随着我国城市化建设进程的推进，无论是城市的数量、城市的规模还是城市的现代化程度等都有了极大的变化。然而，城市的发展与建设是一项受诸多因素影响的系统性问题，既受制于地形地质、地理气候等客观因素，也受制于城市规划理念、城市建设标准要求等社会人文因素等。
城市在不断向现代化迈进的同时，也出现了越来越多的前所未有的问题与挑战。
城市内涝灾害的形成与大气降水量和降水强度以及城市本身的纳水能力息息相关。
大气降水到地面后，会有3种情况：一部分蒸发变成水蒸气返回大气(大约占降雨量的40%)，一部分下渗到土壤补充地下水（在自然植被区，大约占降雨量的50%)，其余的降雨随着地形、地势形成地表径流(在自然植被区，大约占降雨量的10%)，注入河流，汇入海洋。
而随着城市建设速度的加快，一方面城市热岛效应增强了的大气降水的规模与强度，另一方面原本具有纳水作用的自然功能单元，如鱼塘、水库、湖泊、溪流、江河、绿地、沟壑、原野等，被大幅度压缩或由水泥地面取而代之，造成大气降水在城市地表形成的径流大幅度提升，如果没有相应规模的排水工程，城市内涝灾害就难以避免。
在此背景下，海绵城市概念被引进到现代城市规划与建设中，将在城市内涝防治方面产生积极作用。
所谓海绵城市是指城市在储水排水等方面具有类似海绵的功能，可以根据需要发挥吸水、蓄水和释水的作用，在适应环境变化、应对自然灾害的同时，具有良好的“弹性”。
城市海绵化是应对大规模城镇化进程中，城市地表硬质化，地表纳水能力下降，地表径流加大（可能由原来的10%增加到60%)的有效措施，实现低影响开发(lowimpactdevelopment，LID)的目标。
海绵城市有利于构建一个具有良好雨水收集利用能力的城市，实现降雨时就地或者就近吸收、储蓄、渗透、净化雨水，补充地下水，调节水循坏。
然而，如何评价地表具有的纳水、储水和释水能力，尚无明确的定义，更缺少现场实测数据。因此，通过对不同结构地表渗水能力的进行测试与分析，能为海绵城市建设中打造具有纳水、储水和释水功能的地表并对其进行优化，进而避免或减轻现代都市内涝发生的频次和灾害程度，提供有价值的参考依据。
（1）保持了原生态面貌的天然地面（含草地、山地、土体、江、河、湖、泊等)。
（2）各类改造过的城市公园草地、绿化景观、复垦植被等。
（3）用于各种用途而建造的坚硬、密实、不透水城市露天地面。如水泥混凝土路面、沥青混凝土路面和普通地砖路面等基本属于这一类。
（4）有一定透水能力的城市硬化地面等。如具有孔洞的透水砖铺装的路面，其透水能力与孔洞所占比例直接相关；或者需要依赖各种新研发的本身具有透水能力的地面材料来实现，如透水水泥混凝土路面和透水沥青混凝土路面为代表的可透水性新型的环保型下垫面。
地面类型的不同，会导致其生态功能性、施工难易性、经济合理性等方面产生差异，简单归纳如下：
（1）水泥混凝土路面。水泥混凝土路面又称刚性路面，稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下，路面可照常通行，温度稳定性高，无车辙现象。水泥混凝土是无机胶凝材料，既耐老化，又无污染。但是透水性非常差，容易造成路面积水，影响车辆以及行人通行。
（2）沥青混凝土路面。沥青路面又称柔性路面，由于车轮与路面提供了2级减振效果，行车舒适性好、噪音小。柔性路面对路基、地基变形或不均勻沉降的适应性强。沥青路面修复速度快，碾压后即可通车，方便养护。但是，这类将混合料压实后形成的路面存在较大空隙率，导致耐水性差，容易产生水损坏，往往一个雨季就可能造成路面大量破损，路面养护维修工程量较大。
（3）透水砖铺装。各种花样的透水砖铺装是目前较常用的人行道与公园空地环保性铺装方式，完工的地面具有多孔结构，透气透水性好，降水能够迅速透过地表，其透水率达6.61mm/s，因此具有消减峰值流量，净化雨水，适时补充地下水资源的优点，能发挥土壤调节城市的温度和湿度的优势，减轻“热岛效应”，维护城市地表生态平衡。此外，在景观地面建设中采用透水砖比采用烧结砖可以获得更好的综合效果，在生态和经济方面可以说是构造海绵城市的一种非常好的城市露天地表。
（4）透水水泥地面。与透水砖铺装的地面功能相似，透水水泥路面利用其本身材料具有多孔结构的特性，增加了城市地面可透水、透气面积，可加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，改善地面植物和土壤微生物的生长条件和调整生态平衡。透水性水泥材料的孔隙可以在下雨时起到吸水的作用，能够减轻降雨季节道路排水系统的负担，明显降低暴雨对城市水体的污染，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，发挥透水性路基的“蓄水池”功能。再者，可以根据环境及功能需要设计图案，颜色，充分与周围环境相结合，增加美观性。但是从经济性来看，透水水泥材料和施工费用都较普通水泥更高，限制其推广使用。同时，由于透水性水泥材料含有较多的连通孔隙，其强度及耐磨性、抗冻性较差。
（5）透水沥青地面。与透水性水泥路面类似，透水沥青路面同样具有良好的渗透性，天然降水可以透过透水沥青路面层和透水基层抵达土路基，雨水可通过土壤回归到地下水系统从而补充城市地下水资源。同时，具有透水功能的生态沥青路面还能减少城市地表径流和城市污水排放，减轻暴雨过后污水处理厂的压力。然而大的空隙率造成集料与集料之间的接触面积减少，势必引起材料强度的降低，不适合对强度要求较高的路面。在经济方面，透水沥青价格较普通沥青价格高，限制了它的使用。
（6）蓄水陶土绿地。与普通的城市绿地不同，在铺有蓄水陶土的绿地，可在植物表层下方蓄水层中蓄积大量雨水，能够减轻降雨季节道路排水管网系统的负担，明显降低暴雨对城市水体的污染程度，同时还能为表层绿植提供充足的生长水分，发挥地下“隐形蓄水池”的功效。它也是唯一一个具备蓄水能力的生态蓄水材料。蓄水陶土能够以最贴近自然的方式，还原城市水循环，为城市带来第三类水资源。由于蓄水陶土不适合在强度要求很高的路面铺覆，因此限制了蓄水陶土的应用范围，主要应用于城市绿道、农田、绿化带等方面。
我们建设海绵城市并不是重建一座城市，而是为了保护、恢复和修复城市原有的生态系统。
通过以上从生态角度和物理特性等方面的分析，将原始地面和人工地表有机结合才是海绵城市露天地表设计的主流趋势。
在规划设计中，还需要设计者将海绵城市构造理念与城市园林规划结合起来，因地制宜，合理组织，在城市建设中既充分考虑现代城市在景观和艺术审美上的需求，也要确保城市在防汛抗旱方面的能力，并且要跟进完善海绵城市的污水处理系统，以保障民生生活质量。
