任南琪，1959年3月生，工學(xué)博士，教授/博導，中國工程院院士，長(cháng)江學(xué)者獎勵計劃特聘教授，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者?，F為城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任，“城市水質(zhì)轉化規律與保障技術(shù)”國家創(chuàng )新研究群體帶頭人。兼任國務(wù)院住房城鄉建設部海綿城市建設技術(shù)指導專(zhuān)家委員會(huì )主任委員，國務(wù)院學(xué)位委員會(huì )學(xué)科評議組成員，教育部資源環(huán)境與地球科學(xué)部委員，國際水協(xié)會(huì )（IWA）Fellow，教育部環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)指導委員會(huì )副主任委員，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )副理事長(cháng)，中國能源學(xué)會(huì )副會(huì )長(cháng)，中國土木工程學(xué)會(huì )常務(wù)理事等。

　　主要從事城市水資源與水環(huán)境改善對策，污水生物處理工藝、技術(shù)與設備，廢物資源化及能源化理論與技術(shù)，環(huán)境微生物系統生物學(xué)與生態(tài)學(xué)等方面研究。主持國家和省部級項目23項。獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項、國家科技進(jìn)步二等獎2項、省部級獎12項，全國創(chuàng )新?tīng)幭泉劆?，全國模范教師，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎1項，著(zhù)作12部，發(fā)表論文SCI收錄600余篇，授權國家發(fā)明專(zhuān)利61項。曾入選國家“百千萬(wàn)人才工程”一、二層次，教育部“跨世紀優(yōu)秀人才培養計劃基金”獲得者，香港裘磋基金獲得者，享受?chē)鴦?wù)院特殊津貼。

　　研究背景

　　2015年發(fā)布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設的指導意見(jiàn)》確立了海綿城市建設的總體工作目標，并指出：“到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求?！逼浜?，海綿城市建設項目在全國30個(gè)試點(diǎn)城市展開(kāi)，建設區域從南至北，城市規模從一線(xiàn)到三四線(xiàn)均有分布。根據我國海綿城市建設評價(jià)標準，當前雨水控制利用模式主要以降水量作為劃分依據進(jìn)行分類(lèi)指導。然而我國地域面積廣闊，不同的自然地理及氣候特征將直接影響河流及水資源分布、降雨量、雨水匯流、下滲等情況。針對不同的自然條件和城市本底，海綿設施的應用效果、適應性也存在差異。

　　2019年，30個(gè)海綿城市的建設試點(diǎn)工作均通過(guò)國家專(zhuān)家組驗收，各個(gè)試點(diǎn)城市基于主導問(wèn)題，采用各具特色的技術(shù)實(shí)施路線(xiàn)，形成了多樣化的海綿城市建設體系，同時(shí)也積累了大量的可復制可推廣的經(jīng)驗。本文綜合各類(lèi)因素進(jìn)行城市分類(lèi)，并總結現有海綿城市試點(diǎn)經(jīng)驗，提出基于我國地域分類(lèi)和社會(huì )屬性分類(lèi)的海綿城市建設策略和范式，以期為后續的海綿城市建設的大面積推廣提供借鑒。

　　一、摘 要

　　在系統分析我國城市的水文地質(zhì)和氣候條件等自然因素和新舊城區、功能區等社會(huì )因素的基礎上，分類(lèi)和總結現有海綿城市試點(diǎn)經(jīng)驗，提出了基于我國地域分類(lèi)和社會(huì )屬性分類(lèi)的海綿城市建設策略和范式，以期為海綿城市建設的推廣提供借鑒。

　　二、基于自然因素的海綿城市分類(lèi)建設策略與范式

　　1.城市分類(lèi)的主要影響因素

　　海綿城市的實(shí)施是一個(gè)系統工程，需要考慮到諸多因素。城市地形地勢對雨水蓄集與排放具有重要影響，旱澇災害的分布影響各地區建設目標的合理設定，植被的耐淹耐澇抗旱性與氣溫、土壤、降水有關(guān)，滲透設施的效果與不同地區土壤滲透性能和地下水位等有關(guān)。影響海綿城市方案設計及建設成效的因素可分為自然因素與社會(huì )因素，其中自然因素又可分為水文地質(zhì)和氣候條件等因素，具體分類(lèi)如表1所示。

　　2.地形地勢對海綿城市建設分類(lèi)的影響

　　地形地勢是城市土地利用布局的重要影響因素，一定程度上影響城市的用地功能和開(kāi)放空間的位置。地形因子包括坡度、坡向和高程等，這些因素與城市生態(tài)敏感性、地表徑流方向、水流速度等有著(zhù)密切關(guān)聯(lián)。坡度決定雨水匯水方向和山體地形的穩定性。坡向不同的地塊，日照長(cháng)短、溫度有所不同，水體的蒸發(fā)量也不同。高程分析則是匯水分區的重要依據，同時(shí)還可反映區域山水格局等地形水系特征。因此，在海綿城市規劃設計中，坡度、坡向及高程分析是不可或缺的重要環(huán)節。按照城市所處的地形分類(lèi)，我國位于山前洪積、沖積扇平原的城市數量較多，其次為低山丘陵河谷地區的城市，高原山間盆地或谷底的城市，而位于中山、高山地區數量的城市極少；除了大平原中腹和三角洲平原外，城市選擇2種地形過(guò)渡或交接的部位形成發(fā)展也非常普遍。不同土壤類(lèi)型的顆粒粗糙程度、含砂率、通氣性、入滲性能與吸水能力不同，地下水位也將影響徑流下滲。

　　3.氣候條件對海綿城市建設分類(lèi)的影響

　　我國幅員廣闊，溫度帶包含寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶和高原氣候區，氣候差異大、降雨時(shí)空分布不均。必須根據當地的氣候條件及降雨特點(diǎn)，因地制宜地選擇相應設施及雨水利用方案并確定運行維護方法，最大限度地提高系統的效率和安全性，這直接關(guān)系到海綿城市建設的可持續性。

　　降雨量及徑流分析是海綿城市設計的關(guān)鍵一環(huán)。我國的年降水量地域分布情況如下：東南沿海地區為1500～2000 mm；長(cháng)江中下游地區為1000～1600 mm；淮河、秦嶺一帶和遼東半島年降水量為800～1000 mm；黃河下游、渭河、海河流域以及東北大興安嶺以東大部分地區為500～750 mm，黃河上、中游及東北大興安嶺以西地區為200～400 mm；西北內陸地區年降水量為100～200 mm。我國海綿城市建設評價(jià)標準的年徑流總量控制率分區也基本基于上述的降水總量確定。

　　然而，我國不同地區的降水季節分配不均，尤其是易形成洪澇災害的夏季降水量與上述分區不是完全相關(guān)。長(cháng)江中下游和華南地區的夏季降水占全年50%以下，其他地區的夏季降雨更集中，超過(guò)50%。近年來(lái)氣候變化導致極端降雨事件的頻發(fā)，使得傳統意義上按照降水總量定義的干濕地區與暴雨內澇分布越來(lái)越表現出不一致性。屬于半干旱區的北京，在2012年7月21日出現特大暴雨，市區形成積水點(diǎn)426處，經(jīng)濟損失 116.4億元。2013年?yáng)|北大部雨季早、降雨多、歷時(shí)長(cháng)，為全國洪澇災害最嚴重的地區。因此，單純從降雨量角度劃分不同地區的雨水控制利用模式，存在一定的不足。

　　4.基于城市自然因素的海綿城市分類(lèi)建設策略與范式

　　根據自然因素進(jìn)行城市分類(lèi)，主要依據城市的自然地形、氣候、降水以及地域分布特征，并結合土壤、地下水等因素對我國城市進(jìn)行以下分類(lèi)：1)東北寒冷平原地區；2)西北干旱地區；3)華北及中部暖溫地區，并進(jìn)一步細分為：3-1平原區、3-2山前區；4)南方多雨地區，并進(jìn)一步細分為：4-1山地丘陵地區、4-2平原河網(wǎng)地區。通過(guò)對試點(diǎn)城市的特征解析，識別共性的關(guān)鍵問(wèn)題，并總結試點(diǎn)城市的海綿城市建設策略及推薦了適用的技術(shù)設施，歸納匯總于表2。

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編輯：王媛媛