李 辉，李 娜，程晓陶 ，俞 茜，王 虹

（1.中国水利水电科学研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，100038，北京）

20世纪80年代初，我国开始了大规模城市化建设，城市化率快速增长，越来越多的城市面临可持续发展及各种水问题的挑战。统计显示，进入21世纪，我国由洪灾导致的直接经济损失呈上升趋势，2000—2009年年均损失约1 000亿元，2010年以来年均损失约2 500亿元，而且洪灾经济损失与受灾城市数呈现出一定的正相关性。针对这些问题，我国政府长期以来一直在探寻有效解决方案，于2015年4月启动了海绵城市建设试点项目，选择16座城市作为第一批试点城市，之后于2016年4月将第二批14座城市加入海绵城市试点行列。我国海绵城市建设的主要目标为：小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解。在中央政府的大

力支持和地方政府的积极参与下，海绵城市建设发展迅速；然而，目前存在的障碍、挑战和相关风险不应被忽视，应全面寻求解决问题之道。

一、面临的主要挑战

尽管海绵城市建设能给城市水生态环境带来诸多效益，但目前我国海绵城市建设中存在的问题和面临的挑战可能会阻碍海绵城市的大范围推广，并最终影响该项目的可持续性。这些问题和挑战涉及技术、环境、资金、社会等多个方面。

1.技术挑战

（1）研究基础薄弱

海绵城市是一个新兴理念，建设海绵城市需要综合性方法，涉及诸多领域。我国大规模建设海绵城市的研究基础还相当薄弱，尚未出台完整的国家或地方级的导则、标准和规范等指导性文件。海绵城市建设有多种具体方法，其效果取决于当地条件，不能以同一方式简单移用至其他环境。然而，我国不同区域的海绵城市建设实践大多套用了基本相同的开发方法和模式，往往制定不当的海绵城市规划及措施。

（2）绿色基础设施行业发展滞后

近十几年，美国与欧洲的绿色基础设施工业蓬勃发展，开发出多种产品和材料以支持绿色基础设施建设，包括雨水花坛系统、树木种植系统、绿色（蓝色）屋顶系统、树根保护模块、景观（运动、游乐场）整体方案系统等低影响开发相关产品。然而，目前我国绿色基础设施行业发展相对滞后，在很大程度上会阻碍我国海绵城市建设项目进展。

（3）监测运行维护困难

作为一种新型水治理措施，海绵城市的设施可能需要比普通水利设施更频繁的定期维护。当前，我国不同气候、水文、土壤类型等条件下海绵城市设施全生命周期的成本和运行维护等相关信息严重匮乏，且缺乏海绵城市各种建设方法的长期性能监测评估数据和长期维护成本数据，严重影响海绵城市的可持续性发展。

2.环境制约

海绵城市建设将会大大会促进生态环境的改善，但也受到许多环境条件的制约，主要包括以下两个方面。

（1）自然条件制约

海绵城市措施的适用性及效能受地域、气候或其他地理特征影响较大。某些特定的海绵城市措施在寒冷、炎热、连续阴雨或干旱气候条件下并不能充分发挥设计效能。例如，增大雨水下渗的措施不适用于湿陷性黄土区，土壤排水不良区，地下水位较高区域，陡坡、滑坡危险区，洪泛区，受污染土壤区和水源保护区等。在高寒地区，渗滤带、雨水花坛、绿色屋顶等设施发挥功能有限，且运行维护难度大。因此，海绵城市措施在某些特殊地区的应用还需要进一步研究，通过制定科学合理的措施应用标准以更好地提高海绵城市建设的效益。

（2）措施布设场地制约

在城市地区，传统的排水系统通过地下管网排放雨水，而海绵城市措施需要雨水渗入地下或保留在原地，因而需要更多额外的土地空间。海绵城市措施所需的空间可能与其他开发目标相冲突，在新城区开发规划或对现有城区进行改造时有可能面临场地紧缺的制约。

3.资金挑战

目前的海绵城市建设试点，不仅建设期造价昂贵，后期运营维护费用也往往较高。受项目生命周期及性能不确定性的影响，尚不能对生命周期内包括环境、生态和社会效益在内的综合效益进行恰当评估。地方政府使用财政资金推广海绵城市建设的积极性普遍较低，开发商也难以承受这种高投入的模式。若要将海绵城市建设在全国范围内大面积可持续推进，在资金投入方面存在极大挑战。

4.公众接受度挑战

传统的雨水管理系统大部分都埋入地下，而海绵城市系统大部分都分散修建在更大范围的地上区域，更有部分设施位于居民小区或私人住宅内，将对公众生活产生一定影响。因此，公众对于海绵城市建设项目的接受程度对项目的成功与否有很大的影响。考虑到公众接受度的重要性，我国在海绵城市方面的公众教育工作在内容和范围等方面都存在不足之处，还需要在政府人员、管理人员、机构人员、规划和设计专业人员、开发商、建筑商、园林师以及广大群众等广泛群体中开展海绵城市相关的宣传培训工作。

5.机构间合作的挑战

海绵城市建设涉及包括降雨径流、水质、生态系统、交通、社区改造和能源管理等众多领域，各机构间的合作至关重要。目前，这种机构间的合作和跨职能的工作在我国实行的难度较大，较难实现多机构、多部门间的相互理解和通力合作。这也将导致数据信息共享困难，进一步阻碍海绵城市的研究和创新。

二、发展机遇

作为城市水循环管理的一种新理念和新技术，我国海绵城市建设的发展机遇源于对现状问题的有效认知与及时有效的改进措施。为抓住发展机遇，实现海绵城市建设的广阔前景，在调研现状、分析相关问题的基础上提出以下关键改进措施。

1.坚持流域综合治理

海绵城市建设旨在解决城市化过程中在多尺度上出现的各种问题，并最终建立安全保障程度更高的和谐宜居环境。目前，一些试点海绵城市在建设初期过于注重源头控制的离散化低影响开发措施，而忽视了流域多尺度综合治理的重要性。采用流域多尺度综合治理方法，应注重源头—社区—区域—流域等多尺度的整体性，防止系统内部的分割和孤立，力争实现海绵城市方法在自然保护、防洪、生态、水资源保护等多方面的全部效益，最终促使流域更加健康地发展。

2.探索绿色与灰色的结合

海绵城市建设应采取绿色与灰色雨洪设施结合的方略。管网、闸泵、污水处理等设施构成的传统雨污收集处理系统是城市雨洪管理的骨架。与传统的灰色基础设施相比，绿色雨洪设施的建设简单易行、投资少、见效快且环境友好，但是单一使用绿色设施的方案未必更经济。因此，在设计城市雨洪基础设施时，应充分考虑地区特性，逐步形成灰色与绿色相结合的和谐系统。

3.因地制宜制定设计标准与指导文件

海绵城市试点建设的成功取决于对试点城市的具体问题、具体条件和建设潜力的充分理解，必须对试点城市的具体问题进行详细评估，充分利用当地潜力和区域资源。目前，迫切需要制定国家级、省市级的导则以帮助地方政府研究制定当地海绵城市建设手册和设计标准。此外，还应积累各种自然条件下试点示范项目和实践措施的性能、成本和生命周期等数据，逐步建立完整的海绵城市建设数据资料库。

4.加强政府主导和机构间合作

各级政府的主导以及各机构间的通力合作是有效实施海绵城市建设项目的另一关键要素。各机构间应共同努力，确定有效的市政建设规范与条例，解决部门间政策冲突的矛盾，修改地方管理中不适用或阻碍海绵城市建设的特定限制。省级层面需要澄清海绵城市定义、界定水权，并对影响海绵城市建设项目实施的政策进行整合和协调。国家层面需要采用灵活的效能评价方法，以发挥地方政府的积极性和灵活性。

5.建立地方法律框架

基于地方具体条件制定合适的法律法规体系，是海绵城市顺利建设的另一重要影响因素。这些法律法规应考虑以下方面：①建立完善的土地开发项目决策流程，以保护流域的整体性和水资源系统的健康；②要求开发项目尽量维持水系的天然水文特性，并维持河道和生物栖息地的整体性；③建立建设地区的低影响开发、雨水径流量和水质控制的最低管理标准和设计准则；④建立结构化雨水控制设施建造与使用的设计和应用标准；⑤制定低影响开发方法鼓励政策；⑥制定海绵城市设施的长期运维规定；⑦制定相关规定，为海绵城市设施的监测、检查和长期维护等工作提供持续资金保障；⑧制定海绵城市规划的提交、审查、批准，以及项目批准后的检查和长期跟踪等方面的行政程序和费用标准。

6.改进和创新融资机制

目前，我国需要在多个层面上探讨创新性的融资机会和机制，为大规模的海绵城市建设筹集足够的资金。各城市可根据各自不同的自然环境和经济条件选用不同的经济策略，探索不同的融资渠道。此外，可在省级和地市级层面综合利用财政和非财政的激励措施对实施海绵城市措施的机构和个人进行鼓励。

7.持续加强研究

需要在众多领域深入开展海绵城市建设的相关研究。在国家层面：开发计算机模型和软件工具以协助规划、设计和性能评估；对全国范围内的城市土地开展各种海绵城市措施的适用性评估；制定设计、运行、维护和决策支持等指导文件；建立全国海绵城市的相关数据、信息、技术和示范工程的数据库。在省级和地市级层面：评估海绵城市建设对流域的影响；制定实施海绵城市方法和措施的激励办法；开展服务成本分析和财务影响评价，确定海绵城市建设的财务可行性及其对财务健康的影响；开展环境—社会—经济效益综合分析，确定海绵城市建设的决策策略。

三、结 论

作为一种新型的城市开发理念与城市水循环管理方法，我国从第一批海绵城市试点建设开始已经走过了4个年头，海绵城市的理念正在迅速扎根于我国的城市开发进程，但仍存在一些重大挑战，急需调整现行策略及方法，寻求问题的解决之道，进而实现和谐宜居的城市环境。得出以下结论：①海绵城市是一个不断发展的新理念，其建设应以流域为尺度，着重于多方略、多措施，推动灰色与绿色基础设施的结合，逐步调整城市水管理的方针政策，以确保经济、生态、社会与环境的长期可持续发展；②需要加强各级政府和机构之间的协调和合作，并尽快完善法律法规体系；③需要在海绵城市建设相关的技术、性能水平、多重效益范围、全生命周期成本分析以及其他关键领域内加强研究工作；④海绵城市这一新型方法需要投资、耐心、协调和勇气，以克服技术、法律、金融、文化等方面的障碍。随着我们的海绵城市知识的增长和海绵城市建设方法的改进，海绵城市的建设风险将会越来越低，取得更加良好的经济、社会与生态效益。