同濟大學原常務副校長、環境科學與工程學院教授顧國維：
一遇暴雨即成“汪洋澤國”，這幾乎成了全國各城市的痛。
雖然申城今年長達122天的汛期已進入尾聲，但這期間，“6.17”和“8.24”兩場暴雨所制造出的“海景”，令人記憶猶新。這時的“看海”“戲水”，透著苦澀。
如果城市像海綿，澇時吸水，旱時“吐”水，那么不久的將來，“城中看海”或將不見。
上海正在打造“海綿城市”。
2013年12月12日，習近平總書記在中央城鎮化工作會議上首次提出“海綿城市”概念，時隔一年多，我國海綿城市建設試點迅速展開。盡管不在首批試點城市之列，但上海目前正在國家指導性技術指南的基礎上，逐步建立自己的“海綿城市”標準。
“過去，我國在城市內澇治理過程中，主要強調‘排’，但怎么能把水蓄積起來為我所用，考慮得不多。”同濟大學原常務副校長、環境科學與工程學院教授、同濟大學可持續發展與新型城鎮化智庫特聘專家顧國維在接受記者專訪時指出，在上海地下重新鋪設排水管道“不現實”。用“生態海綿”來解決城市內澇，就要盡量減少城市開發的影響，保持一定的綠地和水面，“滲、滯、蓄、凈、用、排”多策并舉，從源頭來減少徑流量的產生。
治內澇不能只盯“排”
上海為何頻繁內澇？現有的排水防澇基礎設施比較薄弱是一個直接原因。
目前上海的排水系統設計標準為一年一遇（即應對每小時36毫米的降水量），中心城區部分地區為三年一遇（每小時50毫米）。顧國維說，現有設施承受大雨沒有問題，但當集中暴雨考驗來臨，就會不堪重負，暴露出排水設施軟肋。而且，全市規劃的361個雨水排水系統，尚未建設完成，還有多個建成的排水系統低于一年一遇的標準。
前幾年就有人提出，能否加粗排水管道來提高上海的排水能力的問題。顧國維認為“沒有操作的可能”。“提高標準對于新開發地區比較簡單，已建成區大量的舊管道怎么辦？”幾乎每條路下面都埋著達不到標準的舊管道。不包括小區內的雨水管道，上海僅市政雨水、合流管道的總長度就接近一萬公里。此外，上海的排水管道，老的都是按雨污合流設計的，新區才按雨污分流設計。總體管道設計偏小，暴雨時容易溢流。
據了解，在發達國家，對新開發地區早有綠色基礎設施與灰色基礎設施相結合的建設理論與方法。綠色基礎設施指雨水花園、綠色屋頂、滲透鋪裝等低影響開發設施，灰色基礎設施指傳統的排水管渠系統。綠色與灰色設施結合，不僅可以減少排水系統的投資，且有利于保護生態環境。
但在顧國維看來，這并不適合上海。上海大部分城區已經建成，且中心城區人口密度超過3萬人/平方公里，土地高度緊缺；上海的地下水埋深小、土壤滲透性差。“這些對于應用低影響開發技術，自源頭控制徑流水量、削減徑流峰值來說，均極為不利。且目前上海地下空間已十分擁擠，幾乎沒有容納更粗管道的空間了。”
他指出，鑒于上海降雨比較集中、水面率低、土壤滲透系數低、地下水位高等特殊性，要解決內澇，“排”不是唯一出路。而建設“海綿城市”，無疑能讓城市更加有“彈性”：在下大雨的時候，能下滲、能滯留、能蓄存、能凈化水；在沒有降雨的時候可以把水放出來，可用可排。“滲、滯、蓄、凈、用、排”也正是“海綿城市”的精髓。
“海綿城市建設可以更好地實現雨洪利用、排水防澇以及河流整治，而不僅局限于某一個方面。”顧國維強調，海綿城市建設以修復城市水生態、涵養城市水資源、改善城市水環境、提高城市水安全、復興城市水文化等為目標，是一個系統工程。
建蓄水空間更迫切
城市蓄水能力急劇下降，也是內澇的重要原因。顧國維說，隨著城市快速發展，上海原有的河湖水面經過大規模改造，已基本失去了雨水調蓄作用。
當水泥城市地面大量硬化，街道地面往往比綠地要低，嚴重影響了城市蓄水。而在過去，有很多綠地、農田在一定程度吸納了很多水分。河道填埋處由于地勢低洼，往往又成為內澇的重災區。“可以說，城市水系遭到破壞，是城市內澇一個重要的深層次原因。”顧國維說。
這也導致上海一旦遇到高潮位、臺風、暴雨交集時刻，防汛就會被“排”牽著鼻子走而非常被動。“暴雨高潮時，雨就像落在一個盆子里，靠重力自留根本排不出去。”顧國維說，1949年以來，上海一直采用的是“圍起來打出去”的辦法——在黃浦江、蘇州河沿岸利用防汛墻的擋水作用，遇到低潮位時，可以自流進入河道，而高潮位時，就只能用幾百個大大小小的泵站水泵將路面上流淌下來的雨水打出去。
要彌補這一“歷史欠賬”，要求其實很高。顧國維說，從城市內澇治理來說，既要看城市內部的問題，也要看所在區域，或所在流域的洪水特性、降雨特性以及河流水的特性。在上海“海綿城市”設計中，應當把水與湖、江、地表聯動關系合理構建起來，合理利用現有的蓄水空間，并構建起相應的蓄水空間。
顧國維舉例說，比如上海有幾萬個以排水泵站為核心的配有雨水收集管網的匯水區，黃浦江、蘇州河有很多小支流，都建有水閘，當有臺風預報時，可降低河水位，流出蓄水體積。將城市洪澇先排到河里，待黃浦江水位降低，再排到江里。
還有比較現實的操作就是，在綠地搞一些小塘，或者地下空間建蓄水池，作為一個調節排水系統的調節。將城市綠地建成下凹式的，可大量儲蓄雨水。城市的露天公園、運動場等，均可作為有效的臨時蓄水場所。此外，也可利用房頂、地下蓄水池等滯留雨水。
“若要釋放更多現有蓄水空間，亟需提升水質。”顧國維同時指出。
經過十幾年的努力，蘇州河告別了黑臭，建起的截留管將污水和一定量初期雨水送到浦東竹園，經處理后，排入長江口；同時上海搬遷了蘇州河上的垃圾碼頭和米碼頭，整治河道成效明顯。但顧國維認為，截留管的截留倍數還是偏小了，暴雨時，仍有污水排入蘇州河。蘇州河的水質還達不到IV級要求，這也可能和支流排入的污染有關。
“城市中保留一定的水面，有利于調蓄雨水。但上海地區保留的水面卻不能流動，很容易形成富營養化，所以我們看到的大多湖水是綠綠的。”顧國維認為，要保持水質就必須有循環處理系統，或者定期調水，這增加了處理成本。
事實上，就海綿城市的考核指標來看，對水環境質量的要求也非常嚴格。其中包括不得出現黑臭現象；海綿城市建設區域的河湖水系不低于《地表水環境質量標準》Ⅳ類標準。“如何治理，要提出行之有效的辦法。這一任務相當艱巨。”顧國維說。
以雨水利用增蓄排能力
如果城市充滿“彈性”，下暴雨時路面將沒有嚴重積水。其背后，是城市“蓄水”與“排水”相得益彰的自由呼吸吐納體系——也就是形象的“海綿體”。
“形成‘蓄排結合’的防治體系才是治理城市內澇的方向。”顧國維強調說，通過分散式的方法消化降水，減少產生徑流，有助于減輕排水管網壓力，是治理城市內澇的有效手段。
這就對地形的設計，尤其是豎向設計提出很高要求。具體來說，雨水是往低處流的，現在有些道路維修，只往上堆混凝土或瀝青，以致于路面比小區地坪高，下雨時雨水往小區灌。有的道路地面下立交設置處地形過低，暴雨時徑流聚集，很容易淹沒地下道路，造成汽車淹沒，甚至人員傷亡。“現在地下建筑越來越多，地鐵、地下通道、地下商場、地下停車場等，若因臺風暴雨造成淹沒，損失就很大了。”
“作為海綿城市建設的重要要求之一，不僅要讓城市如海綿一樣‘吸水’，更要將水資源儲備起來，以備不時之需。”顧國維還指出，雨水資源的合理利用不僅有節約水資源的意義，也是減輕城市防汛壓力的重要方式。
顧國維舉例說，德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一，制定了一系列法律法規，規定在新建小區之前，無論是工業、商業還是居民小區，均要設計雨水利用設施。德國利用公共雨水管收集雨水，簡單處理后，用于廁所沖洗和庭院澆灑。屋面雨水集蓄利用主要用于家庭、公共場所和企事業單位的澆灌、沖廁、洗衣洗車、冷卻循環等。
2005年以后，上海市政府出臺規范性文件，加快推進節水型城市建設，鼓勵在大型建筑、一萬平方米以上的小區收集屋頂雨水進行二次利用，可是由于種種原因，許多地方后來就放棄使用。顧國維建議，“要推廣雨水收集系統還需政策助力。”比如在小區開發建造時，地表徑流系數應該和容積率一樣被強制性要求，政府在后期維護時給予必要的扶持，這樣城市的雨水收集工作才能被長效開展。
顧國維認為，城市洪澇防治是一個系統工程，除了要重視基礎設施建設，還要重視非工程措施。“目前，上海馬路上乃至小區里都有很多攝像頭，交通、公安部門利用得很好，水務部門也可以利用。暴雨時通過這些攝像頭觀察有否積水、在降雨過程中水的流動狀況、積水什么時間消退，并與降雨過程泵站排水等情況結合起來，不僅可以掌握是否積水的狀況，而且通過研究有利于形成數字化的控制系統。”
同時，解決城市內澇，城市應急管理要跟上，包括加強對暴雨和洪澇的監測，讓預報預警及時準確，才能科學調度和應對。
他表示，目前我們從理論研究、技術措施、政策標準、金融體系和人才培養方面尚有不足，海綿城市建設任重而道遠。“同濟大學正在準備成立海綿城市研究中心和智庫，和美國、澳大利亞、德國這些在雨洪管理方面走在前列的國家的知名科研院所進行合作，通過深入研究，建立適合我們國情、地理和經濟、人文條件的海綿城市理論體系和技術體系。”顧國維認為，這是一個重要的決策支持內容，以科研為基礎、大力推進海綿城市建設、并且發展相關產業，提升上海的國際競爭力。
專家開講
深圳大學土木工程學院教授佘年：
莫讓“海綿城市”成為新污染釋放源
“‘海綿城市’是一個形象說法，國外直接稱之為‘低影響開發’。”深圳大學土木工程學院教授、美國環境工程師協會LID模型技術委員會主席佘年表示，對于上海這樣已經成型的大都市，若要通過低影響開發（LID）模型來建設海綿城市，首先要明確LID對城市的作用，也就是使城市環境不斷接近于開發前的水文循環。此前，佘年曾多年供職于美國西雅圖公共事業局。他認為，上海90%的降雨都與西雅圖類似。上海如要用LID技術來防止內澇并控制雨洪，美國在過去二十多年的經驗教訓尤其值得上海甄別借鑒。
美國環保局對低成本合流制污水溢流（CSO）控制的9條原則值得國內城市思索：第一，下水道及雨污合流系統需得當運行并妥善維護；第二，收集系統的蓄水能力（在線調蓄能力）要最大化；第三，審核污水預處理要求，盡量減少溢流；第四，盡量將送入污水處理廠的溢流污水最大化，進行實時控制；第五，消除旱季污水溢流；第六，去除CSO中的固體和漂浮物，即實施在線處理；第七，防止污染物進入下水道；第八，進行良好的公共宣傳；第九，檢測CSO的影響和控制效率。
佘年表示，控制河污溢流，優先考慮低成本，可運用在線儲存、實時控制和在線處理來完成。高成本的河流污水溢流控制主要有大型調蓄池和地下深層隧道。對于上海正計劃建設的深隧，他表示，在系統優化都走過一遍后，如果還無法較理想地滿足城市排放，那么就要出動深隧這樣的大型調蓄設施。然而，芝加哥也正在建設大型調蓄池，大雨來臨時仍無法非常理想地控制雨水。“調蓄池的作用是有限的，單憑調蓄池來解決內澇的想法還不成熟。”
佘年強調，低影響開發的介質一定要規范化，這也是美國曾經歷過的教訓。據估算，海綿城市建設每平方公里的成本達1—1.5億元人民幣，在把大量雨水引入地下的同時，如何防止對地下水的污染，成為他目前最擔心的問題。他表示，目前大家對海綿城市有一個很錯誤的假設——以為海綿城市可以削減面源污染。但事實上，如果操作不當，海綿城市建成后其本身也有可能釋放污染。
有城市在“海綿城市”改造中，種植景觀綠化時所使用的肥料出現磷、氮超標，并隨著雨水徑流分別滲入了地下水、排到了市政管網，進入受納水體成為新的面源污染。佘年表示，氮磷污染會使水質富營養化，然而目前國內外都沒有較為理想的解決辦法。“我們到現在還未充分了解‘海綿城市’，莫讓它成為新的污染釋放源。”佘年說。
上海市水務規劃設計研究院副總工程師趙敏華：
先滲透，后排水
上海市水務規劃設計研究院副總工程師趙敏華認為，上海老城區要進行海綿城市的低影響開發（LID）改造存在難度。LID改造的核心是利用景觀空間并采取相應措施控制暴雨徑流，減少城鎮面源污染，這個過程涉及千家萬戶。然而，由于舊區空間局促，現行方法之一是利用現有局部空間，采用斷接技術，將外排雨水先接入高于地面的花壇，進行雨水滯留和凈化，再溢流外排。雨水這樣“一進一出”的過程，就像海綿吸水又放水那樣，使老城區地下變得“處處是海綿”。
上海中心城區范圍內的11座初期雨水調蓄設施，在初期雨水面源污染控制方面發揮了很大的作用。不過趙敏華認為，建造之前，必須先搞清楚建調蓄設施的目的究竟是什么。他認為，對上海來說，建設調蓄池的首要目的是排水防澇，緩解城市內澇，而非像北方那樣，以積聚雨水為首要需求。
“但是，雨水并非排得越快越好。”趙敏華說，河道、天然河網應該承擔10%以上蓄水作用。此外，農村土地、低洼地都能有蓄水功能。然而，現在上海中心城區只能蓄3%不到的雨水，加之市區土地硬化，雨水容易匯流，但難以滲透到地下。“事實上，真正適用于上海的排澇方式應該是‘先滲透，后排水’。”
然而，現在上海面臨著整個雨水調蓄的控制何時啟動、如何與河道接通的重要問題。譬如今年汛期上海遭遇多場暴雨，即使是給排水專業的“牛校”同濟大學，也經歷了校園“水漫同濟”的窘境。問題究竟出在哪里？
趙敏華為同濟大學主校區把了把“脈”。經地形高程分析，主校區一小半校園面積都在海拔3.3米以下，而大部分綠化都高于地面。由于校園地面偏低，周圍地勢又偏高，因此，“并非同濟本身水多，而是周圍的水倒灌進了校園，并且還排不出去”，最終導致了“萬人看海”的狀況。
像同濟這樣的例子還不少。趙敏華表示，上海當前在給排水領域面臨著除了污水減排還要提高排水、排澇標準的壓力。但他強調，“減排”和“提標”在實際操作中必須要分開進行，要時刻牢記海綿城市的“真功夫”在地下，必須一層一層滲透下去、挖下去才切實可行。
“調蓄池是人為沉積雨水的手段，無法滲透和凈化雨水。相反，綠地卻具備了沉積、滲透、凈化三大對建設‘海綿城市’最為重要的功能。”趙敏華表示，像同濟主校區這樣易積水區域，完全可以將草坪下挖，使其低于地表。
他表示，對于短時內“實在排不出去的水”，才需要依靠調蓄池乃至地下深層隧道。目前設想是，利用蘇州河、新涇港、淀浦河、桃浦河、走馬塘等河道及部分道路的地下空間，規劃60米深層調蓄管廊系統，實現減排和提標。
“城市排水工程往往牽一發而動全身。”趙敏華表示，上海地上土地、地下空間都很緊張，因而需要建設比軌交隧道挖得更深的調蓄隧道。不過，他認為必須將自然方法放在首位，“積水本身不是問題，積水不退才是問題。”積水在下挖綠地、透水地面中得到控制，才是上海排澇的首選出路。
原標題：同濟大學原常務副校長、環境科學與工程學院教授顧國維： 解“看海”之困，讓城市成為“海綿體”
京公網安備 11010802021286號