前言

海绵城市的提出无疑是中国生态城市建设的重要里程碑。东方园林生态城市规划设计院作为海绵城市设计的专业团队，几年来在全国五十多个城市的规划设计中，创新提出了一系列海绵城市设计的理念和技术，创作了一批海绵城市设计的案例。我们借助这本书，总结归纳了这些设计，将其奉献给城市规划设计和海绵城市设计的同行，也希望给城市管理者、学者、研究人员，以及海绵城市的建设者一个有价值的参考。

显然，海绵城市作为一项国策，彰显中国水资源管理进入一个新的历史时期。水是城市的血液，也是城市的命脉。海绵城市的打造是以“雨洪是资源”为目标，以控制面源污染、保障水质为核心的水资源管理和水生态治理的理念。雨洪是资源，蓄为先，一个城市或者是一个区域要有足够的地表水面积和湿地面积来蓄存常雨量，要减少地表径流，促使雨水就地下渗，补充地下水。雨洪是资源，就要考虑最大一次连续降雨下城市雨洪的系统管理，实现蓄洪水面、湿地、绿地、雨水花园和公园等空间的最大化，雨洪就地下渗的最大化，地表径流、城市排水管道分散化和系统化，以及城市流域水系和汇水空间格局的合理化。一场连续暴雨，可能占全年降雨量的30%～70%，如果把这一雨洪资源泄掉排掉，那一年里旱灾的严重性程度是可想而知的。而且，如果没有足够的城市空间把雨洪蓄下来，所有的洪水汇集到狭窄的防洪高堤坝内，所形成的洪峰和洪水的压力和威胁是巨大的。因此，海绵城市将从根本上改变防洪防涝的管理方式，减少洪灾旱灾的威胁，是水安全的重要保障。

海绵城市设计的一个挑战就是，如何确定一个城市或者一个区域适当的水域和湿地面积与陆地总面积之比例。我们在浙江绍兴的城市规划中，建议这个比例为15%比较合适。这个比例跟年总降雨量、最大连续降雨量、地形地势、土壤类型、植被类型、城市空间格局和地表径流强度等要素有关。各城市或各区域间的差异很大，但是，海绵城市设计的基本原理是一致的，那就是必须以流域为整体，以产业和城市空间格局为抓手，以防洪防旱和水质保障为宗旨，综合考虑水安全、水资源、水生态、水经济和水景观的总体设计。因此，海绵城市设计是一定意义上的系统设计或者说是生态设计。

为了检验海绵城市设计的成功与否，我们建立了一系列海绵城市建设指标体系。除了城市水域和湿地面积、洪峰和洪水安全系数，雨水下渗率是海绵城市设计的另一个重要指标。我们一般可以假设，在自然植被条件下，总降雨量的40%会作为蒸腾蒸发进入大气，10%会形成地表径流，50%将下渗成为土壤水和地下水。而城市的建设，打破了这种雨水分布格局：40%的蒸腾蒸发变成40%以上的蒸发，地表径流则可能从原来的10%增加到50%或更多，下渗则会从50%减少到10%或更少。显而易见，这种改变造成洪水量和洪峰的危害、雨洪资源的严重丧失、水土流失、面源污染和水系自净化系统的破坏。因此，减少地表径流、减少水土流失、减少面源污染、减少雨洪资源损失、减少洪水和旱灾危害，以及增加雨水就地下渗、补充地下水，就成为海绵城市设计的具体指标（目标）和核心技术的关键。而这些具体指标和核心技术要素，就是低影响开发（Low Impact Development，简称LID）的核心内容。

如果说，海绵城市是城市建设的生态基础设施建设，或者说，海绵城市建设是生态城市建设的关键，那么，海绵城市建设的目标是通过低影响开发的技术得以实现的。为了达到“低影响”，我们的设计和开发就必须遵从四个尊重，即：尊重水、尊重表土、尊重地形和尊重植被。尊重水，就不应该把河流作为纳污河，就不能破坏水岸边的草沟草坡，就要防止面源污染，保护好水系的自净化系统和水生态系统。表土是千万年形成的财富，是地表水下渗的关键介质，是植被生长的基础。尊重表土，就是要保护和利用好这样的宝贵资源，防止水土流失，以及在开发中收集好表土及开发后复原好表土。自然地形所形成的汇水格局是一个区域开发的重要因素，地形变了，汇水格局就变了，低影响开发就是要研究原有地形和开发后地形的不同汇水格局及其影响，因此，尊重地形的设计和开发，影响小，安全，也体现空间多样性，具有自然和艺术的美。植被是地形的产物，也是水和土壤的产物；同时，植被是地形、水和土壤的“守护神”，没有植被，水土流失和面源污染则不可避免，没有植被，水质、水资源和表土都会丧失，地形也会改变。当然，没有植被，水也会失去它的资源属性，变成灾难性的洪水、干旱及水荒，造成经济损失和制约城市的发展。

因此，在某种意义上，低影响开发与海绵城市建设也可以认为是“同义词”。海绵城市，其狭义是雨洪管理的资源化和低影响化，广义则包括城市生态基础设施建设和生态城市建设的目标体系。它包括流域管理、清水入库、截污治污、水生态治理、滞流沟、沉积坑塘、暴氧叠水堰、植被缓冲带、雨洪资源化、水系的空间格局、水系的三道防线、生态驳岸、水系自净化系统、水生态系统、湿地、湖泊、河流、水岸线、生态廊道、城市绿地、城市空间、雨水花园、下沉式绿地、透水铺砖、透水公路和屋顶雨水收集系统等众多大大小小的具体技术和设计。但是，就目前国家战略的考量，海绵城市建设大多集中在一个重要的议题，那就是水质和水污染的生态治理技术和设计，这也是本书的重点。

但是，我们必须强调，我们所打造的海绵城市，在不同尺度下的含义是不同的。海绵城市在小尺度的小社区和小区域的建设，是目前所提倡的海绵城市建设的理念、技术和设计，这也是美国所提倡的低影响开发的理念、技术和设计。但是，在中国，我们所面临的许多城市内涝、防洪防旱、水资源安全及水生态安全的问题，仅在小区和城区范围的海绵城市建设是很难奏效的。它必须在流域的尺度上及在水系整体打造上的海绵城市建设下，才能得以解决。因此，我们更强调和重视大尺度的和流域的海绵城市的建设和设计。尺度的概念在海绵城市设计中是非常重要的。

这本书里，我们着重介绍了水生态治理技术的六大要素和设计理念：水动力（沉淀、流速和流量）、植被（本地种、结构、功能和空间格局）、微生物（种类和数量）、土壤（岛屿、生态驳岸和水岸线）、暴氧（叠水堰和坑塘）、湿地（空间格局和面积）。这六大要素对水系污染的削减作用和水系自净化系统修复起关键性的作用。我们的设计还对每一个要素在不同的水系、不同水质条件、不同水系流速和流量下对污染削减的量化（COD、NH3和TP）做了空间和时间的削减模拟计算，并利用这一模拟计算的结果指导不同水质要求（比如如何将一级B的尾水河段，通过水生态治理六大要素的设计，实现水系地表水三类水质），提出水系生态治理的设计方案。本书也给读者提供了我们的一些经典设计案例，希望能对海绵城市设计及水生态治理技术有一个整体的概念。

在这里，我们也希望就海绵城市设计的一些容易混淆和模糊的理念和技术，按我们的经验给出较为清晰的解释。比如，传统的低影响开发，一般是对一个小区的雨洪管理和地表径流的设计，而海绵城市设计则多是在一个较大的城市或区域尺度空间的规划和设计。另外，低影响开发涉及的是小的汇水面积，而海绵城市考虑的则是流域。而且，流域的总体设计还包括了产业和城市空间布局、土地利用性质的转变等诸多要素的总体空间规划设计。这无疑是一个创新设计和符合国情的低影响开发的应用。因此，可以说海绵城市建设是中国新型城镇化战略、生态文明战略、生态城市战略和水生态文明战略的基础设施建设。它也必将是水资源管理、流域管理和水生态治理的新的里程碑。海绵城市设计广义上也等同于生态城市设计。

几年来，我们的设计告诉我们，海绵城市不仅是生态的，更是经济的和社会的最优化选择。根据我们的分析，海绵城市建设的区域房地产价值可以增加25%～40%，通过海绵城市设计的环境整治和一级开发成本可以节约10%～20%。这种海绵城市的设计，提高了城市的品质和宜居程度，提高了城市土地的价值。海绵城市设计将提高城市的生态效益、经济效益和社会效益，城市建设和发展也更可持续。这些都进一步凸显了社会对海绵城市建设的强烈渴求。

我们作为海绵城市设计的专业团队，无疑为我们的海绵城市设计和创作感到骄傲，也为能通过这本书与各位读者分享我们的设计理念、技术和案例而感到荣幸。如果我们的辛勤努力能得到您的共鸣、欣赏和支持，那么这对于我们的努力和付出都是莫大的回报和欣慰。

同时，我们对为本书的编辑工作做出艰苦努力及付出极大智慧的柴淼瑞、王海花、李晓文、徐连芳、秦文翠、幸益民、高宏伟、易蓉、陈涵、李珊以及郑齐等表示最诚挚的感谢。

《海绵城市设计：理念、技术、案例》编委会