随着城市化的飞速发展，城市表层用地属性构成被改变（农用地减少，建设用地增加），硬覆盖率快速提升，由此导致城市暴雨径流量的增加和道路暴雨径流污染问题的突出。

柏油路、水泥路等不透水表面，是目前城市最主要的不透水下垫面之一，占建设用地的比例超过了30%。与此同时，传统管道排水方式导致了道路排涝压力大、路面污染严重等问题，使得城市雨污水处理难度加剧。

海绵城市，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”。而从生态系统服务出发，通过跨尺度构建水生态基础设施，并结合多类具体技术建设水生态基础设施，是海绵城市的核心。

根据中国推出的“海绵城市计划”，中国的城市已逐渐成为试验基于自然环境的解决方案以提高城市抗洪能力的领军者。

01

什么是海绵城市

顾名思义，海绵城市是指城市能够像海绵一样，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，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。

简单来说，海绵城市就是在城市建设过程中，尽量模拟原有的自然生态水循环模式，削峰补枯，从传统“人定胜天”开发模式转向新型的“天人合一”的生态文明开发模式。

“海绵城市”理念的兴起，被众多专家学者视作是新形势下拉动投资增长和消费需求的经济新增长点。但是，海绵城市相当于建一个生态绿地系统，其建设所涉工程技术复杂，涉及雨水花园、线性排水明沟、下沉式绿地、透水混凝土、植被缓冲带、人行透水砖等多样化方式。

海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。

在2022年，我国大多数城市土地开发强度会持续增加，仅在场地采用分散式源头削减措施，难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维持基本不变，所以还必须借助于中途、末端等综合措施，来实现开发后水文特征接近于开发前的目标。

“海绵城市”核心在“海绵孔”和“海绵孔”之间通道，还原到城市建设中就是城市中的各个调蓄水设施和给排水系统。海绵城市核心调蓄水方式包括入渗、蒸发、滞留、蓄集等，采用的基本设施有生物滞留带、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、储水池等。

海绵城市的建设途径主要有以下几方面：

一是对城市原有生态系统的保护。

最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区，留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地，维持城市开发前的自然水文特征，这是海绵城市建设的基本要求；

二是生态恢复和修复。

对传统粗放式城市建设模式下，已经受到破坏的水体和其他自然环境，运用生态的手段进行恢复和修复，并维持一定比例的生态空间；

三是低影响开发。

按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念，合理控制开发强度，在城市中保留足够的生态用地，控制城市不透水面积比例，最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏，同时，根据需求适当开挖河湖沟渠、增加水域面积，促进雨水的积存、渗透和净化。

02

BIM技术在海绵城市中的应用

海绵城市与BIM（建筑信息模型）建模的联系在于海绵城市建设，它是新型城镇化建设的重要内容。而包括地下管道等城市功能的建设应用BIM能够达到更精确的布置。

作为建设工程项目，处在移动互联网和前沿科技迅速发展的时代，2022年灵活运用现代化优势更好更快地完成工程建设和项目管理，是当下海绵城市建设的关键。而基于移动互联网的BIM技术正是工程施工时的一大选择。

海绵城市BIM三维模型的创建

BIM技术的核心在于三维可视化模型，该三维模型不仅作为工程项目的最直观表现形式，同时作为工程项目的信息载体，存储海绵城市建设的过程中各个阶段的相关信息，并对其进行直观表达。此外，海绵城市BIM应可进行扩展，即将不同阶段的信息与当前阶段的信息集成整合，形成新的模型，再向下传递，保证工程项目各个阶段信息的留存与利用。海绵城市BIM的创建方法对于从源头–过程-末端全过程三维立体(地下＋地上）可视化管理海绵设施的建设与运维至关重要。

海绵城市全生命期工程数据库的创建

BIM三维模型对工程项目信息的存储需要借助于数据库，同时模型本身的数据也需要存储于数据库中。海绵城市全生命期的工程信息跨越了规划、设计、施工、运营多个阶段，类别众多，数量庞大，因此，需要设计、创建面向海绵城市建设全生命周期的大型关系型数据库，集成所需信息并实现数据的组织、分类及关联。海绵城市相关信息包括海绵城市规划数据、GIS数据、地形DEM数据、卫星地图数据、水文涝情数据、海绵设施基础信息、海绵设施建设运维信息，分别通过图纸、文字和数字等静态信息以及物联网传感系统动态信息获取。

海绵城市规划建设运维管控BIM平台的构建

信息管理的目的，在于对所存储的信息加以利用并开展相关的工作。针对不同分工与需求，各参与方应可通过海绵城市BIM平台的相应功能模块进行操作与管控。这要求根据海绵城市规划建设运维管理的特点与需求，对海绵城市BIM平台进行应用功能设计与研发实现。海绵城市BIM平台应实现对海绵城市三维可视化集成模型进行分析、处理、发布与管理，以获取海绵设施建设与运维的成效信息，进行城市水文涝情三维动态精确模拟，并对海绵设施工作状态、海绵指标进行监控与跟踪。

海绵城市BIM三维可视化模型的创建方法

（1）对海绵城市规划建设运维信息进行分类与储存。从建模角度出发，海绵城市规划建设运维信息分为模型基础数据、模型拓展数据和水文地形数据等3大类:①模型基础数据为描述海绵设施模型构件的自身特征和属性的数据，对应海绵设施基础信息模块，包括几何数据、物理数据、功能数据。②模型扩展数据为海绵设施建设运维过程中所产生的与模型关联的信息或资料，对应海绵设施建设运维信息模块，包括成本数据、技术数据、病害数据、养护数据。③水文地形数据对应海绵城市规划数据模块、GIS数据模块、地形DEM数据模块、卫星地图模块和水文涝情信息模块，包括气象数据、水文数据、地理数据、地形数据、规划数据。

（2）提取海绵城市信息，应用BIM软件创建并归类海绵设施三维可视化单体模型。海绵城市三维可视化模型包括基本单元的海绵设施模型构件、完整的BIM单体模型和区域地形模型3类，模型创建相应分为以下3个步骤。步骤1∶应用等BIM软件，依据模型基础数据创建海绵设施三维可视化模型的各类组成构件，归类并存储在海绵城市BIM模型构件单元中。这些BIM模型构件用于组合构建BIM单体模型。步骤2∶应用等BIM软件，依据模型基础数据和拓展数据，提取BIM模型构件单元中的BIM模型构件进行组合，并集成模型扩展数据而获得完整的海绵设施BIM单体模型。不同BIM软件创建的BIM单体模型应进行格式统一后，归类存储在海绵城市BIM模型成品单元。步骤3:应用等BIM软件，依据水文地形数据创建并完善区域地形三维模型。

（3）对海绵设施BlM单体模型与区域地形三维模型进行集成，得到海绵城市三维可视化集成模型，并进行模型轻量化处理。将海绵城市BIM模型成品单元中的各海绵设施BIM单体模型全部集成入区域地形三维模型中，形成海绵城市三维可视化模型成果。成果进行模型轻量化处理，在集成模型中显示各项海绵设施单体模型的简要BIM模型，链接查阅精细化的海绵设施BIM单体模型成品。

结语

随着政府政策持续鼓励与扶持、BIM软件的不断优化、技术不断更新与完善、BIM人才的不断壮大和发展以及项目全寿命周期管理理念的不断强化，BIM技术在海绵城市建设与运行管理中的运用是大势所趋。在海绵城市经过试点考验并大力推广的背景下，BIM技术能够帮助海绵城市建设更加快速、高效地实施和发展。