【案例】深圳市海绵城市专项规划

编者按

《深圳市海绵城市专项规划》由深圳市城市规划设计研究院有限公司编制，如引用成果请注明。该项目参与人员：任心欣、俞露、彭剑、周丹瑶、胡爱兵、黄俊杰、汤伟真、邬惠婷、郭秋萍、丁淑芳、张亮、陈世杰等，任心欣负责统稿。

1.调研与基础分析

（1）调研资料的收集

深圳市海绵城市专项规划所收集的资料清单如下：

（2）本底评估

深圳市海绵城市专项规划从城市建设区的地块、排水分区、排水流域三个尺度，采用EPA-SWMM对深圳市海绵城市建设的基础和现状进行了评估。

 

1）地块评估

 

该地块为工业和商业服务用地，开发建设前主要为裸土地及杂草地，生态本底较好。开发后下垫面种类发生了变化，主要为屋面，铺装及绿地，绿地率约为30%。

 

输入深圳市全年降雨数据，模拟评估得到开发建设前后的年径流总量控制率如表2所示。地块开发建设后，由于下垫面类型发生改变、不透水面积增大，使得年径流量较开发建设前大幅度增加，年径流总量控制率降至36.4%。

 

表2 地块开发前后自然水文变化表

2）排水分区评估

 

该排水分区开发建设前下垫面种类主要为村庄屋面、杂草地、菜地、裸土。开发后主要的下垫面类型为变为屋面，道路、铺装及绿地，不透水下垫面大量增加。开发建设前后模型构建如下图所示。

图1 某排水分区开发前后模型构建

通过模型模拟结果可知，由于区域开发建设前生态本底良好，全年的降雨量中，大部分雨水通过入渗补给地下水以及被植物截留、蒸发，年径流总量控制率达到74%。开发建设后，由于硬质化下垫面的增加导致水文状况发生变化，年径流量较开发建设前增加了约1.05倍，年径流总量控制率降为48.3%。

 

表3  地块开发前后自然水文变化表

3）深圳市某流域现状本底评估

 

以深圳市茅洲河流域鹅颈水支流流域为例，构建流域层面EPA-SWMM模型，评估城市开发建设后流域层面的自然水文状况，如下图所示。

图2  鹅颈水流域SWMM水文模型界面

鹅颈水流域现状用地类型为工业用地，公共绿地，居住用地，主要下垫面类型为屋面、道路、广场、铺装、绿地。结果显示，鹅颈水流域现状年径流总量控制率为43.3%，与城市开发前村庄、耕地、林地等自然水文状态相比，年径流量增加约1.2倍，进而说明了深圳市城市的开发建设改变了本底的自然水文状态。

 

表4  流域现状本底评估表

（3）问题分析

 

深圳地处南海之滨，降雨集中；地貌复杂、雨源型河流数量众多。这使得水问题日益凸显，主要表现在：水安全仍存隐患，全市分布 446个内涝点；水环境不容乐观，建成区黑臭水体36条；本地水资源紧缺，70%以上供水依靠东江引水；水生态有待恢复，雨洪调蓄空间萎缩，水面率不足5%等。

2.年径流总量控制率的确定方法

（1）年径流总量控制率影响因子分析

 

雨水径流及污染物的控制效果受到降雨特征、土壤类型、下垫面种类、地面坡度等因素的影响，在对年径流总量控制率目标进行分解时应综合考虑。

 

通过选择典型地块及典型下垫面构建SWMM模型，分析各影响因子对降雨径流总量控制效果影响的大小，从中选取较为敏感的因子。通过模拟分析，各影响因子对年径流总量控制率的影响见下表。

 

表5  不同影响因子对年径流总量控制率的影响

通过上述分析可知，影响因子中降雨雨型、土壤渗透性及下垫面类型对径流总量控制效果影响较大，因此在进行年径流总量控制率目标分解时应予以考虑。

 

（2）指标分解思路

 

深圳市年径流总量控制率目标分解采用分区、分类分解，再进行复核和调校的方法。具体步骤如下：

 

①划分排水流域：根据深圳市境内河流的位置、流向，结合地形分区、竖向规划、规划排水管网，划分九大流域；

 

②划分管控片区：根据各流域内河流水系流向、地表高程、规划排水管渠系统，将九大流域进一步划分为25个管控片区；

 

③统计城市各类建设面积：根据深圳市法定图则（城市规划一张图）统计各流域/管控片区内各类型下垫面规划用地面积，包括建筑与小区类用地（新建、综合整治、保留）、道路类用地（新建、保留）、公园绿地类用地、生态用地。

 

④典型地块控制目标确定：根据各类建设用地典型下垫面构成比例，构建各典型地块SWMM概化模型。按照不同雨型分区（东部、中部、西部），不同土壤条件（粘质壤土、软土），在初设的各个地块低影响开发设施控制指标下分别进行模拟，得出不同雨型分区、不同土壤条件、不同下垫面类型的年径流总量控制率目标值和地块控制容积。

 

⑤片区控制目标的复核与确定：依据步骤③用地类型统计结果及步骤④模拟结果，反复核算25个管控片区的单位面积控制降雨量和对应的年径流总量控制率。具体方法为根据各片区壤土和软土（粘土）的比例、各下垫面面积、各类用地年径流总量控制率对应的设计降雨量算出各片区的总控制容积，片区总控制容积除以片区的总面积得出片区单位面积控制降雨量，查年径流总量控制率-设计降雨量曲线，进而得出片区年径流总量控制率。

 

⑥流域及城市年控制目标复核：依据步骤⑤各分区的雨水总控制容积，核算流域及全市总控制容积，查年径流总量控制率-设计降雨量曲线，得到全市的年径流总量控制率。此值与根据本底、需求确定的深圳市年径流总量控制率目标值相比较，若不符合，则相互调整，可调整目标与步骤④中的地块初设指标体系，重复上述④、⑤、⑥步骤，最终使目标与核算结果相接近。

图3  年径流总量控制率目标分解复核技术路线图

（3）典型地块指标确定示例

 

以新建类项目为例，用上一节中步骤④的方法，确定其控制目标与相关指标，结果如下图所示。

 

表6  新建类项目控制目标与指标

（4）典型片区复核示例

 

以福田片区为例，按照第（2）节中步骤⑤的方法进行目标的分解与复核：

 

表7   某片区控制目标分解与复核（面积40.4km2，西部雨型分区2014年降雨）

参照福田片区年径流总量控制率的核算方法，对深圳市全部25个片区进行年径流总量控制率复核并反复优化。

 

（5）城市复核

 

将各管控片区控制容积按流域加和，经反复调整及校核，得到各片区、流域及全市年径流总量控制率目标值，全市目标达到71.3%，如下表所示。此值与根据本底、需求确定的深圳市年径流总量控制率目标值较为吻合，分解结束。

 

表8  城市年径流总量控制率核算

3.海绵空间管控格局的研究方法

（1）海绵生态敏感性评价

 

深圳市的海绵生态敏感性评价首先采用了层次分析法，考虑水、地质、生物三个敏感因子，结合深圳本地特点及已有相关规划及基础资料，分别对其进行敏感性评价。评价表及评价结果如下所示。

 

表9  深圳市生态敏感性评价表

图4   水敏感评价结果

图5  地质敏感性评价结果

图6  生物敏感性评价结果

基于水敏感、地质敏感、生物敏感三大因子，通过ArcGIS平台采用专家打分法（水敏感因子权重0.5，地质敏感因子权重0.2，生物敏感因子权重0.3）进行空间叠加，得到海绵生态敏感性综合评价结果。并将其划分为高敏感区、较高敏感区、一般敏感区、较低敏感区和低敏感区，从而为生态安全格局构建、海绵生态格局及海绵城市功能分区划定等提供理论支撑。

图7  海绵生态敏感性评价结果

（2）海绵空间格局分析

 

运用景观生态学的“基质——斑块——廊道”的景观结构分析法，将规划区中的海绵空间格局分为海绵生态基质、生态斑块和生态廊道。基于深圳市海绵基底现状空间布局与特征，结合中心城区的海绵生态安全格局、水系格局、和绿地格局，构建深圳市“山水基质、蓝绿双廊、多点分布”的海绵空间结构，将城市建设区与海绵生态一体化构建，支撑城市良性发展。

图8  深圳市海绵空间格局

（3）海绵城市建设分区——海绵空间格局与城市建设空间的对接

 

1）目标导向——城市新建、更新单元等建设区

 

城市新建、城市更新片区等地区最具有推进海绵城市建设的优势，应以目标为导向，优先保护自然生态本底，合理控制开发强度，将海绵城市开发建设理念融入规划、设计中，增加城区的海绵功能。

图9  深圳市规划新建、城市更新分布

2）问题导向——内涝、黑臭等水问题

 

深圳市的突出水问题为黑臭水体和城市内涝。黑臭水体所处的排水分区，需要从点源污染控制和面源污染控制两方面出发，增强截污纳管、分流改造、低影响开发建设和河道生态修复等多种措施推进综合治理。城市内涝风险区，需要统筹灰、绿基础设施建设，加强雨水蓄滞能力，提升防涝能力。

图10  深圳市黑臭水体分布及内涝风险区

3）技术适宜性分析

 

海绵技术中的“蓄、用、净、排”在深圳全市范围适用，“渗”技术在地下水位高区及填海区利用具有局限性，“滞”技术在地质灾害易发区具有局限性。同时，考虑技术成熟度、经济性、地形坡度、工业用地分布、蓄用空间等因素，利用ArcGIS软件通过空间叠加分析，将深圳市海绵城市措施分成适宜建设区、有条件建设区、限制建设区三个区域。

 

图11  海绵城市建设技术的用地适宜性评价

4）海绵城市功能分区

 

综合考虑上述因素，结合深圳市的海绵生态安全格局与深圳市城市总体规划的组团分布、用地功能、基本农田分布、基本生态控制线范围等，得出深圳市海绵城市功能分区。海绵城市功能分区分为六类：海绵生态保育区、海绵生态涵养区、海绵生态缓冲区、海绵功能提升区、海绵功能强化区和海绵功能优化区。

图12  海绵城市功能分区

4.海绵措施的规划与落实方法

（1）水安全保障规划

 

1）现状分析

 

结合2015年内涝调查的最新成果，深圳市共有现状内涝点446个。采用基于情景模拟的加权综合评估法，构建计算机水力模型，模拟得到深圳市现状易涝风险区共557处，总计25.3km2，占全市总面积的1.3%。其中，内涝高风险区面积为10.5km2，内涝中风险区面积为11.4km2，内涝低风险区面积为3.4km2。

图13  内涝风险评估图

2）防涝系统规划

 

雨水管渠规划：规划新建雨水管渠2371km，改扩建雨水管渠601km；全市规划雨水泵站53座。

 

内涝防治系统规划：建议建设用地性质或竖向调整的区域共有68处。76条河道规划开展综合治理，治理标准50~200年一遇。规划建设雨水行泄通道总长度为214.2km，总设计流量达9227.1m3；规划建设雨水调蓄设施97处。

 

防洪潮标准：城市防洪（潮）标准200年一遇。除了大水坑河、高峰河、松岗河、沙井河、山厦河、东涌河、新大河等7条河道防洪（潮）标准为20年一遇外，其余河道均为50~200年一遇。

图14  雨水行泄通道规划图

 （2）水环境综合整治规划

 

1）现状分析

 

深圳市建成区共有黑臭水体36条，其中轻度黑臭12条，重度黑臭24条。

 

2）总体思路

 

治理措施主要从点源污染控制和面源污染控制两方面出发，综合污水处理设施建设、推进雨污分流改造、低影响开发设施建设以及河道生态修复等措施，统筹推进水环境综合整治。

 

3）点源污染控制

 

①排放体制：全市排水系统应坚持雨污分流制；

 

②污水系统片区：九大流域；

 

③污水收集及转输：优先实施水源保护区、新建片区、城市更新区、城中村、重点旧城区的管网建设，具体项目包括污水干管新、扩建，雨污分流改造、支管网建设；

 

④污水处理：依据《深圳市污水系统布局规划修编（2012-2020）》，至2030年，全市污水处理厂总规模达到834.1万m3/日，总控制规模达到957万m3/日；

 

⑤污泥处置：努力实现污泥的稳定化、减量化、无害化、资源化，尽量减少污泥处置对环境的影响。坚持源头减量和末端“干化+焚烧+综合利用”方式，并积极探索和应用多渠道的污泥资源化利用方式。

 

4）面源污染控制

 

①雨水径流污染控制实施路径：通过工程措施对雨水径流中的污染物进行削减，减轻排入城市河湖的面源污染；

 

②新建建筑与小区径流污染控制：采用低影响开发设施控制径流污染。在进行雨水径流量削减的同时，可有效的去除径流污染物；

 

③现状建成区径流污染控制：结合公园、河湖水体、河湖蓝线内用地、湿地滞洪区等建设雨水的净化设施。

 

（3）水生态修复规划

 

1）现状河道的保护

 

水体、岸线和滨水（海）区应作为整体进行水域保护，包含水域保护、水生态保护、水质保护和滨水空间控制等内容。

 

2）水系生态系统修复

 

①正本清源和治污控污

 

完善排水体制，建设雨污水管网和污水处理厂达到正本清源和控污治污。

 

②多层次复合型的生态修复系统

 

针对不同类型的河段应采取不同的修复措施进行处理

 

a)再生水补水

规划远期深圳市结合28座污水处理厂建设再生水水厂，规划规模337～347万m3/日。重点河流优先、水质污染严重河流优先、流经繁华城市建成区的河流优先确定再生水补水的重点河流。

 

b)生态驳岸改造

根据功能及结构形式可分为：自然缓坡型驳岸、生态型街区驳岸、生态型人工草坡驳岸、生态型亲水驳岸和生态型自然驳岸等。

 

c)生态湿地规划

人工湿地及其衍生的各类湿地系统，可以处理低浓度污水，此外，人工湿地可以种植多种观赏性植物，有利改善环境景观质量；种植经济价值高的植物，还可获得足够的经济效益。规划深圳市恢复人工及天然湿地系统844.7公顷。

 

（4）水资源利用系统规划

 

1）现状分析

 

深圳市本地水资源在97％保证率下的可供水量仅为3.25亿m3。2014年全市境外引水量达14.44亿m3，占全市总供水量19.34亿m3的74.64％。按照《深圳市城市总体规划（2010-2020）》，到2020年缺水5亿m3，2030年深圳市年缺水9亿m3。

 

2）再生水利用

 

利用对象：工业用水、河湖生态用水、城市杂用水。

 

利用目标：至2020年，力争替代城市优质饮用水资源2.8亿m3/年，并切实改善城市水环境；至2030年，力争替代城市优质饮用水资源3.5-4.0亿m3/年，实现城市与水的协调发展。

 

系统布局：至2030年，全市共规划建设再生水厂29座，总控制用地规模373万m3/日，可实现替代城市用水（工业及杂用水）规模105-133万m3/日。

 

5.海绵纳入法定规划体系要点

（1）规划管控制度

 

结合深圳市规划建设现行机制，在规划建设领域率先转型，分规划项目、建设项目两大类建立规划管控制度，从而将海绵城市的建设要求落实到城市总规、控规和相关专项规划的编制过程中，落实到建设项目的规划建设管控过程中。

图15  规划建设管控制度两条主线

要实现城市规划的上述管控，主要修订深圳市规划编制的多项文件，将海绵城市建设的要点纳入规划编制技术规定中，这些技术规定主要包括《深圳市城市规划标准与准则》、《深圳市法定图则编制技术规定》、《深圳市城市更新单元规划编制技术规定》、《深圳市城中村（旧村）改造暂行规定》等。下面以《深圳市法定图则编制技术规定》为例说明海绵城市要点的纳入和法定化。

 

（2）法定规划中落实

 

控制性详细规划应按照海绵城市专项规划要求分解和细化规划中提出的地块海绵城市的控制目标及要求，结合建筑密度、绿地率等约束性控制指标，增加径流总量控制率和污染负荷控制率等控制指标，提出各地块的单位面积控制容积、下沉式绿地率、透水铺装率、生物滞留设施率等控制指标，将纳入地块规划设计要点，并作为土地开发建设的规划设计条件。

 

控制性详细规划应在海绵城市专项规划确定的海绵城市控制目标（年径流总量控制率及其对应的设计降雨量）指导下，根据城市用地分类的比例和特点进行分类分解，细化各地块的控制指标。地块的海绵城市控制指标可按城市建设类型（已建区、新建区、改造区）、不同排水片区或流域等片区制定。有条件的控制性详细规划也可通过水文计算与模型模拟，优化并明确地块的海绵城市控制指标。规划区各用地类型海绵城市控制指标可根据海绵城市专项规划进行补充。

 

根据各地块海绵城市控制指标，合理确定地块内的海绵设施类型及其规模，做好不同地块之间设施之间的衔接，合理布局规划区内占地面积较大的低影响开发设施。

 

（3）相关专项规划调整建议

 

将海绵城市专项规划中的相关建设项目要求深入落实到《深圳市排水（雨水）防涝综合规划》、《深圳市污水系统布局规划修编》、《深州市绿地系统规划》、《深州市水系规划》、《深州市竖向规划》、《深州市管线综合规划》、《深州市道路系统规划》等相关规划中，按照规划和建设的相关要求进行地块开发和施工。

 

《深圳市排水（雨水）防涝综合规划》中已结合当地条件确定海绵相关控制目标与建设内容，最大限度地发挥海绵设施对径流雨水的渗透、调蓄、净化等作用，相关设施的溢流应与城市雨水管渠系统或超标雨水径流排放系统衔接。

 

《深圳市污水系统布局规划修编》在后期修编中应充分利用海绵相关的源头、过程和末端处理措施，对污染负荷进行部分削减，降低终端污水处理厂的处理负荷。

 

《深圳市绿地系统规划》在后期修编中应统筹水生态敏感区、生态空间和绿地空间布局，落海绵相关设施的规模和布局，充分发挥绿地的渗透、调蓄和净化功能。

 

《深圳市综合交通与轨道交通规划》在后期修编中应当充分利用城市道路自身及周边绿地空间落实海绵相关设施，通过渗透、调蓄、净化方式，实现道路低影响开发控制目标。

 

在城市水系规划编制中应保持城市水系结构的完整性，优化城市河湖水系布局，实现自然、有序排放与调蓄。城市水系规划应尽量保护与强化其对径流雨水的自然渗透、净化与调蓄功能，优化城市河道（自然排放通道）、湿地（自然净化区域）、湖泊（调蓄空间）布局与衔接。

 

在城市竖向规划编制中对道路控制点高程进行优化设计，如道路场地受限时可局部路段与周边用地进行协调设计，通过海绵相关措施进行雨水径流控制和利用。

6.海绵近期达标区域的确定方法

结合深圳市各片区海绵城市开展的基础、未来重点的发展方向，依据《深圳市推进海绵城市建设工作方案》，近期海绵城市重点建设区域以光明新区为先行窗口，发挥光明新区全国低影响开发雨水综合利用示范区的优势，率先形成具有连片性和典型性的海绵城市示范区域，试行管理制度，率先全面达标，为深圳市海绵城市建设积累经验。

 

在总结光明新区示范经验教训基础上，以重点发展片区、成片建设区、具备雨洪资源利用条件的区域为载体，确定前海深港现代服务业合作区、国际低碳城、坝光生物谷、龙华北站片区等23个区域作为近期建设重点区域，占深圳市2020年规划建成区面积（976平方公里）的21%，建设时序处于2016年-2020年之间。

图16  深圳市海绵城市近期建设重点区域概况

除了在近期建设区域全面推广海绵城市建设外，还应以民生为先，在全市层面要求新建、改建项目全面实施，确保2020年深圳市20%以上的建成区达到海绵城市的建设要求：

 

（1）以政府投资的市政道路、公园、公共建筑、水务项目为突破口，要求采用海绵城市的理念进行规划设计建设，在成本可控、技术成熟的领域进行先行示范。

 

（2）在城市更新项目中，要求相关规划设计方案落实海绵措施。

 

（3）拓宽投融资渠道，引导社会投资积极参与海绵城市建设工作。

7.监测评估

（1）构建监测评估平台

 

深圳市将在海绵城市建设区域布设监测网络，在源头设施、排水管网、受纳水体等要素选择适宜的监测点，安装在线液位计、流量计、雨量计、采样器、水质分析仪等设备，并将所有在线监测设备接入监测平台，监测平台主要进行监测数据的接收及设备诊断服务，对现场设备的数据进行接收和存储，实现数据的统一管理。同时，建立监测预警系统，为在线监测数据提供统一的数据管理分析平台，并通过智能算法识别各类设施的潜在运行风险，及时发布溢流、内涝等报警信息，辅助管理者了解设施的运行状态，为海绵城市建设运行、考核评估、防汛应急、溢流管理提供数据支持。在系统建成后，加强对监测平台的运营维护，积累长期在线监测数据，并基于开发智能数据分析功能，开展数据挖掘及应用工作，为海绵城市建设管理的各项工作提供必要的数据支持和科学依据。

 

监测平台将提供设备管理、数据查看、日志查询、统计分析、数据对比、报警信息查看等功能，提供数据接口共享服务。

 

依托该监测平台，结合项目基本信息等材料，可为海绵城市建设绩效评价与指标的考核提供数据平台，并可通过该数据平台直接报送上级主管部门，或为政府对社会投资项目的付费或补贴提供依据。

 

（2）优化监测评估技术

 

深圳市将结合海绵城市实际需求，邀请各科研院所开展相关工作，重点支持一批科研项目，突破海绵城市监测和评估的技术难题，优化完善海绵城市建设区域的监测评估方案，切实保障海绵城市创建的顺利开展，并总结经验，形成可复制推广的技术成果。

（转载：UPDIS共同城市）