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全生命期视角下海绵城市建设的管理机制探析

2019-12-05丁继勇蔡珏芳

水利经济 2019年6期
关键词:海绵建设

丁继勇,蔡珏芳,李 娜,陈 晨

(1.河海大学商学院,江苏 南京 211100; 2.河海大学工程管理研究所,江苏 南京 211100;3.中国化学工程集团有限公司,北京 100007)

党的十九大报告提出,要把建设美丽中国作为奋斗目标,将生态文明建设放在突出地位,明确提出“走向生态文明新时代,建设美丽中国,是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容”[1]。在中国大力开展经济建设的同时,生态文明建设同样应受到重视。城镇化的快速发展使得当今中国在水资源、水生态、水环境、水安全等方面面临着各种各样的危机,包括水资源短缺、径流污染、暴雨内涝、地下水位下降、水生物栖息地丧失等一系列问题。为此,2013年12月,习近平总书记在中央城镇化工作会议上强调要建设具有“自然积存、自然渗透、自然净化”功能的海绵城市;2015年,国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》(以下简称为《指导意见》),明确指出采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将70%的降雨就地消纳和利用;2015年、2016年国家先后启动了嘉兴等16座、北京等14座海绵城市试点建设;2016年,建设海绵城市被列入中国“十三五”百大工程项目。

1 文献综述

针对城市水问题,美国、欧洲等发达国家和地区先后提出了适合本国技术法规体系的治理思路与方法[2-3],如美国的最佳管理措施(BMPs)、低影响开发(LID)理念、英国的可持续城市排水系统模式(SUDS)、澳大利亚的水敏感城市设计理念(WSUD),以及新西兰的低影响城市设计和开发策略(LIUDD)等。上述城市水问题治理的国际经验值得我国借鉴,但是我国城市面临自身的特殊问题,必须立足自身实际,提出适合中国国情的城市水问题治理理念。海绵城市正是中国结合自身特点提出的城市水问题综合治理理念,是城市水问题治理的中国智慧[4-5]。

目前国内对海绵城市的研究主要集中于海绵城市的内涵、关键技术与建设管理等方面[6]。与国外相关研究相比,总体而言,具体研究主题较为单一,一些相关研究尚未起步或刚刚起步。

a. 关于海绵城市内涵及价值研究。仇保兴[7]认为海绵城市又可称为低影响设计和低影响开发,其本质是改变传统城市建设理念,遵循顺应自然、与自然和谐共处的发展模式。俞孔坚等[8]认为“海绵城市”建设应从生态系统服务出发,通过跨尺度、结合多类具体技术构建水生态基础设施(hydro-ecological infrastructure)。张伟等[9]认为海绵城市建设以城市雨洪管理为核心,要建设和完善包括源头径流控制系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统以及城市水利防洪系统的城市雨水系统,解决城市水问题。2018年,Wang等[10]提出了对海绵城市的全面定义——海绵城市作为用于综合解决城市水管理的重要战略,科学根植于社会和自然水循环规律。其目的在于减轻城市内涝、控制城市水污染、充分利用雨水资源,以及恢复城市水的生态退化。目前,海绵城市的定义尚未得到统一,但海绵城市建设的重要意义在一定程度上得到了广泛的认可。海绵城市的理念是雨洪管理理论的创新和发展,有助于解决我国城市水资源短缺、内涝频繁发生、水生态恶化等突出问题,从而实现城市的可持续发展[11-14]。

b. 关于海绵城市关键技术研究。仇保兴[7]提出海绵城市建设的3条路径:一是区域水生态系统的保护和修复;二是城市规划区海绵城市设计与改造;三是建筑雨水利用与中水回用。这些路径得到了广泛的认同,在一定程度上加快了海绵技术在公园、绿地、老旧小区等建设中的广泛应用。Pickett等[15]以3个案例说明了从规划到设计不同尺度的具体雨洪管理设计方法,包含雨洪滞留和过滤等景观手法的应用。俞孔坚等[16-19]认为海绵城市建设功能可以通过“低技术”来实践,需要的是分散的小型工程,即水生态基础设施,这是生态治水的核心,也是海绵城市的重要组成内容。Liu等[20]结合镇江海绵城市建设实践,探讨了镇江海绵城市系统性治理技术的应用研究情况,提出了源头LID绿色设施、过程灰色手段和末端处理技术的工具箱类型和应用思路,为其他城市的海绵城市建设提供借鉴。目前,技术层面的一大热点问题是如何将雨洪模型运用到海绵城市建设的研究中。刘昌明等[21]从良性水循环理念的角度,以城市雨洪模拟技术和LID优化技术方法为重点,构建了具有自主知识产权的城市雨洪模型。李春林等[22]利用芝加哥雨型和沈阳暴雨强度公式构建了不同重现期的降雨过程线,然后利用暴雨径流管理模型(SWMM)模拟分析了城市化前、城市化后和LID措施后3种情景方案的水文水质过程,对海绵城市低影响开发措施控制效果进行了模拟。杨新德等[23]运用水力和水质模型模拟表明,采用低影响开发技术,可以削减径流水量和峰值流量,推迟径流峰值出现时间,降低污染物径流负荷和径流峰值浓度,有效缓解城市内涝压力和降低径流污染。总体上,目前海绵城市建设关键技术主要是以借鉴国外措施为主,广泛采用LID设施进行海绵城市建设,如何因地制宜提出适合中国国情的海绵城市技术尚需进一步开展深入研究。

c. 关于海绵城市建设管理研究。李俊奇等[24]认为,海绵城市是一个系统、一个整体,其建设过程离不开规划的统筹部署。王浩等[25]从系统思维出发,从宏观上提出了以“3项本质内涵—3项系统诊断—3项基本途径—3项耦合平衡”为主线的海绵城市系统构建模式。严飞[26]提出海绵城市建设的实质,是城市水资源和水环境的综合整治,而不是一个点一个点的进行治理,采取碎片化方式推进。在海绵城市建设中,应突出体现连片效应,进行系统化设计。另外,也有较多研究关注海绵城市建设的多主体参与情况,海绵城市建设项目大多属于公益或准公益项目,需要制定有效的政策,鼓励私营部门参与项目管理并成为海绵计划的主要参与者[27]。Dai等[28]认为目前海绵城市治理可分为4种模式,分别为实例治理、监管治理、出台导则治理和(共同)资金治理,并建议通过有效执行现有的法规和标准,提高机构能力,赋予更广泛的参与者权力,以保障海绵城市建设的有效实施。公众参与在项目规划、具体实践、筹集资金等方面很重要[29]。宫永伟等[30]调研分析了厦门、上海等6个国家级海绵试点城市建设过程中的公众参与情况,认为试点海绵城市建设存在公众参与度不足、参与体制不健全等问题。Zhang等[31]在研究中发现目前公民对于海绵城市含义的认识虽然有限,但绝大多数人认可海绵城市对于改善居民生活具有十分重要的作用,且愿意参与其中。例如,公众愿意接受17%的国内水费附加费和购买政府发行的信用债券[30],甚至愿意通过提高房价的手段[31]来表达自己对海绵城市建设的支持。

2014年,中国住房城乡建设部颁发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(以下简称《指南》),为海绵城市的建设提供了一定的技术支持,而管理层面的研究更多停留在系统治理和多主体参与的阶段,就如何解决管理层面上深层次的问题,相关研究却较为鲜见,仅在一些研究中略微提及,还没有深入研究。耿潇等[32]指出目前各城市海绵城市PPP模式的推进进度和效果不一,甚至一些企业对其望而却步,这在一定程度上是由于海绵城市建设缺乏明确有效的管理模式导致的。Jiang等[33]认为不论从技术复杂性到管理意识形态,知识和学习能力,还是参与性和综合治理所反映的治理能力有限或缺乏等方面,海绵城市建设都面临各种阻碍与挑战。Ma等[34]认为在当前非公共地块LID建设实践中,作为建设责任主体的开发方积极性并不高,缺乏应有动力,并存在“偷工减料”和“敷衍了事”的道德风险行为。除此之外,还存在海绵城市理念混淆[35]、建设缺乏法律效力[36]、专业人员设计经验不足[37]、运行维护工作不到位[38]等系列问题,使得当前海绵城市建设潜藏着巨大的风险,亟需建立完善的管理机制。夏柠萍等[39]从宏观层面提出国家应完善海绵城市建设的相关政策和法律法规,以及建立科学的海绵城市建设激励机制。马海良等[40]在对江苏省海绵城市建设进行分析的基础上,提出应从统筹规划、因地制宜、协调发展、资金支持、全民参与五个方面整体推动海绵城市发展。

海绵城市作为能够统筹解决城市水问题的“绿色途径”,是一项复杂系统工程,而现行城市建设与管理体系,包括专业分工、管理组织和相关制度等,与海绵城市建设要求并不相适应。基于此,笔者拟通过分析海绵城市建设系统独有的复杂特性,基于全生命期视角,分析海绵城市建设全生命期存在的潜在问题或风险,并针对不同阶段的关键风险探索相应核心管控机制的构建,为中国特色海绵城市建设管理提供指导,为政府部门制定海绵城市建设相关政策法规提供支持。

2 海绵城市建设的复杂特性

海绵城市建设实质上是生态文明构建方式从传统的粗放型向精细化转变的过程,其将“山水林湖田草”看作生命共同体,实现对城市水资源的综合管理。许多学者对海绵城市建设的认识与《指南》类似,认为海绵城市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[41]。

海绵城市建设是一项十分复杂的系统工程,具有项目类型多、投资规模大、运作模式多样、涉及部门众多且投资主体不一等典型特点。

2.1 系统性

海绵城市建设是一个针对性较强的问题,对可实施性、目标可达性、民众反应和社会影响、评估考核要求等都非常高,因此,必须有非常明确而清晰的系统组成、系统关系和工程体系,其本质是要实现对水资源、水安全、水环境和水生态的有效综合治理,对城市水危机进行系统性解决,而不是碎片式治理。海绵城市涵盖了低影响开发系统、雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统等多个子系统,也涉及流域及河道的综合治理。在不同的空间尺度下,海绵城市建设又可分为城市尺度、汇水区尺度和项目地块尺度,综合自然属性和社会属性,实现人工和自然、地上和地下、绿色和灰色基础设施、小排水系统和大排水系统的有机结合。

2.2 目的多样性

《指南》明确指出,海绵城市建设主要涉及道路与广场、建筑与小区、城市道路和水系等多个项目类型,海绵城市的建设并不意味着能够完全解决城市内涝问题,其更重要的是通过实现良性水循环恢复城市生态本底。试图通过低影响开发设施建设提高年径流总量控制率,整治城市黑臭水体,实现雨水的有效利用。

中国幅员辽阔,东西南北差异较大的特质,决定了不同城市的生态本底和城市建设状况存在明显不同。虽然近年来海绵城市在各地如火如荼地展开,但实际上全国各地海绵城市建设的目的应有所差异,对于降水较少但污染严重的北方城市来说,改善水质是海绵城市建设中关注的重点,而对于南方城市,防洪排涝问题则更为突出。不同城市的海绵城市建设虽有相似但仍有不同,不可简单地进行复制套用,而应因地制宜设计合理的建设模式。

2.3 投资主体不一

对于建筑与小区、城市道路、城市绿地与广场、城市水系治理等不同的建设内容,海绵城市建设的投资主体通常各有不同。一般来说,按照社会属性的不同,海绵城市建设分公共项目和非公共项目,其中公共项目(如道路交通、公园绿地等)的建设投资主体通常是政府;而非公共地块项目(如建筑与小区),其建设投资主体是开发方/业主方。但在水系的综合整治项目中,往往需要政府与企业共同参与建设,投资主体更为复杂。因此,海绵城市投资主体并不单一,当涉及各方利益和风险分配时,不同投资主体之间的相互博弈将给海绵城市建设带来一定的阻力。

2.4 参与部门多,涉及专业广

海绵城市建设涉及山水林田湖等不同生态要素,而就目前国家体制而言,不同生态要素通常由不同部门管理。此外,海绵城市项目不应仅仅强调海绵设施的建设实施阶段,更应注重海绵城市的全生命期管理。从规划设计到施工,再到运营维护,都需要不同部门单位的积极参与和通力协作,包括财政、市政、城建、环保、水利、园林等多个部门的分工与协调。

仅就作为海绵城市前身的雨洪管理而言,直接关联的专业就有给排水、环境工程和水利工程等。而现在的海绵城市建设还涉及景观学、风景园林等不同专业。因此,明确各个部门的职责,以及各专业之间的协作是海绵城市建设能够有效开展的关键。

3 海绵城市建设的潜在问题

一般来说,工程项目从构思到工程项目报废的全过程称为工程项目的全生命期[42]。国际上通行的项目全生命期理论将项目全生命期过程概括为启动期、规划期、实施期及完成期四个阶段[43]。陈前虎等[44]在对海绵城市风险进行分析时,认为海绵城市全生命期还应包括运行和运维阶段,故将其划分为启动阶段、规划阶段、执行阶段和运维阶段。

笔者在此基础上,将海绵城市建设过程划分为顶层设计阶段、投融资阶段、规划设计阶段、建设实施阶段和运维阶段。对于海绵城市建设而言,做好顶层设计是科学有序推进海绵城市建设的基础。通过城市生态本底和现状问题调查、落实海绵城市建设目标指标和具体实施方案等工作,编制海绵城市专项规划,并将专项规划成果纳入城市规划编制与管控体系中,可提高规划的科学性、合理性,从而保证项目的可落地性。由于海绵城市建设所需资金较大,投融资也是一大难点。结合海绵城市建设系统的复杂特性和实际案例,可以发现在海绵城市建设过程中,存在着较大的潜在问题或风险。从全生命期视角来看,各阶段主要问题包括:规划设计阶段的“碎片化”、建设实施阶段的“多头化”、运行维护阶段的“重建轻管”和投融资阶段的“融资困境”等问题(图1)。

图1 全生命期各阶段潜在问题

3.1 “碎片化”问题

海绵城市作为一个复杂的系统工程,涉及不同部门或单位,且不同专业间的设计标准、组织结构和管理模式并不统一,导致各专业间规划设计信息相互孤立,信息在各参与方之间难以准确地交流与共享,不同部门或单位之间的合作与管理出现问题,即海绵城市规划设计中存在“碎片化”问题[26,45]。“碎片化”问题导致海绵城市建设过程中经常出现排水管径不“匹配”、排水上下游水头不“协调”等低级错误,同时也阻碍了海绵城市建设方案多个层面的协同优化,直接影响海绵城市建设功能及综合效益的发挥。

3.2 “多头化”问题与代理问题

由于海绵城市建设涉及政府和业主方两个不同的投资主体,因而在实施过程中,政府面临着“道德风险”。在利益驱动和信息不对称条件下,非公共地块的开发方和业主方能否按低影响开发的规划设计要求组织开发,地块开发完成后,业主方又能否按海绵城市运行的要求维护地块内相关设施,这些均是海绵城市建设与运行管理中的新命题。而不同的海绵城市建设项目涉及的部门不同,全生命期各阶段也需要不同的政府部门参与管理。在这样的现代城市建设“多头化”管理体系下,难以促使海绵城市建设与管理方案的协同优化,从而影响海绵城市建设目标的高效实现。

3.3 重建轻管问题

运营维护对于海绵城市来说同样是十分关键的一环。若没有长期稳定良好的运营维护作为支撑,其建设成效依然难以得到保障。甚至可以说,海绵城市建设是否能够可持续发展,很大程度上取决于海绵设施建成后的运营维护。而就海绵城市而言,除了本身后期运营维护较为复杂外,还容易受气候因素、市民环保意识、城市管理水平等综合因素的影响,维护期内很容易产生非技术性的责任纠纷问题[32]。例如,海绵城市运维过程中可能产生责任主体划分不明确、运营内容划分边界模糊等问题。另一方面,海绵城市建设期资金投入较大,对于资金短缺的政府来说,难以投入更多的资金用于海绵城市的运营。中国海绵城市投入运行时间较短,没有完善的运营维护管理制度,如果一味照搬西方政策和技术,则会因为国情不同产生水土不服的现象。

3.4 融资困境

海绵城市建设的资金需求量大,预计每平方公里投资将达到1亿~1.5亿元[46]。《指导意见》提出,积极推广PPP模式,吸引社会资本广泛参与海绵城市建设。南宁、镇江、鹤壁、萍乡、厦门等第一批16个海绵城市建设试点城市大部分已采用PPP模式。但应注意到,PPP模式的应用也出现了一些失败案例。与交通、电力等项目相比,海绵城市建设有其复杂性、特殊性,这是典型特征也是很大的难点。项目策划与打包应与各城市自身面临的实际雨水及其相关的水环境等问题、特征和条件紧密相联,具有很大的不确定性和灵活性。因而不能简单地复制其他项目的PPP模式。同时,由于海绵城市建设的项目大多具有公益性特征,且中国尚未建立合理的雨水排放费征收制度,“政府购买”依然是主要付费方式,如果出现政府信用度不高的情况,会直接影响社会资本参与的积极性。因此,有必要对PPP模式应用于海绵城市建设中的机制创新开展研究。

4 海绵城市建设的管理机制

为解决海绵城市建设中的碎片化、多头化、重建轻管和融资困境等难题,有必要基于系统化思维,对海绵城市建设的系统要素及特性、国际经验借鉴和关键风险等方面进行全方位地分析。从全过程视角进行全面风险管理,分别构建针对不同关键风险的管控机制。相应地,针对海绵城市建设全生命期潜在问题,应着力构建协同联动机制、激励监管机制、综合运维机制、投融资机制与PPP模式应用等子机制。总体思路如图2所示。

图2 海绵城市建设的管控机制构建思路

4.1 协同联动机制

海绵城市建设在城市总体规划下,分别进行园林绿化、道路交通、排水防涝等专项规划设计。而在现行城市建设体系下,各政府部门之间往往各自为政,信息难以整合,造成“信息孤岛”的现象,因而不利于建设方案的协同优化,进一步影响海绵城市综合效益的发挥。考虑到海绵城市多个部门和单位的利益,城市政府可成立工作领导小组并作为责任主体,把海绵城市建设提上重要日程并进行统筹规划,增强其整体性和系统性。另外,政府扮演主导地位,构建一套协同联动机制,明确牵头单位,加强各部门之间的合作,共同商讨海绵城市推进政策,解决技术和管理难题。

另一方面,近些年来建筑信息模型(Building Information Model,BIM)技术的发展和应用极大地推动了整个建设行业的发展,在计算机辅助下BIM具有良好的可视性、协调性、模拟性及优化性,可为海绵城市规划设计信息共享、协同优化提供良好的技术平台,因而可尝试以该平台为基础,构建规划设计各参与方间的协同工作机制及协同优化激励机制,以期破解海绵城市规划设计“碎片化”困局,实现海绵城市规划设计的协同优化,为提升海绵城市建设水平提供支持。

4.2 激励监管机制

海绵城市建设具有明确的建设目标,并具有明确的建设范围和限制条件。因此,海绵城市建设具有明显的项目化特征,按项目化要求组织海绵城市建设,可有效实现海绵城市建设目标。政府可以采用按效付费的方式对绩效目标的运行情况进行全过程跟踪管理,并根据进度目标的实现情况严格控制资金的拨款进度。除此之外,还可以实行奖惩机制,对社会资本参与的项目,通过考核验收对建设规范且综合效益突出的海绵城市项目给予奖励。例如,美国乔治王子县(Prince George’s County)的环境部门与某私人资本公司建立了关于低影响开发(LID)建设PPP模式的合作关系,政府设立相应的奖励机制,如果该公司可以在预算内准时完成8.1 km2的低影响开发雨水基础设施建设,便能够拥有另外8.1 km2的雨水设施的改造权[47]。

另外,海绵城市建设拥有政府与业主两个投资主体,且两个主体在利益上存在博弈关系,政府相比业主方而言,拥有更多的信息,因而在一定程度上面临着“道德风险”。故可以引入社会公众作为第三方进行监督评估,完善社会公众参与机制。而如何更好地引导社会公众参与其中,是一个需要进一步研究的课题。

4.3 综合运维机制

在海绵城市建设过程中,重建轻管现象普遍存在,主要原因之一是缺少运行维护费用。为了吸引更多的社会资本进入,应探索构建相应的收益机制,来弥补运行维护费用的不足。通过借鉴国外的先进经验,建议结合我国国情建立相应的雨水排放费管理机制。征收的雨水排放费可用于推行雨水管理计划、建设绿色雨水基础设施与雨水设施维护等,为雨水事业可持续发展提供保障。

国外的一些成功做法,无疑可为中国海绵城市雨水管理提供借鉴。在德国柏林,“雨水费”制度全面推行,无论私人房企还是工厂企业,直接向下水道排放雨水必须按房屋的不渗水面积交纳1.84欧元/m2费用。而中国目前为止尚未征收雨水排放费,这主要是因为对中国公众而言,“海绵城市”这一概念还未深入人心,若急于收取,会造成大众的不理解,从而更不利雨水费的收取。但若一直采取不收取的态度,又会产生一定的社会“不公”,公共排水设施建设和运行成本得不到补偿,不利于雨水排放管理。因此,有必要通过大众媒体的手段向大众普及海绵城市建设的意义及征收雨水排放费的必要性。在考虑公众承受力的基础上,制定合理的征收标准,并就此制定奖惩机制。

4.4 投融资机制与PPP模式应用

海绵城市作为国家“十三五”百大工程项目之一,越来越受到政府的重视,而海绵城市建设投资规模巨大,各地政府面临着资金短缺问题。据报道,中央对于入选试点城市提供了财政专项奖补,其标准为:直辖市每年6亿元,省会城市每年5亿元,其他城市每年4亿元。但很多试点城市提出的建设规模都在百亿以上,可以看出中央财政补助力度有限,引入PPP模式成为大部分试点城市解决资金难题的重要手段[48-50]。而作为一种相对完善的治理工具,PPP模式的引入在有效减轻政府财政压力的同时,还有利于破解海绵城市运营维护管理效率低下等难题。

但需要注意的是,海绵城市建设刚刚起步,PPP模式的应用还处于初步探索阶段。在构建海绵城市PPP模式运用机制过程中,需从以下4个方面进行考虑:①针对具体海绵城市建设项目的独特性,分析其是否适合运用PPP模式;②设计合理的PPP合作方式以适应海绵城市建设需求;③根据海绵城市建设特点,设计合理的项目风险分担机制;④项目公司的组建,应考虑政府和社会资本出资比例和政府对项目公司的监督作用。

5 结 语

海绵城市系统的建设符合广大人民对于“美丽中国”的共同追求,是城市生态文明建设过程中的重要一环。推行海绵城市系统的建设,其重点在于解决技术和管理两个层面上存在的关键问题。海绵城市作为一项极其复杂的系统工程,现行工程建设体系与其建设系统要求存在一些不相适应的地方。通过进一步识别海绵城市建设系统在全生命期视角下各阶段存在的潜在问题和风险,对应对主要风险问题的相应核心管控机制展开探讨,包括协同联动机制、激励监管机制、综合运维机制、投融资机制与PPP模式应用,希望通过研究能够有效减少或规避海绵城市建设实践过程中存在的风险,从而更好地推动海绵城市的建设。

目前,第一批海绵城市试点城市已逐步完工。城市生态环境的改善大大提高了人民的幸福指数。然而在建设过程中依然存在一些问题与矛盾影响其最终效果,例如对海绵城市理念的认知不清、缺乏专业的海绵城市建设人才、PPP模式应用等。这些问题还有待进一步开展专门研究。

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