1、海绵城市:打造绿色、宜居、资源化的 前瞻水环境国际最佳管理实践与中国特色的碰撞与融合本白皮书由Global Water Intelligence (GWI国际水务智库)与格兰富联合出版目录鸣谢出版商作者制作4 内容摘要6 第一章 海绵城市：水生态环境综合管理的一揽子解决方案？ 10 第二章 海绵城市的概念与本质15 第三章 中国海绵城市：特定问题，定制化解决26 第四章 他山之石：国际最佳管理实践32 第五章 海绵城市转型思路34 参考文献 吕永鹏博士, Jes Clauson-Kaas, Darla Nickel, Kai Yun Tay, Geok Suat Ong, Dawn Phua,
2、 and Geok Ling ChengBrandBox A/SS1, Birkevnget 2DK-8850 Bjerringbrokanagency-+45 2423 0689SPRING Production A/SStudsgade 22DK-8000 Aarhuspabagency-+84 90 2687 014Ana Budimir, Malin Hedlund, 钱颖佳，沈雨佳博士Media Analytics Ltd., Suite C, Kingsmead House, Oxpens Road, Oxford OX1 1XX, United Kingdom Tel: +44
3、1865 204 208 / +86 (0)21 53681239 Fax: +44 1865 204 209 Email: GWI不担保本出版物中所含数据的准确性，而且对使用这些数据所产生的后果不承担任何责任。未经出版商许可不允许任何形式的内容引用和发布2 3海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境海绵城市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”，其本质是传统城镇化建设方式的转型升级，实现城镇化与资源环境的协调发展，以解决城市内涝、水资源短缺、水污染等城市发展面临的挑战。海绵城市起源于国外低影响开发（LID
4、）的雨水管理理念，但由于中国独特的城市发展历程，海绵城市的内涵已远远超出了这一范围，是一项涵盖了与水环境相关的各个方面的跨领域跨专业的综合型建设理念。中国的海绵城市建设更加被视为城市发展规划的倡议，旨在将绿色基础设施（如透水铺装，人工湿地和生物滞留设施等）与灰色雨洪基础设施（如污水处理厂、地下管网、深层隧道等）相结合，并融入城市设计，将城市从钢筋混凝土丛林转变为宜居、绿色和健康的生态环境。 在中国，海绵城市的建设尚处于动态发展与验证的过程。在国家政策和实际需求的双重推动下，中国于2015年启动了海绵城市试点项目计划，以“到2020年，建成区20%以上的面积达到海绵城市建设要求；到2030年，建
5、成区80%以上的面积达到海绵城市建设总体要求”为目标，为30个试点城市在三年内提供总额高达60亿美元的中央政府财政补助。本白皮书共选择了五个具有代表性的中国城市作为案例，旨在解析这些城市在面临其独特的城市水环境挑战时所制定的针对性解决方案，为创建可在全国范围内实施的海绵城市模型提供参考。 其中，上海在土地可利用率低的挑战下，通过将“绿色”和“灰色”基础设施统筹建设，解决城市内涝和水质保护的难题；福州内河水系较多、污染严重，以创新的PPP融资模式将项目打包，系统治理城市的黑臭水体；天津面临水资源严重短缺的困境，通过建设中新生态城试点，对雨水进行综合利用；广州在老城区多、排水能力不足的挑战下，通过
6、建造地下深层隧道，解决雨污溢流污染和内涝的难题；萍乡城乡发展差距较大，通过积极寻求多途径的融资渠道，如获得亚行提供的基础设施贷款等，为城市生态环境修复提供经济支持。这些城市在近几年的建设和运营过程中，均取得不小的进展，却也同时在实践中发现了一些问题。为此，本白皮书同样选择五个国外海绵城市的成功实施案例作为类比，旨在将世界各地水资源适应型城市的创新建设与中国海绵城市的初步探索实践相融合，相互借鉴、各取所长。同时，也针对中国海绵城市在摸索过程中所发现的问题提供如下的转型思路与亮点借鉴： 海绵城市资金需求大、融资模式单一：需探索新型的融资模式。如日本名古屋所设立的“绿化设施评价认定制度，根据不同的绿
7、化水平认定获得优惠的银行贷款。德国柏林政府则通过实施“雨水费制度”，借助公共收入，为海绵城市建设项目寻求更多的资金来源； 海绵城市涉及专业多、覆盖领域综合：需制定综合性 顶层设计方案。 新加坡 通过设立“ABC水源计划”， 对城市生态环境进行系统化的管理和修复； 海绵城市项目流程长、参与机构繁杂：需从全生命周 期的角度对项目进行统一规划。如丹麦哥本哈根商学 院所签订的泵站服务运营合同，通过对雨洪基础设施 进行定期的检查和保养，降低设施的全生命周期成 本； 海绵城市建设面积广、区域问题分散：需将集中的排 水设施分散为多个绿色和灰色基础设施，对雨水就地 净化和再利用。美国华盛顿特区通过启动的绿色屋
8、顶 补贴计划，给予社区安装分散式绿色处理设施一定的 资金补助。因此，在将理论建设方案落实到初步实际应用的基础上，为了更好地评估海绵城市的生态环境效益，本白皮书结合国内外海绵城市实施案例，探索如何将国际先进经验和中国实际应用情况相融合，使中国的海绵城市建设过程向更具适应性、包容性和创新性的方向转变，也为全球海绵城市建设添上具有中国特色的浓墨重彩的一笔。海绵城市建设框架“钢筋混凝土丛林”绿色宜居的海绵城市海绵城市建设的六字方针“绿色”与“灰色”基础设施相结合组织保障海绵城市建设目标智慧信息系统, 深层隧道, 黑臭水体治理政策战略计划金融机构政府机构社会资本渗 滞 蓄 净 用 排 透水铺装 雨水花园
9、 绿色屋顶 植草沟 下凹式绿地bullet.alt2 雨水调蓄设施(雨水罐, 地下调蓄设施) 自然水体 河道综合整治 建设沿岸生态缓坡 雨水综合利用 污水再利用 泵站 管网 深层隧道 污水处理厂 排水防涝设施水生态 水资源雨水及污水再利用暴雨内涝防治生态环境修复城市污染控制水安全水环境图片来源：中国住房与城乡建设部内容摘要4 5海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境图1.1：洪涝灾害造成经济损失增加随着气候变化导致的极端天气增多，地球正面临着日趋严重的干旱和洪涝威胁。据中国国家统计局资料显示，由洪涝灾害造成的经济和社会损失逐年增加，2016年
10、由于洪涝所带来的经济损失高达3640亿人民币，相当于全国GDP的0.5%。城镇化的快速发展，不仅造成了土地硬化面积增加、植被覆盖率减少、不透水面积增大以及排水能力不足等问题，也从另一方面增加了暴雨流量和汇流速度，从而进一步加大城市的内涝灾害风险。挑战二：水资源短缺形势日益严峻快速城镇化全球气候变化海绵城市城市内涝黑臭水体污染水资源短缺据统计，中国有62%的城市正遭受内涝问题的侵害，一到雨季就易陷入暴雨频发、内涝横行的窘境。这一问题不仅影响了人们的日常生活和出行，同时也严重威胁了生命财产和安全。2016年的相关数据统计表明，中国的人均水资源量为2354.9立方米，仅为世界平均水平的三分之一不到，
11、且分布不均，比如天津的人均水资源量仅为中国平均的5%，为121.58立方米，水资源短缺危机已经迫在眉睫。3500300025002000150010005000400,00350,00300,00250,00200,00150,00100,0050,000,001998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018洪涝灾害造成的经济损失(人) (10亿元人民币)因灾死亡人数/（人）直接经济损失/（10亿元人民币）图片来源：中国国家统计局中国正在经历着人类历史上最大规模、最快速的城镇化进程，城镇化率由2001年的38%上升到2015年的56%
12、。在享受着城镇化红利的同时，城市的水生态环境也暴露出日益严重的三大核心挑战：水污染、水资源短缺、以及城市内涝灾害。传统的城市建设方式已很难满足与资源环境协调发展的要求。为了系统性地解决这些水生态问题，海绵城市的理念应运而生。第一章 海绵城市：水生态环境综合管理的一揽子解决方案？ 挑战一：洪涝灾害造成巨大的经济和社会损失6 7海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境为了有效解决城市内涝、水资源短缺与水污染严重的三大水生态环境挑战，并实现城镇与资源环境和谐发展，海绵城市作为一种新型的城镇化理念被纳入城市规划中所规定的城市发展理念和方法论。2017年
13、，中国住房和城乡建设部在城市建设司下专门成立海绵城市办公室，进行海绵城市的指导建设工作。2016年中国地表水水质类别比例类37.5%类27.9%类16.8%类6.9%劣类8.6%类2.4%类II 类III类主要适用于源头水、国家自然保护区主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区等主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区等类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区劣类 几乎无使用功能图片来源：2016年中国环境状况公报挑战三：水污染问题突出2016年环境状况公报称，在1940个参与全国地表水评价、考核、排名的断面（点位）中，有166
14、个被评定为劣类水体（即无使用功能的水体），占比高达8.6%。在2016年的黑臭水体排查情况中，全国295座地级及以上城市，除79座城市未发现黑臭水体外，其余216座城市共排查出2100个黑臭水体。农业面源污染、工业点源排放、以及暴雨带来的雨污混合溢流污染等都是造成水体污染的原因。其中，合流制排水系统造成的溢流污染会与来自街道和农田的营养物质、沉积物、以及农药和重金属等其他污染物一起流入水体，对城市水体造成严重的破坏，同时危害到周围居民的居住环境和用水安全。 48% 的中国地区面临着中度到高度缺水的压力低中高缺水程度图片来源：GWI、世界资源研究所（2015）“海绵城市”建设启动图1.3：201
15、6年中国地表水水质类别比例图1.2：2020年中国缺水压力预示图8 9海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境图2.1：海绵城市建设示意图与国外的GI理念相比，中国的海绵城市理念更加系统化，它不仅仅包括绿色基础设施，同时也包含了内涝防治、污染控制、雨水资源化、和城市生态修复等综合建设内容，旨在通过加强城市规划建设管理，将“山水林田湖”视为一个完整的生命共同体。海绵城市的建设目标第二章 海绵城市的概念与本质“海绵城市的两大核心目标是：提升水质并解决洪涝灾害的问题，因为这与人们的日常生活息息相关。”为了更好地实现保障水安全、治理水环境、涵养水资源、
16、改善水生态的建设目标，住建部于2015年出台海绵城市建设绩效评价与考核办法对海绵城市建设绩效评价与考核指标进行规定，分为水生态、水环境、水资源、水安全、制度建设及执行情况、显示度六个方面，共计18项具体指标（见图）。中国海绵城市理念的进步和发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院 院长助理 吕永鹏博士。建设前 建设后黑臭水体被污染的水系 城市内涝工厂雨水花园下雨时渗水、滞水、蓄水与净水需要时将蓄存的水释放并再利用城市内河水坝透水铺装雨水回用于浇灌 污水处理厂调蓄池储水 绿色屋顶泵站建设前 建设后黑臭水体被污染的水系 城市内涝工厂雨水花园下雨时渗水、滞水、蓄水与净水需要时将蓄存的水释放
17、并再利用城市内河水坝透水铺装雨水回用于浇灌 污水处理厂调蓄池储水 绿色屋顶泵站在国际上，海绵城市的概念通常指的是绿色基础设施(Green Infrastructure，GI)，也被称作低影响开发 (Low Impact Development，LID）、可持续城市排水系统（Sustainable Urban Drainage Systems，SUDS），水敏感城市设计（Water Sensitive Urban Design, WUSD）等。简单来说，GI的理念就是在城市建设过程中，通过修建能够涵养水源的绿色空间网络（包含绿色屋顶、植草沟、下凹式绿地、透水铺装、人工湿地、雨水花园等），尽可能地
18、模仿原有的自然生态水循环模式，以调蓄雨水、增大地面渗透能力、减少暴雨径流及污染，对雨水进行资源化利用。10 11海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境图2.3：海绵城市的技术路径雨水渗滞蓄净用排海绵城市专项规划自然生态保护与修复 人工湿地 植被过滤带 雨水生物滞留设施城市排水防涝 污水处理厂及管网升级改造 清淤疏浚 调蓄设施公园与绿地道路雨水绿地雨水透水铺装下凹式绿地雨水蓄水及回用系统市政雨水绿地浇灌回用建筑与小区屋顶雨水下凹式绿地渗滤设施市政雨水雨水蓄水及回用系统 绿地浇灌 洗车 冲厕回用径流溢流雨水口智慧海绵城市智慧水务监测与调度系统对以
19、下问题进行预防： 管网泄漏 水质污染 地表径流量控制 潜在洪涝风险道路与广场道路雨水透水铺装 砾石层 下凹式绿地市政雨水径流 溢流图片来源：中国住房和城乡建设部从技术层面来说，中国的海绵城市遵循生态优先的原则，通过采用“源头削减、过程控制、末端处理”的方法，在“渗、滞、蓄、净、用、排”六个方面分别采取措施 （见图），将自然途径和人工措施相结合，最终实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”。其中： “源头削减”：着重强调LID的理念，通过修建绿色基 础设施加强地面径流的渗透性，有效地吸收和滞留雨 水； “过程控制”：将LID和灰色基础设施（Grey Infrastructure）建
20、设相结合，在修建植草沟、植被缓 冲带的基础上，对传统水处理基础设施，如污水处理 厂、地下管网、排水泵站等，同样进行新建和改造， 主要包含雨水调蓄设施扩容、深层调蓄隧道技术应 用、雨水地下净化和再利用系统设计、以及排水管网 优化等； “末端处理”：通过渗透塘、蓄水池、雨水罐、雨水湿 地等手段构建多功能末端调蓄系统，对自然水系进行 保护和利用。图2.2：海绵城市绩效评价与考核指标图片来源：中国住房和城乡建设部水资源水安全 水环境水生态 水文化目标指标解决水资源短缺难题降低洪水与内涝灾害威胁落实水污染防治行动计划推进河湖生态修复和保护提升城市生活环境质量 供水覆盖率 管网漏损控制 雨水资源利用率 污
21、水再生利用率 城市暴雨内涝灾害防治 饮用水安全 城市排水能力 污水处理率 黑臭水体数量 地表水水质 地下水水质 年径流总量控制率 生态岸线恢复 绿化覆盖率海绵城市的技术路径12 13海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境中国自2015年起正式开始以试点的形式部署海绵城市建设。截止至2017年底，中国已经分两批将30座城市列为国家级海绵试点城市，其中涉及4个直辖市、23个地级市、2个国家级新区及1个县级市，旨在参考国家级试点城市的建设成果，以建立可在全国范围内实施的海绵城市模式。根据国家海绵城市建设的指导意见：到2020年，城市建成区20%以上
22、的面积须达到吸收和再利用70雨水的目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到该目标要求。国家级试点城市在财政政策上享有中央财政一定三年的专项资金补助，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。同时对于采用PPP模式达到一定比例的城市，将按上述补助基础奖励10%。除了国家级海绵城市试点项目以外，各省也逐渐设立了省级海绵城市建设试点。如2016年，河南省财政拟每年安排2亿元支持8个试点城市海绵城市建设，滚动支持3年。中国的海绵城市试点计划图3.1：中国的海绵城市试点计划白城北京天津鹤壁济南固原西宁西咸新区贵安新区玉溪南宁三亚珠海深圳厦门福州宁波江西 上海镇江青岛大连庆阳
23、遂宁武汉常德重庆池州萍乡迁安第一批试点城市：16个第二批试点城市：14个直辖市省会城市其他城市V 区: 60% a 85%IV 区: 70% a 85%III 区: 75% a 85%II 区: 80% a 85%I 区: 85% a 90%a: 年径流总量控制率白城北京天津鹤壁济南固原西宁西咸新区贵安新区玉溪南宁三亚珠海深圳厦门福州宁波江西 上海镇江青岛大连庆阳遂宁武汉常德重庆池州萍乡迁安第一批试点城市：16个第二批试点城市：14个直辖市省会城市其他城市V 区: 60% a 85%IV 区: 70% a 85%III 区: 75% a 85%II 区: 80% a 85%I 区: 85% a
24、 90%a: 年径流总量控制率图片来源：中国住房和城乡建设部图2.4：海绵城市的组织保障体系图片来源：中国住房和城乡建设部公众参与城市规划 城市排水 公共道路 城市交通 项目业主 私营企业咨询委员会 (技术专家, 设计院等）海绵城市工作小组海绵城市建设专项规划 海绵城市建设技术规程 政策与法规海绵城市的建设是一项规模庞大的基础设施项目，需要建立完善的组织保障体系。其中包含明确的规划、设计、管理、运营和融资机制，并在此基础上保持一定的技术和模式创新空间。因此，关键的利益相关方和组织之间的成功协调是一个非常重要的因素。在中国的海绵城市建设规划方案中，政府在每个城市都设立一个直属的市长工作小组，由不
25、同的政府机构负责。在建设技术规程方面，则统筹排水、建筑，景观、道路、城市设计与规划、社会学、生态与经济等相关领域进行跨专业合作，由市海绵城市建设指挥部办公室制定并发布所在城市的海绵城市专项规划和技术指导方针。各省的住房和城乡建设局将负责监督城市的进展情况，同时鼓励社会资本以PPP的形式参与到项目的建设中。中国幅员辽阔，气候、地理环境、城市发展都存在着极大的差异。虽然每个城市都面临着城市内涝、水质污染和水资源短缺的三大难题，但又各不相同，各有重点，需根据城市的具体情况具体分析。比如，地势较低的盆地城市以治理内涝为核心目标、水资源匮乏的干旱地区以雨水综合利用为核心目标、老城区较多的城市则以提高排水
26、能力治理内河污染为核心目标等。不同的治理目标指引着不同的建设思路和解决方案。因此，如何将新的概念与城市的实践经验相结合，并确定建设结果显著的良好实践参考，对于中国的海绵城市建设而言至关重要，这将为未来海绵城市建设的探索与发展提供一定的借鉴意义。本节展示了五个不同的城市所面临的水生态环境挑战、以及每个城市因地制宜的特定解决方案，如新建绿色基础设施积聚雨水以应对水资源短缺的难题、以及升级改造污水处理厂及相关灰色基础设施以提升城市排水能力并缓解内涝灾害等。第三章 中国海绵城市： 特定问题，定制化解决“中国的海绵城市是绿色基础设施与灰色基础设施统筹规划的结果。国外灰色基础这块搞得差不多了，后来发现单靠
27、灰色基础设施不够，于是就进入了下一个阶段。而中国则是两个阶段一起搞，更有利于统筹规划。” 海绵城市的组织保障体系上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院 院长助理 吕永鹏博士14 15海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境城市下立交逢雨积水问题一直是城市内涝的治理难题。一方面周边地区建设用地非常紧张，另一方面下立交区域交通繁忙，难以封闭施工。为了解决这两大挑战并有效消除积水隐患，上海于嘉松中路沪宁下立交首次安装使用预制化的“一体式”无人值守泵站。基于“一体式”泵站的设计理念，整个泵站被建于地下，完全隐藏在周围绿化环境中，这样一来不仅使占
28、地面积达到最小、有效提高排水效率，其智能化监控系统还能实现远程自动化控制，使后台管理人员能够通过PC端和手机端，对泵站设备运行数据进行监控，节约运维成本。该泵站自建成试运行以来，在几场大暴雨的考验下，没有发生积水现象，治理效果明显。特色案例：“一体式”泵站解决下立交内涝难题临港新城位于上海的南大门，作为上海首个国家级海绵城市建设试点地区，其海绵城市建设规划主要包含低影响开发、生态保护和生态修复三个途径，以滴水湖作为水生态敏感核心，向外围布置汇水片区。为了解决现有模式对滴水湖水质保护带来的较大压力，上海分别采取了以下几方面的措施（见图）： 在地面增设包含透水铺装在内的LID设施，并减少地下管网中
29、的雨污混接，从源头进行削减； 在主城河道通过营造人工湿地对河道水质进行净化，作为滴水湖的生态补水； 在主城河道和滴水湖间增设闸坝，以优化河道和滴水湖水体的交换模式。完工后，流入滴水湖的初雨污染能够被有效拦 截，主城河道的排水模式将由原先61%经由滴水湖排入海中而改为100%不经过滴水湖而直接排入海中。上海市的“绿色”布局：新城区重点落实低影响开发(LID)措施上海市规划到2020年海绵城市建成区面积达到200平方公里，试点区域年径流总量控制率将不低于80%，新增市政雨水泵排能力850立方米/秒，并新建地下深隧及污水管网2,020千米。上海是中国最发达的城市之一，2016年人口已超过2,400万
30、，其中城市人口占87.6。快速的城市开发建设与所处的地理环境条件导致了上海“三高一低”的显著区域特征：地下水位高、土地利用率高、不透水面积比例高、土壤渗透性低，这些特征都阻碍了城市水生态循环的自然流动。此外，有限的排水能力与较高的河流水位，也同时增大了暴雨时期的内涝风险。加之频频发生的雨污混合溢流污染问题，都严重威胁着城市的水生态环境。上海老城区改造以灰色基础设施为主，通过修建地下深隧系统和下立交预制化一体式泵站解决积水和内涝的问题；新城区开发则以绿色基础设施为主，通过选取临港地区、松江南部新城和桃浦智慧城作为首批3个试点区域，按照不同的汇水特点划分示范片区，对综合水体生态环境进行治理。由于上
31、海老城区的排水管网系统多为合流制的设计，即将雨水和污水合并排放，暴雨时随着雨水量的增大极易产生雨污合流管道溢流污染（Combined Sewer Overflow，简称CSO）。为了解决这一问题，并为高峰期雨水提供足够的蓄容，上海于2016年沿苏州河建造国内规模最大的深层排水调蓄管道系统，也称作苏州河深隧工程，用于收集超过截留管道截留能力而产生的合流制溢流污水和分流制初期雨水。整条深隧长约15.3公里，深度为57至70米，可新增约100万立方米左右的有效雨水调蓄库容，目标将苏州河沿线排水系统能力进行以下几方面的提升： 苏 州河沿线排水系统设计标准从目前的一年一遇（每小时排水36毫米）提高 至五
32、年一遇（每小时排水55毫米）； 有 效应对100年一遇的降雨（不发生区域性城市运行瘫痪，路中积水深度 不超过15厘米）； 实 现降雨泵站不溢流，基本消除工程沿线初期雨水污染。该隧道据悉可减少 初期雨水以及河流污水的放江量以及污染物负荷约85-90%左右。3.1.2 上海市海绵城市建设重点上海市的“灰色”布局：深隧调蓄系统充分利用地下空间缓解城市内涝和污染问题是上海的主要挑战。城市总人口2,415万 (2016)平均年降雨量1,596.1 mm (2016)% 城镇人口比重87.06% (2016)人均水资源量252.33 m (2016)GDP30,130亿元 (2017)城市总面积6,340
33、 km黑臭水体治理情况（未治理数/总数）8/56 (2016)3.1 上海市上海市3.1.1 上海市所面临的挑战图3.2：上海地下深层隧道系统图片来源：上海市政府雨水调蓄提升泵站地下深层隧道住宅、工厂 竹园污水处理厂 黄浦江黄浦江排水口(处理后出水)排江泵站16 17海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境建设前现有排水模式建设后为滴水湖的水质保护带来压力海绵城市建设工程方案统筹结合“绿色”和“灰色”基础设施建设地面 地面排水管网系统 排水管网系统主城河道 主城河道滴水湖 滴水湖排海 排海城市外河 城市外河39%的污染物水闸拦截生态净化系统水闸
34、拦截生态净化系统备用源头截污并削减径流 增设绿色基础设施 减少雨污混接 建造地下雨水蓄存及回用系统蓄存并净化雨水水质净化 人工湿地 净化后作为滴水湖生态补水增设水坝和水闸： 控制水位 优化河道与滴水湖的水体交换模式拦截初雨污染构建良好的水生态系统100%的污染物61%的污染物水闸拦截图片来源：上海临港发展建设委员会图3.3：上海临港新区海绵城市建设及滴水湖水质保护方案为了系统整治中心城区的43条黑臭水体，福州按不同水系打包成7个互相独立的PPP项目，投资额在11亿至24亿之间，分别签约给国内几家领先的水务公司，其中包括：北控水务、首创股份、中国水环境集团、清控人居、碧水源和桑德国际等。每一个项
35、目都由水务公司领头，和市政院以及建筑公司一起组成联合体，对项目实施调研、设计、投融资和运营，运营期限为15年。项目的工程建设内容包括：水系整治工程、截污收集工程（含配套管网）、生态修复工程、水系连通与景观工程、智慧信息监控系统及其他配套设施等几部分。通过这一创新的PPP项目模式，福州市政府将每一个分区交给专业的水务公司进行治理，最后根据绩效进行付费。这样不仅借助了社会资本的力量，同时引入更多的专业技术和运营管理经验，对于未来海绵城市的项目融资方式而言具有很大的借鉴价值。福州市规划到2020年海绵城市建成区面积达到58平方公里，城市黑臭水体占比低于10%。3.2.2 福州市海绵城市建设重点融资创
36、新： PPP模式打包项目针对城市内河环境黑臭的问题，福州市于2016年11月下发福州市城区水系综合治理工作方案，确定了“截污、清淤、清疏、把水引进来、让水多起来、让水动起来、让水清起来”的黑臭水体治理策略，并创新地采用PPP的项目模式引入社会资本投资，同时借助项目公司的专业技术及治理经验。“福州最大的问题就是河道的黑臭问题。” 吕永鹏博士表示。福州市地处闽江下游入海口，内部水系纵横交错。城区内有100多条城市内河，河网密布，黑臭水体是城市水环境综合治理的最大挑战。城市总人口757万 (2016)平均年降雨量2,263.4 mm (2016)% 城镇人口比重68.5% (2016)人均水资源量2
37、,435 m (2016)GDP7,128 亿元 (2017)城市总面积12,177 km黑臭水体治理情况（未治理/总数）28/43 (2016)3.2 福州市福州市3.2.1 福州市所面临的挑战18 19海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境点源污染 面源污染清淤疏浚 新建及改造污水处理厂 完善排水管网系统 新建地下综合管廊 机械清淤 人工清淤水质净化 人工曝气充氧 絮凝沉淀清水补给 泵站提升生态修复 河道富营养化控制 水生态修复 修建人工湿地 修建植被过滤带 修建雨水生物滞留设施源头截污城市黑臭水体治理方案图3.4：福州市黑臭水体综合整治
38、PPP项目分区图3.5：城市黑臭水体治理方案晋安区 晋安东区水系综合治理及运营维护项目 项目开发商: 清控人居/碧水源等联合体 项目投资额: 24亿人民币晋安区 晋安新店片区水系综合治理项目 项目开发商: 福建中闵水务 / 桑德国际等联合体 项目投资额: 11.25亿人民币鼓楼区 鼓台中心区水环境综合治理项目 项目开发商: 北控水务等联合体 项目投资额: 16亿人民币仓山区 仓山龙津阳岐水系综合治理及运营维护项目 项目开发商: 首创股份等联合体 项目投资额: 16亿人民币仓山区 金山奥体片区水系综合治理项目 项目开发商: 中国水环境集团等联合体 项目投资额: 14.25亿人民币仓山区 仓山会展
39、中心水系综合治理项目 项目开发商: 福建中闵水务 / 桑德国际等联合体 项目投资额: 13亿人民币仓山区 仓山三江口片区水系综合治理项目 项目开发商: 北控水务等联合体 项目投资额: 11亿人民币马尾区 马尾区马尾君竹河综合治理和运营维护项目 项目开发商：上海同济环境工程科技有限公司等 项目投资额：1亿人民币0 41.3%(2)18.6%降雨径流减少量41.3%(3)降雨径流减少量18.6%绩效高于预期的项目(1)DC Water引入私营投资机构（高盛、卡尔弗特基金会）共同参与绿色基础设施建设投资机构通过购买环境影响力债券投资绿色设施建设项目DC Water支付投资机构2,500万美元服务费以
40、及330万美元的绩效费DC Water支付投资机构2,500万美元服务费DC Water支付投资机构2,170万美元服务费，同时，投资机构需支付330万美元的风险平摊款项DC Water负责修建绿色基础设施并建立减少降雨径流量的预估目标绩效符合预期的项目(2)绩效低于预期的项目(3)图片来源：Goldman Sachs、DC Water,、GWI4.4 德国柏林 4.4.1 挑战与计划相较于其他城市的严重暴雨和内涝问题，水质污染是柏林更为紧迫的挑战，其中包括雨污合流导致的溢流污染以及城市河流、湖泊的水质污染等。为此，绿色基础设施解决方案自上世纪90年代后再一次跃上舞台，成为柏林计划重点实施的水
41、质保护方案。来自柏林公共事业公司Berliner Wasserbetriebe（BWB）战略团队的Darla Nickel博士解释说：“绿色基础设施会带来多重优势，他的意义远远不止于雨水管理或者说如何降低雨水灾害这么简单，他更加是一种改善城市微气候与优化城市水域栖息地的设计理念，也是一种保护我们的地表水和保护我们的基础设施免受洪水影响的绝佳方式。”28 29海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境图4.3：柏林Halensee地区土地渗滤系统图片来源：柏林公共事业公司4.4.2 解决方案为了有效地应对雨污合流制溢流污染，柏林参议院在2017年批
42、准了一项新的倡议，规定未来所有的新建筑项目必须100安装顶层植被以及雨水收集系统，减少直接流入城市排水系统的雨水量，有效降低雨水下渗比率。尽管柏林同时也计划扩大城市的下水道集水区容量来增加地下雨水蓄存能力，但治理重点依然为绿色基础设施的建设。“集中处理系统正在达到其临界能力，我们需要找到其他方法对雨水进行就地收集、处理与利用。”Darla Nickel博士表示。4.4.3 建设成果 到目前为止，柏林已经成功安装四个将雨水管理和质 量控制相结合的土壤渗滤净化设施。如在Halensee 地区一处曾经遭受严重污染的湖泊，通过采用这一设 施对排入湖中的雨水进行滞蓄、渗滤和净化，成功使 超过70的雨水被
43、这一系统所收集，大大降低湖泊水 质中的磷和细菌含量，使该湖泊重新作为功能性休闲 水体开放给公众游泳。 柏林在通过制定法规来促进雨水管理方面非常有经 验。作为德国较早开始实行“雨水费”制度的城市， 柏林于2000年开始采用这一方案激励建筑雨水收集系 统和绿色基础设施的建设。不仅如此，根据柏林环境 管理局最新发布的一项规定，新的房屋必须减少雨水 进入城市综合排水设施的水量，而这一标准比以往都 更为严格。位于德国柏林市中心的波茨坦广场，是上世纪90年代柏林绿色基础设施建设热潮中的项目之一。除了总面积约为30,000平方米的绿色屋顶外，该地区还有一个雨水蓄存系统，用于将雨水储存在地下蓄水池设施中。除了
44、这一集水功能外，开放的水域还能提供亲水及视觉美化的效果。雨水通过天然渗漏系统和绿色植被净化后排入地表水体，多余的水则用于灌溉、冲厕和该地区的消防用水等。同时，通过降低温度和加湿空气，还可以在夏季改善城市气候。案例研究：柏林波茨坦广场4.5 日本名古屋4.5.1 挑战和计划名古屋作为日本的第四大城市，经常遭受局部性暴雨事件的威胁，存在严重的城市内涝和雨污溢流污染的问题。为了应对这两大挑战，名古屋出台了“2050年水循环恢复战略”（ Water Cycle Recovery Strategy 2050），旨在恢复因过度城市化而遭到破坏的自然水循环，并最终将雨水径流率从62降至36。该倡议已于201
45、2年完成第一阶段的建设工作。4.5.2 解决方案 名古屋计划改善和扩大城市的雨水水库，开发水库网络并引入绿色基础设施设计理念，如透水路面和透水铺装停车场等，以实现“2050年水循环恢复战略”中50人行道和70停车位实现可渗透化的建设目标，并将植被覆盖率从25增加至40。同时，名古屋还建立“水和绿色生态廊道”用以河流防洪并实现降温，通过绿色基础设施的自然渗滤作用将净化后的雨水用以地下水补给。另一方面，该市还建立绿化设施评价认定制度（“Nice Green”），根据绿化水平对设施进行认证，达到良好的评级后可以获得一定程度的银行贷款优惠。4.5.3 建设成果 在项目实施的第一阶段，名古屋已成功在全市
46、不同地 区实施安装了包含透水路面、透水沟渠和地下储水库 在内的多项设施，并将地下雨水储存设施的容量从 2008年的217万立方米提升至2012年的236万立方 米。 此外，项目第一阶段已完成超过1万平方米/年的绿化 建设，并通过实行绿化地域制度，对新增和改建 建筑物的绿化面积进行要求，大大提高了城市的绿化 覆盖率。30 31海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境 海绵城市：打造绿色、宜居、资源化的前瞻水环境第五章 海绵城市转型思路随着中国城镇化进程的发展与加速，全国城镇建成区面积在2000年至2010年间迅速扩张60%。土地利用率提升、可透水面积下降、排水设施老旧等多个问题使传统的城市建
47、设理念难以继续满足城市发展与资源环境相协调的要求。为了应对气候变化所带来的极端性气候灾害，使城市在暴雨中避免内涝和水体污染的威胁，海绵城市的建设理念应运而生，通过“渗透、滞留、蓄存、净化、利用、排放”等多项措施和手段，对雨水进行生态蓄积及综合利用，缓解城市水资源紧张的局面。中国海绵城市的建设，在借鉴国外发达国家低影响开发实施经验的基础上，将绿色基础措施与传统的灰色雨洪基础设施相结合，目标提升城市整体的水生态环境品质。这一建设理念在推进新型城镇化与生态文明构建的大背景下，有较大的发展空间。随着国家级海绵城市建设工作的逐步推进，试点城市在实际操作和运营过程中均取得了初步的进展，也同时发现了以下几方
48、面的问题： 海绵城市建设项目具有规模大、子项目多等特点，资金需求量大。仅仅依靠政府补贴已远远不够，需要探索新型的融资模式，并鼓励更多的社会资本参与。 海绵城市建设设计具有多领域、跨专业和综合性高等特点，需要统筹和协调排水、建筑、交通、道路、生态、园林设计等多专业的知识与经验，从而制定综合且专业的顶层设计方案。 海绵城市建设工程具有参与机构多、覆盖市场杂等特点 ，需要从包含规划设计、项目开发、园林施工、污水厂及管网工程建设、设备及解决方案提供、后期运营等在内的全生命周期的角度对项目工程进行统一规划与协调。 海绵城市建设项目运营存在水体信息数据复杂、排水设施数量多等特点，需要以更为智能化、数字化的创新技术进行系统管理和分析，以盘查老旧故障，保障运营稳定，并预测暴雨信息，提前制定应对雨洪灾害的解决方案。针对以上问题，本白皮书在类比和分析中国和国际城市案例的基础上，建议海绵城市的建设从单纯侧重于技术层面而转向更具适应性、更具包容性和更具创新性的综合方案。为此，提出以下五个未来海绵城市建设的转型思路： 从公共财政独立支持向新型融资模式转型 从碎片化解决问题向系统化顶层设计转型 从单一集中式方案向集中式、分散式多元化方案转型 从重工程向兼顾运维转型 从传统型海绵城市向智慧型海绵城市转型转型思路1： 从公共财政独立支持向新型融资模式转型海绵城市项目资金需求量大，投资回报期长，据估算，每
