章林偉：海綿城市建設應師法自然 科學設計 系統治理
住建部建設司原副司長章林偉認為：海綿效應不是我們建設出來的，是自然固有的，失效是因為我們人為的建設過程當中的干擾。我們需要的是自然的狀態，是修復和保護。
2013年中央城鎮化工作會議、2014年考察京津冀協同發展座談會、2014年中央財經領導小組第5次會議等會議上，習近平總書記多次強調在提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來，優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。
認識：海綿效應和衡量指標
自然的海綿效應，它不是建設出來的，而是自然本身所固有的
海綿效應是指天然下墊面對降雨具有適應環境變化的“彈性”作用，即故有的吞吐功能：雨季時，發揮其吸納、入滲、滯蓄、凈化、存儲等效應;旱季時，發揮其緩釋排放等效應。大山名川的植被沒有被破壞時，溪流不會因為降雨的影響而發生明顯的水量和水質的變化，而如果其水量和水質發生了巨大變化，這一定是由于其植被遭到了嚴重的破壞。這就是自然的海綿效應，它不是建設出來的，而是自然本身所固有的。
下墊面硬化是城市建設過程中所面臨的最大的問題之一。硬化會破壞城市水系統的循環，下圖表示不同硬化條件下，當地水文特征的變化情況。從圖中可以看到隨著城市化的加深，不透水下墊面所占的比例越來越大，嚴重影響了當地的水循環過程。造成的直接影響是地表徑流顯著增大，而滲透的地下水逐漸減少。隨之引發的是一系列的生態、環境、資源和安全問題等。從海綿效應的角度來看，這是由于當地自然環境本身所固有的海綿效應在人為建設過程受到干擾，因此失效了。
用何指標衡量：降雨與徑流之間的關系
大氣的水汽循環運動基本上包括四個過程：蒸騰、水汽運動、降雨和回歸大海。其中蒸騰和回歸大海這兩個過程的水量都只有10%～30%。研究小尺度城市范圍內的水循環，主要是研究其降雨與徑流之間的關系。
王浩老師以中國的七大流域結合我國的氣候特征做出了降水-徑流分帶圖，用以研究我國降水與徑流之間的關系。這對當前海綿城市建設的研究是至關重要的。
海綿城市建設的目的是通過控制雨水徑流，恢復本地海綿體，從而實現修復水生態、改善水環境、涵養水資源、提高水安全、復興水文化的目標。中國有很多詩詞歌賦以水為媒介，中國沒有水，文化也就斷了。北京海淀的淀現在基本上是沒有了，更別談海了。
如何把降雨徑流量控制在70%?
2015年國務院發布的《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》已經明確指出通過海綿城市建設，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%的降雨就地消納和利用。其中，70%的降雨控制率是根據我國的水文本底狀況圖得出的，美國目前的降雨控制率為90%。這是大概率、小降雨的累積量，我們的目的就是要“潤物細無聲”的把水留下來。
那么如何將降水徑流量控制在70%呢?根據降雨的頻次和累計降雨量，我們做出了年徑流總量控制率與設計雨強的關系圖。這是關于量的曲線，之前我們以強度進行計算，現在改用體積法進行控制。70%的徑流控制率所對應的降雨強度值是體積法設計中一個非常關鍵的指標。下圖的縱坐標表示的是年徑流總量的控制率，它的70%所對應的控制降雨的體積與整個年降雨量的比值，也是體積法設計中的一個關鍵值。
根據以上數據，并結合我國的氣候能耗特點，我們又做了全國范圍內包含200多個城市的降雨徑流控制率分布圖(如下圖所示)。但是，作為一個基本的設計參數。建設海綿城市不僅要解決量的問題，還要解決質的問題。
北京建筑大學通過對北京和上海的調研，累積出一個關于北京某停車場的徑流水質與降水量的關系圖。所用的水質指標是SS和COD。從圖中可以看出，隨著降雨量的增加，SS和COD的濃度都表現出明顯的下降趨勢，這說明降雨強度越大，SS和COD的去除率越高。這為海綿設施的建設提供了一個基本的指標參數。不同的區域對SS污染徑流的控制率不同，美國西部地區對SS徑流的控制率為60%，而東部地區對SS的控制力度相對較大，為90%，這同時也說明了美國東部地區的降水徑流的控制率高于90%。據統計，美國東部地區最高的降水徑流是控制到一英寸多，即31mm。我國對徑流污染的控制率也是60%，這個值要比量的控制率(降雨徑流控制率)低的多。因此將來我們在進行控制率設定時，要同時參考這兩個值，然后取其最大值。
方法：頂層設計結果導向系統治理
設計理念：來自中國古梯田的啟發
在設計海綿城市的過程中，我們一方面借鑒了國外的LID理念，另一方面也考慮了過去所用的體積法。同時還借鑒了過去老祖宗治水的辦法——梯田。目前，梯田已被列入世界文化遺產的名錄中，它是中國，也是世界最偉大的文化遺產之一，能很好的解決人-地-水之間的關系，合理解決了徑流的分配問題。這對我們建設海綿城市的啟發很大。
我國古代的很多老城或村鎮基本上都是按照梯田的排水理念進行的設計，如西遞宏村的“水脈”格局，對降水進行管理、控制和使用，不僅解決了降水徑流的問題，同時又能很好的與環境進行融合。根據這個理念，我們總結出建設海綿城市的方法，之前的技術通常是對雨水進行簡單的末端處理，現在逐漸發展為源頭減排、過程控制和系統治理。
設計方法：從末端處理到源頭減排、過程控制和系統治理
傳統的方法主要是末端處理，即“快排”，通過研究梯田的排放理念——“滲、滯、蓄、凈、用、排”，逐漸將其滲透到海綿城市建設的末端治理中，從而更好的保障城市范圍內水的生態大循環。
徑流過程控制是指通過消峰、錯峰，延緩和降低徑流峰值，從而降低排水強度，減輕城市排水設施的負荷。未來我們希望逐步賦予它治理水污的功能，從而把整個設施作為雨水的調蓄空間利用起來。
源頭減排是指利用微地形設計、豎向控制、景觀設計、園林綠化、蓄水模塊、下凹雨水塘等組合技術實現滯、蓄、滲、凈、用、排的功能要求，從而達到雨水徑流控制的目標。傳統的開發方式是靠雨水管道進行速排，表現為綠地高于道路。而海綿城市的建設方式是有組織地進行地表徑流排放，將景觀與功能結合起來。先進行滲、滯、蓄、凈、用，最后再排。真正實現了源頭減排的目的。
因此，要想建立這樣一個海綿城市體系，就要實現“灰綠結合、藍綠交融”，即末端治理(灰綠)、過程控制(主灰)、源頭減排(主綠)相互結合、相輔相成。
強化海綿城市的頂層設計
2015年國務院辦公廳發布《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》，明確提出了海綿城市建設的目標和任務，提出了海綿城市的目標導向和問題導向。海綿城市這一理念的提出，使得一些傳統的技術方法和手段發生變革，而這些變革將直接反映到城市規劃設計中，因此應強化海綿城市的頂層設計。
海綿城市專項規劃的自然生態格局是山水林田湖草;規劃協調的是水質與水量、生態與安全、分布與集中、綠色與灰色、景觀與功能、地上與地下、岸上與岸下的關系;規劃管控的指標包括：年徑流總量控制率、水生態環境質量、災害防治(內澇、洪水)等。在城市規劃設計中，如果這些要素沒有很好的實現，后期的詳細設計中就更難落實，從而又變成了一種末端治理。因此我們要把源頭做好，強化海綿城市的頂層設計。另外，海綿城市一定要按照區塊進行，合理劃分管控分區。依據地形地貌、流域、等高線等自然屬性特征劃分匯水分區;在排水口上溯，管網排水邊界處設置排水分區;依據地塊坡度、雨洪組織與溢流收排、設施布置劃分項目片區。
結果導向
海綿效應：水量(雨水徑流量控制)、水質(雨水徑流污染控制)
實效(獲得感)：小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解。
原標題:章林偉：海綿城市建設應師法自然 科學設計 系統治理
