、土地利用性质的转变等诸多要素的总体空间规划设计。

1.4海绵城市的意义

伍业钢^[]等人的研究结果是海绵城市不仅是生态的，更是经济的和社会的最优化选择根据我们的分析，海绵城市建设的区域房地产价值可以增加25 %~4 0 %；通过海绵城市设计的环境整治和一级开发成本可以节约10 %~20%。这种海绵城市的设计，提高了城市的品质和宜居程度，提高了城市土地的价值。海绵城市设计将提高城市的生态效益、经济效益和社会效益，城市建设和发展也更可持续3这些都进一步凸显了社会对海绵城市建设的强烈渴求

海绵城市之于城市发展的意义主要为以下几个方面：提高雨水下渗率，将雨洪蓄滞存储，补充水资源；减少地表径流产生的面源污染，有利于水环境保护和水质改善；减小洪峰流量，延迟峰现时间，增加城市水面面积率、绿地率丰富城市态系统和生态廊道，增加生物多样性，维持生态平衡，使城市得以可持续发展。

2.海绵城市的技术手段

海绵城市的基本目的,除雨洪资源的利用外，还有一个重要的社会目的，即构建一个集展示、休闲、活动和防灾避难为一体的多功能城市开放空间。一方面，海绵城市建设的现有载体如河流、湖泊、沟渠和绿地等，在建设中要加以保护。利用好这些公共资源，给市民提供一个生态的公共空间。另一方面，建设的新载体如新建绿地、街道、广场、停车场和水景设施等，都要打造成可供市民活动的公共空间。

1 )广场：广场作为城市的重要公共开放空间，不仅是公众的主要休闲场所，也是文化的传播场所，更是代表着一个城市的形象，是一个城市的客厅。在广场的设计施工中，要采用海绵城市的理念及手法打造生态型的广场，如广场中的景观水池、透水铺装、髙位花坛、下围绿地、树池等生态广场不但是公共空间，也是海绵城市建设的科教展示场地，同时也成海绵城市建设的示范点。

图1公共绿地

2 )公共绿地：公共绿地是城市态系统和景观系统的重要组成部分，也是市民休闲游览及交往的场所。海绵城市建设所涉及的雨水花园、湿地公园、河道驳岸改造、微型雨水塘、植被缓冲带、植物浅沟、雨水罐、蓄水池，屋顶花园和下凹绿地等，丰富了城市公园的种类，也提高了公园的品质和景观价值。

图2公共绿地

海绵城市建设中引进先进设计理念，充分利用雨洪资源，并结合自净化系统与生态系统修复技术、治污截污及雨污分流技术，净化水质，构建水生态系统。水生态治理首先保证水的流动性和流量，满足水生态系统的水质要求，恢复河湖水生态功能。

2.1水体自净措施

1）湿地泡塘。湿地泡塘通常是指湿地浅坑，适宜分布在岸边湿地或水质较差的区域，对污染物的沉淀降解起到很好的作用，类似污水处理工艺中的沉淀池。

图3湿地泡塘

2）富养曝气。河流湿地富养曝气设计体现以下三个层面:①水动力层面：加速水体中氧 的交换；②微生物层面：有禾厅微生物的快速繁殖；③植物层面：为水生植物的生长提供充足的氧^[[v]]。富养曝气在河流湿地中的体现形式主要有两种，一是扬水曝气装置，二是多级跌水堰设计。

图4公共绿地

3) 原位微生物激活素。原位微生物激活素生态修复能很好地分泌植物促生物质，激活本地物种的快速生长，改善植物根际的营养环境，形成丰富的本地生物种群，对污染物进行降解。

图5原位微生物激活素

4）沉水植物系统。适用于水深1 ~ 2 m的河流区域，可以通过有效吸收和降解污染物，净水质。

图6沉水植物系统

5）浮岛水质净化系统。浮岛中的水生植物，吸收水体中的氮、磷等营养元素，吸附和截留藻类等悬浮物，浮岛中的水生植物根系微环境也具有一定活性生物膜物膜功能。

图7原位微生物激活素

6）湿地植被系统。湿地植物对污染物进行有效吸收和降解。起到净化作用，适用于水深0~1.5 m的河流区域。

图8湿地植被系统

2.2河道湖岸修复措施

1）生态驳岸

驳岸是位于水陆两地交界的区域。岸线应尽量设计为生态驳岸，以提高水体的自净能力。滨水绿化控制线范围内的绿化带可设计为植被缓冲带，以削减相邻城市道路等不透水面的径流雨水的径流流速和污染负荷。

具有水域和陆地两种特性生态驳岸要保证驳岸结构稳定和满足生态平衡要求：海绵城市中生态驳岸主要有自然和人工驳岸两种类型，其优点是保护河岸，防止雨水冲刷损毁，并有利于建立河道自净化系统，维持河流生态系统的完整与健康^[[vi]]。生态驳岸以植被护岸为主，其次结合河道本身特点合理选择硬质驳岸或土壤生物工程驳岸。

图9生态驳岸

2）跌水堰

跌水堰是指使上游渠道（河、沟、水库、塘及排水区等）水流自由跌落到下游渠道的落差构筑物。跌水堰多用于落差集中处，也常与水闸和溢流堰连接作为渠道上的退水及泄水建筑物。根据落差大小，跌水可做成单级或多级跌水堰主要用砖、石或混凝土等材料建筑，必要时某些部位的混凝土可配置少量钢筋或使用钢筋混凝土结构。

图10多级跌水堰                       图11单级跌水堰

2.3雨水利用措施

硬路面及建筑屋面是降雨产生汇流的主要原因：对城市道路而言，人行道、车流量和荷载较小的道路宜采用透水铺装，道路两旁绿化带和道路红线外绿地可设计为植被缓冲带、下沉式绿地、生物滞留带及雨水湿地等。此外，植草沟、生态树池和渗管或渠等也可实现雨水的渗透，储存及调节。

1）渗滤池：结合池塘、洼地设置渗滤池，池塘与洼地维持少量水位，除有集水功能外还可维持水生生态系统的稳定性，开放的水域还能提供亲水及视觉美化的效果。

2）花畦：池底覆以土壤并种植吸附污染物的湿生植物，具有调节与改善水质的功能。

图12花畦

3）植草沟：用植被覆盖的集水、排水渠，主要用于疏散暴雨径流以及移除污染物，提升水质，保留乡土植被维护景观品质，提供生物栖息的空间，且植草沟设置及维持保养的费用低于传统的地下管线。

图13植草沟

4）渗滤沟：渗滤沟是利用卵石、碎石等空隙为雨水提供滞蓄空间的方法，在地面设卵石沟或卵石槽导引地表径流至卵石间的孔隙。

图14渗滤沟

5）渗透性铺装：采用渗透性地面铺装是让雨水回归大地，解决地下水回灌问题，具有入渗、滞留的能力，有减洪、水质净化与地下水涵养的优点。

图15渗透性铺装结构图                       图16渗透性铺装效果图    

6）雨水花园是在自然形成或人工挖掘的浅凹绿池内种植地被植物、花灌木甚至 乔木等植物的专类工程设施。从功能上可以分为控制雨洪为目的和以降低径流污染为目的两类。

图17雨水花园