【五期论坛之五】海绵城市专项规划编制思路与珠海实践
随着城市的发展，城市原生态系统和水文循环遭到了破坏，出现了“逢雨必涝”“雨停即旱”等不正常的现象。针对此类现象，国家提出建设海绵城市，而如何编制好相关专项规划以指导海绵城市设施建设就成为了当务之急。作者北京清控人居环境研究院有限公司水务工程所所长马洪涛，北京清控人居环境研究院有限公司水务工程所主任工程师周丹，北京清控人居环境研究院有限公司水务工程所康彩霞，北京清控人居环境研究院有限公司水务工程所王江磊在《规划师》2016年第5期撰文，文章对目前已经开展的一些海绵城市规划工作进行归纳整理，探讨海绵城市专项规划的编制思路，并结合相关案例展开探索，希望能为同行提供一定的参考。为实现海绵城市建设目标，必须贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，在指导城市新型城镇化建设的过程中，转变原有发展理念，推广与应用海绵城市建设模式，实现经济与资源环境的协调发展，转变传统的排水防涝思路和污染治理思路，让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害。海绵城市专项规划编制的主要原则为“规划引领、尊重自然、因地制宜、统筹建设、全面协调”。(1) 规划引领：与城市规划相结合，与城市总体规划、控制性详细规划及各有关专项( 专业) 规划相协调，坚持“保护优先、生态为本、自然循环、因地制宜、统筹推进”的原则，最大限度地减小城市开发建设对自然和生态环境的影响，在城市规划的框架下指导海绵城市建设理念的落实和海绵城市建设的推进。(2) 尊重自然：包含三个层次的要求，一是原生态保护，对城市山、水、林、田、湖等生态要素进行原位保护；二是生态修复，对已受破坏的河湖岸线等要素进行恢复；三是拟自然开发，优先利用城市自然排水系统，充分发挥绿地、道路、水系对雨水的吸纳、渗滞、蓄排和净化作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，实现雨水的自然积存与渗透，维护城市良好的生态功能。(3) 因地制宜：以城市水文气象、经济社会发展水平为基础，结合城市本地条件，合理制定发展目标，并科学布局符合城市实际情况的项目及设施；根据城市降雨、土壤、地形地貌等因素和经济社会发展条件，综合考虑水资源、水环境、水生态、水安全等方面的现状问题和建设需求，因地制宜地采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施。(4) 统筹建设：将长期规划与分步实施相结合，问题导向与目标导向相结合，根据海绵城市建设要求，对建设项目进行长期系统性安排，结合城市现有条件和基础，根据项目特点和类型，合理安排建设项目时序。(5) 全面协调：基于海绵城市理念，全面协调城市规划设计、基础设施建设运营与海绵城市建设，实现统一规划、统一建设、统一管理与统一协调。首先，通过对城市现状进行调研，收集和整理水文气象、地形地势、社会经济、上位规划及其他相关规划资料。在现状调研和资料梳理与整合的基础上，对中心城区现状要素进行评估和识别，主要对中心城区及周边区域的水生态、水安全、水环境和水资源现状进行分析。其次，在明确和分析区域现状的基础上，提出规划战略目标和分类目标；通过对水生态、水安全、水环境和水资源各项子目标的分解，最终实现海绵城市规划目标。再次，从城市自身及周边的生态环境本底特征出发，在确保生态系统结构与功能完整性的同时，尽力保留城市内部与周边自然相间相融的格局，通过优化城市生态格局，保障城市生态安全，构建海绵城市空间格局。对中心城区的海绵城市建设用地适宜性进行评价，划分重要的生态廊道和生态节点，对现有山塘湖体进行保护，预留重点生态空间，构建山、水、林、田、湖、城一体的生态安全格局。根据城市不同用地条件、环境现状及用地需求分析，对海绵城市功能区进行划分，确定不同功能区的建设重点。针对不同分区，分析空间条件和规划用地布局，从水生态、水安全、水环境和水资源方面构建中心城区的海绵系统；从径流控制、河道生态岸线恢复、防洪防涝体系、污染负荷削减和雨水资源利用等方面，制定不同的海绵管控指标和控制策略。对海绵城市建设的适宜性进行识别，对近期重点建设区域的工程进行重点分析，确定海绵城市建设的重点工程方向和适宜的海绵城市建设设施。同时，从海绵型建筑与小区、海绵型道路与广场、海绵型公园与绿地以及相关基础设施方面确定近期海绵城市建设方案，为海绵城市建设与实施提供指导。最后，提出指标落地和项目实施完成后的保障措施，包括组织保障、制度保障、资金保障和能力建设等部分。建立海绵城市领导工作小组，以保障海绵城市建设的顺利实施；落实海绵城市规划管控制度、投融资制度等，实现海绵城市建设项目的全过程管理；在资金保障方面，发挥政府资金的杠杆作用，同时鼓励社会资本投入，以保障海绵城市建设；通过实施人才保障、科技保障，完善应急管理制度，进行相关平台建设( 图1)。规划区域位于珠海市西部中心城区中东部，东至友谊河、坭湾门水道，南至中心河，西至机场北路，北至幸福河，总面积为31.9km2。区域地势南北高、中间低，地貌主要由低山、丘陵、河口平原及滩涂组成；水系发达，层次丰富，拥有众多河涌、溪流，湖面、水塘共存。区外，东面有友谊河与泥湾门水道自北向南穿过，北面和西面有黄杨河、鸡啼门水道自北向南流过；区内，南北各有中心河和幸福河两条河涌东西向连通泥湾门水道与鸡啼门水道。区域属南亚热带海洋性气候，为多雨地区，降水丰沛，每年4～9 月为雨季，10 月至次年3 月为旱季，盛行东北风。区域周边水道属“洪潮区”，即汛期洪潮在这里相互作用，鸡啼门水道和磨刀门水道的潮水一般会在横坑水道附近及黄金水文站附近的河段汇潮。区域的河口属弱潮型河口，潮差较小，一般在1m 左右，最大潮差可达3m，潮差的年际变化不大。规划区域内，暴雨( 日降雨量为50.0～99.9 mm) 多与台风相伴，易导致部分地区山洪暴发、山塘水库崩缺等，引发洪涝灾害，特别是在濒海河口地区，当潮水上涨时，雨水被潮水顶托，无法排出，极易发生内涝。规划区域现状除部分新建居住小区采用雨污水分流制外，其余地区均采用合流制，部分生活污水未经处理直接排入自然水体，导致黄杨河、鸡啼门水道的高锰酸盐、氨氮等含量超标。在编制规划前需要对现状问题进行梳理，主要从水安全、水环境、水生态和水资源等方面展开分析，具体如下：①水安全。规划区域暴雨多发，降雨集中，每年汛期降雨强度大、历时短。受高潮水位顶托，排水受阻，积涝成灾；部分水闸、泵站和管线标准偏低，部分设施年久失修；水道围垦、淤积现象严重，降低了原有行洪、蓄水功能。此外，规划区域地势较低，受到外部水位顶托，排水困难。②水环境。规划区域现状部分河道受到污染威胁，基本为纳污河道。企业废水、城镇和农村生活污水未经处理直接排放，使河道水质受到污染，部分河涌水质黑臭，营养物质累积。随着城市开发强度的增加，不透水地面逐渐增多，由雨水径流汇集的污染物最终进入受纳水体。经过模型核算，规划区域的河道环境容量仅为入河污染物的10％，河道水质日趋恶化。③ 水生态。规划区域的河道多为天然形成的，但由于村镇建设、围垦及淤积等原因，河道断面逐渐变窄，生态脆弱；部分水系流向曲折，缺乏整体联通性，洪水排泄能力受到限制。此外，仅重视河道的防洪能力，生态价值和景观价值未能有效体现。④水资源。规划区域对非传统水资源利用不够重视，缺乏雨水集蓄利用设施，绿化浇灌、道路清洗等用水仍为自来水，造成水资源的浪费。经过分析发现，规划区域的水安全即城市内涝问题较为突出，已经严重影响到当地居民的生产生活。同时，水环境、水生态问题也比较突出，不但对居民日常生活带来了影响，而且与该地区宜居城市的发展方向不一致。因此，水安全、水环境和水生态问题是规划区域海绵城市建设需要解决的首要问题( 图2)。为了有效指导工程建设，需要首先确定建设目标。规划参考住房和城乡建设部发布的《海绵城市建设绩效评价与考核办法( 试行)》，结合区域的实际情况，分别从水安全、水环境、水生态和水资源等方面确定了总体建设目标，并明确了完成该类目标的具体工程措施类别( 表1)。(1) 径流控制工程。对于雨水径流控制工程，首先需要确定年径流总量控制率；其次分析现状地块达标情况，划定排水分区，布设相关设施，调整未开发地块的规划指标；最后判断排水分区是否整体达标，再确定调蓄工程。具体技术路线如图3 所示。通过对现状地块的分析和新建地块的指标调整，可以明确全部地块的达标情况。经过海绵设施改造和指标调整发现，约有75％的地块满足径流控制要求( 图4)。对于剩余不达标的地块，需要采用集中调蓄的方式，使排水分区整体达标，具体各分区调蓄要求如表2 所示。径流控制工程共包括建筑与小区改造项目、待建项目和新建项目，绿地改造项目、新建项目，道路改造项目、待建项目和新建项目。建筑与小区改造居住及公建项目53 个，待建居住及公建项目40 个，新建居住及公建项目的用地面积为1178hm2；绿地改造项目的用地面积为86hm2，新建项目的用地面积为371hm2；道路工程共改造道路3 条，待建道路1 条，新建道路25 条( 图5)。(2) 滨水生态建设。滨水生态建设的主要内容是构建以河流水系为基底、公园绿地为节点的水生态系统，主要工程包括水系联通工程、河湖水系改造工程、中心公园工程和绿道体系工程。其中，水系联通工程主要是将目前没有联通的河湖水系进行联通；河湖水系改造工程主要是进行生态驳岸改造( 改造河流7 条，总长度为26.3km)；中心公园工程主要是在重要的生态点位建设4 个湿地公园，分别为1# 主排河沿河公园、中心湖公园、幸福河湿地公园和北湖公园，通过打造核心生态节点，与生态廊道相结合，构建安全的生态系统格局；绿道体系工程将建设长约56 km 的绿道，形成具有区域特色的海绵城市绿道系统。水环境工程首先需要明确环境容量，确定污染物来源，其次从点源和非点源两个方面分别提出对策( 图6)。点源控制措施主要是建设传统污水系统，通过完善雨污管道建设，对点源污染物进行控制。在新建区域实行完全雨污分流；对于已建设合流制的区域，短期改造为截流式合流制，逐步实现完全雨污分流。此外，改造和新建污水处理厂，建设再生水厂。非点源控制措施包括两方面的内容：一方面，合理配置生物滞留设施，对径流污染进行源头削减，可以有效削减35％～45％的径流污染( 削减809.4 吨/ 年的COD，31.4 吨/ 年的NH3-N，916.3吨/ 年的SS，4.5 吨/ 年的TP)；另一方面，设置人工湿地系统，对超出环境容量的剩余污染负荷进行处理( 共处理1324.2 吨/ 年的COD，52.6 吨/ 年的NH3-N，1454.54 吨/ 年的SS，7.5 吨/年的TP)。水安全工程主要解决城市内涝问题，此部分内容与城市排水防涝规划比较接近，故本文不再赘述。但是，在规划编制中需要注重五个方面的问题：①规划的核心是防治内涝，因此在规划编制过程中要重视内涝评估，一切分析和设施安排都要围绕防治内涝进行。②要对现状问题特别是内涝的成因进行透彻分析，为内涝防治方案的制定奠定基础。③要理顺源头控制系统、管道系统与受纳水体之间的衔接关系，保障排水通畅；理顺内涝防治系统和城市防洪系统之间的衔接关系，避免出现外排水量超标或者外河倒灌等问题。④设施的安排要重视内在逻辑，所有内涝防治设施的安排均应从降低内涝积水点风险的角度出发，并且需要论证设施实施后的效果。⑤要进行超标内涝风险分析，为编制相关应急预案提供技术基础。水资源工程体系的构建主要分为雨水资源利用目标的确定、水量平衡计算、雨水可利用量分析及可达性分析四个步骤( 图7)。首先，根据本地水资源现状资料、现状用水数据及供水规划，初步明确雨水利用方式和雨水资源利用目标。其次，基于下垫面数据、降雨和蒸发的相关资料，对区域进行全年水量平衡计算。最后，针对雨水利用对象，进行雨水可利用量分析，基于低影响开发雨水调蓄工程进行可达性分析，校核是否满足雨水利用目标。若出现雨水资源利用量过大的情况，应优化调整雨水资源利用目标和雨水调蓄工程，直到校核完成，得到雨水调蓄容积，构建水资源与水生态多目标体系。通过在绿地、道路、建筑与小区布置不同类型的雨水资源利用和调蓄设施，并对景观水体进行改造，发挥调蓄功能，最终实现129.1 万立方米的调蓄容积。在对各方面和目标进行综合分析后，需要确定每个地块和项目的具体建设标准。以某改造项目为例，规划区域面积为31hm2 ，从生态角度出发，为降低热岛效应，绿色屋顶率应达到10％以上；从雨水径流控制角度出发，为解决小区内部雨水汇流的问题，对29mm 以上的降雨进行控制，透水铺装率应达到30％，下沉式绿地率应达到38％，雨水滞留设施率应达到5％；从雨水资源利用角度出发，为集蓄利用雨水，雨水调蓄利用率应达到10％；从排水防涝角度出发，透水铺装率应达到30％，下沉式绿地率应达到50％，雨水调蓄容积应达到200m3 以上。经多目标融合测算后，该改造项目应建设10131m2 的透水铺装，8915m2 的下沉式绿地，2894m2 的绿色屋顶，573m2 的雨水花园，雨水调蓄容积为240m3。以某公园项目为例，规划区域面积为163 hm2，从雨水径流控制角度出发，透水铺装率应达到70％，下沉式绿地率应达到50％，雨水滞留设施率应达到10％；从雨水资源利用角度出发，雨水调蓄容积应达到90 万立方米；从污染负荷控制角度出发，需消纳440 吨/ 年的COD 负荷。经多目标融合测算后，该改造项目应建设12hm2 的透水铺装，42hm2 的下沉式绿地，8hm2 的雨水花园，60hm2 的调蓄水体，18hm2 的人工湿地。为了保障海绵城市规划后期的顺利实施，需要完善以下保障措施。(1) 制定严格的规划管控措施。在城市建设流程中的各个阶段纳入海绵城市管控的具体内容，在两证一书、开工证和竣工验收备案等文件中加以落实。(2) 明确完善的投融资制度。首先，建立完善的投融资机制，制定合理的价费政策，进一步完善城市污水处理等公用事业服务价格的形成、调整和补偿机制，保证社会资本的正常运营和合理收益；其次，完善特许经营与财政补贴相关制度，选择有能力提供安全、优质服务的企业，授予其在限定区域内进行项目建设、运营与维护；最后，建立海绵城市建设项目专项补贴和运营期可行性缺口补贴制度，提高财政资金的使用效率。(3) 建立监测考核制度。建立“看得见、看得清、看得全”的考核制度：①“看得见”，即一方面要建设具有示范带动意义的亮点项目，作为经验推广和理念传播的载体，供其他城市学习，以及供市民了解海绵城市的建设理念；另一方面要切实解决城市水安全、水环境中存在的问题，通过海绵城市建设减缓内涝、改善城市水环境。②“看得清”，即通过对降雨、径流的监测，在主要入河排放口、雨水干线重要节点和主要建设项目排出口等重要位置进行监测，通过实际监测数据来反映海绵城市建设目标达成的情况，使考核目标能够直观可视。③“看得全”，即一方面通过对各类监测、建设数据的整合，构建海绵城市一体化管控平台，既可以对局部设施或项目进行考核，又可以针对全部示范区进行综合情况汇总分析，并完成相关情况的上报工作，便于进行实时动态的监督考核；另一方面要将考核贯穿于海绵城市建设的全过程中，在规划设计、建设及运营等不同阶段进行全方位的动态考核，通过全过程控制，保障海绵城市建设理念的落实与推广。本书由A24 景观设计公司的创始人兼执行董事 斯特凡·罗贝尔（德）编写，囊括了众多关于“海绵公园”设计的优秀案例，在案例设计中巧妙地应用了景观植被对地表雨水进行渗透、调蓄以及过滤等，从而充分体现出公园内的绿地在城市雨洪管理系统中的重要作用。
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