海绵城市”应该能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，重点解决城市涝灾与城市水环境恶化等问题，实现地表水资源、污水资源、生态用水、自然降水、地下水等统筹管理、保护与利用，充分考虑水资源、水环境、水生态、水安全、水文化，缓解热岛效应，确保社会水循环能够与自然水循环相互贯通。“海绵城市建设”的实质属于城市水资源与水环境综合整治的范畴。由于前期理念不先进，很多城市建设与规划没有一步到位，如先期开展的生态城市建设、城市内河治理、街区改造、道路建设等。
创建中国特色的海绵城市，吸收国外先进经验 ──结合发达国家近60年的经验积累、我国当前重大需求。
科学规划为引领
海绵城市总体规划—城市水系统综合规划与整治
海绵城市建设（黑臭水体治理）至少以流域、汇水区域为单元综合考虑
统筹发挥自然生态功能和人工强化功能，实施源头减排、过程控制、系统治理。示范工程中避免以下问题：
规划与建设碎片化——未按流域、区域为单元综合考虑。特别是LID工程中，严重缺乏城市水系统统筹规划，只追求碎片化的工程施工
工程设计队伍严重匮乏——海面城市建设理念及内涵不清，技术不足
设计教条化——不理解因地制宜，一城一策、一地一策
海绵城市总体规划—因地制宜
总体规划应针对城市自然地理地貌、气象条件及存在的城市发展瓶颈问题，因地制宜地制定海绵城市建设目标，解决城市重大需求
充分考虑老城区和新建城区海绵城市建设对策
应明确“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”
工程技术为关键
海绵城市建设关键单元：
暴雨径流管理― 美国分类与设计标准：
小排水系统(minor drainage system)
管网和道路排水
重现期：管道设计标准为2-10年；城市道路设计标准2-50年分为
大排水系统 (major drainage system)
洪水隧道、大型排水管渠 、滞水池、蓄水池
重现期：100年
暴雨径流管理― 源头减排：渗、滞、蓄：
暴雨径流管理― 合流制排水系统：
雨污合流制排水系统对应的污水处理厂措施
暴雨期间雨污通过超越管进入雨水溢流沉淀池，针对初雨污染采取一级处理措施
欧洲合流制污水处理厂对当量降雨强度的截流倍数可达3-7倍，仅可解决初雨污染
暴雨径流管理― 源头减排：净
“质”的控制
初雨污染控制：大多数城市需考虑初雨污染对黑臭水题影响，初雨滞留、过滤、净化，减少有机和无机污染
发挥功能净化，源头解决初雨污染──质
暴雨径流管理― 需考虑的问题：
海绵城市建设是一项长期任务
新城区建设：
关键是制定建设与开发标准与规范，严把审批关
执行雨污分流排水系统
建议业主将LID建设与运营纳入投资和运行成本，政府加强监督
老城区建设：
结合城市道路、园林等设施维护和升级，逐步按LID理念进行改造
重点解决逢雨必涝点或区域，采取强排措施和系统
构建大排水系统
暴雨径流管理― 大排水系统 (major drainage system)
我国大多依赖小排水系统，只能解决低重现期（小暴雨）的雨水排放
绝大多数城市排水管网为雨污合流制，雨水排入污水管渠、河道（黑臭水体）
个别城市局部区域可能设置分流制雨水管渠，但最终并入城市合流制管网系统
真正实现大暴雨排涝，必须设置专门的雨水分流制管道大排水系统
武汉大东湖深隧工程案例：
充分考虑到雨水深隧和污水深隧功能及定位不同，该工程将先启动污水单根管建设，预留雨水接口
“四厂合一”，未来可为300万人口服务。新建的北湖污水处理厂，未来能达到150万吨/日规模，近期实现80万吨/日，标准排放一级A
项目总投资30多亿元
广州深邃工程（首个项目）：
包括“一主七副”86.4公里，调蓄容积165.2万立方米，排水标准由现在的0.5年-1年一遇提高到5年-10年一遇
对初期雨水进行处理，消减70%的污染，缓解广州市城区内涝问题
成都深邃工程：
规划的直径达10多米，长度达180公里，在地下30米
苏州河深隧工程：
工程服务范围：25个排水系统共57.92km2
建设目标：
苏州河沿线排水系统设计标准达到5年一遇（1h）
应对100年一遇降雨（1h，不发生区域性城市运行瘫痪，路中积水深度不超过15cm）
大排水系统初雨控制十分必要，设置原则
初雨应暂存，雨后进入污水处理厂或自然处理系统
初雨后较清洁的雨水直接进入水体
考虑到初雨径流汇水时间和面积，建议初雨调蓄池采取分布式设置
暴雨径流管理― 排水系统分布式截污与调蓄技术：
中雨大雨时截污技术
前30分钟之内截流井内的液位不会超过警戒水位，液动下开式堰门始终处于全关状态，最大流量控制闸门始终处于全开状态，初雨截流至污水处理厂或调蓄池
30分钟后最大流量控制闸关闭，液动下开式堰门开启，后期雨水溢流入自然水体
城市黑臭水体整治：
重要性是环境生态改善和暴雨蓄存
问题：
许多城市水体是污水沟，水体黑臭
个别城市污水全部截流后无生态补水，无水动力
自然生态净化功能缺失
通过环保部对广东、浙江、江苏、河南等地统计的城市黑臭水体比例综合分析，全国地级及以上城市建成区黑臭水体数量约5100个，约占39.4％
城市黑臭水体整治— 系统治理方案：
城市黑臭水体整治— 自然生态系统：
城市黑臭水体整治— 蜂巢约束系统技术：
坚固的、生态型坡面保护
最大限度保留岸堤生态属性
可有效抗击河水、雨水冲刷
巢堤结构：初期雨水滞留、净化
提供可透水、高负载的支撑结构
城市载重道路透水基础
广场、人行道轻负载透水基础
绿色生态停车场
无硬化路面透水道路
构成立体生物电化学修复系统
底泥原位修复
污水资源化利用
长期无能耗运行
城市黑臭水体整治— 自然生态系统：
河道改造成功经验：清溪川之前是个“三面光”臭水沟，2003年7月1日首尔市长李明博根据河道穿过市区的特点、河道的地理和水力特性、改善生态环境的要求，创建了人与自然和谐的休闲亲水环境。
利用人工湿地、生态塘（氧化塘）等强化自然净化功能，持续经济有效地解决点源、面源污染，确保城市水生态安全，充分利用河道原有生态系统，构建净化与景观并存系统、形成自然充氧系统，北方寒冷地区冬储塘（夏季生态塘），重点湖库防护措施，建议建立针对农村面源污染的生态净化防护带。
城市黑臭水体整治— 硅砂蜂巢技术：
城市黑臭水体整治— 系统治理：
功能：构建具有污染物净化功能的生态系统，承担部分N、P去除，科学制定以受纳水体反推污水处理厂排放标准，避免污水厂过度处理，实现节能降耗，开发与利用能发挥净化功能的本土水生植物，创建城市景观，提高人居环境质量，实现城市排洪排涝功能。
建议：城市黑臭水体治理同时，必须实现净化功能，同时考虑受纳水体国控断面标准反推污水处理厂排放标准和氮、磷控制，避免污水厂过度处理，实现节能降耗！
污水处理厂— 国内外排放标准差异分析：
污水处理厂— 过度处理的“环境代价”：
无限度提高污水处理厂排放标准的代价
环境风险转嫁——大气污染、气候变化
节能减排——难以实现
环境容量有限，即使污水全部“达标排放”，环境也无法承载
污水处理厂— 转变系统管理理念：
低耗、资源化和能源化污水处理厂（概念污水厂），污水处理厂排放标准应适应“多目标与功能需求”(Fit for Purpose)
直接排放水：进入流域污控断面，满足流域地表水标准要求
生态补水：经水体与湿地等生态系统，考虑生态处理能力反推污水厂排放标准
回用水：满足用户对水质标准要求
营养物归田水：满足农田灌溉、喷洒绿地等需求
常见问题：
规模：满足污水回用与生态补水需求，建议采取分布式建设
选址：污水处理厂应布置在城市水体中、上游，即可用于城市水体生态补水，又可利用自然生态净化功能处理N、P
对于有条件地区和经济落后地区，建议发展稳定塘、生态塘、生态湿地等“先进的”自然生态处理技术
智慧水务为目标
智慧城市概念：智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应──百度百科
智慧城市建设领跑者（《中国智慧城市发展水平评估报告》）
北京、上海、广州、深圳、天津、武汉、宁波、南京、佛山、扬州、浦东新区、宁波杭州湾新区
主要工作是基础设施建设（信息和通信技术手段提升、三网融合等），以及在智能交通、远程医疗、智能家庭、电子商务等方面应用
创建智慧水务─ 互联网+城市水系统：
城市水数值模拟与仿真
基于水资源与安全（水量和水压），针对饮用水源、自来水厂、污水处理厂、河道断面、湿地、地下水以及分流制雨水管道初雨等，建立水资源自然循环和社会循环的系统仿真与优化
基于水环境与生态（水质），研究污水能源流与物质流规律、污染物迁移转化规律等净化系统仿真与时空优化
结合互联网+城市水系统功能，指导运营控制与故障诊断，实现监控点诊断、控制、应急决策，并发挥物联网作用保障公众知情权和监督权
基于城市水循环系统4.0的智慧水务系统：
海绵城市智慧水务系统的服务对象
实现不同实体服务对象的功能需求──政府、企业、老百姓三满意
政府：全周期参与角色，各阶段需求不同
社资与居民：提供这两个主体的客观需求
本文根据哈尔滨工业大学副校长、中国工程院院士任南琪在“2017中国城市水环境（池州）论坛”上题为《海绵城市总体思路及技术措施》的演讲整理而成，未经本人审阅。