武夷新區規劃建設和開發中海綿型城市理論和實踐探索

陳鋼兵

摘要：指出了隨著山地城市近些年的大規模開發建設，森林破壞，生態的脆弱，山洪瀑發的頻度和強度有逐年增強的趨勢，同時城市生態環境及城市的防洪安全都面臨嚴竣的考驗。融合國內外最新的生態還原、低碳城市、自然調節等改善城市環境理念，提出了新型綠色手段，營建綠地、水體，構建海綿型城市，探索了山地城市構建海綿城市的技術和措施。

關鍵詞：海綿城市；混交林；雨水花園；濕地防洪 LID（低影響開發）景觀設計

中圖分類號： TU986

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06007803

1 引言

近年來，我國南北重要的幾個城市，如北京、上海、廣州、南寧、廈門等多個城市，頻繁出現雨澇災害；重慶、武漢、福州等城市炎熱干旱，很多城市出現熱島效益等問題，氣候的變幻無常經常對城鎮居民的生活造成了嚴重的影響，對城市的安全也造成重大的考驗。以閩北南平市為例，近些年來多次深受洪災其害。1998年和2010年的兩次大洪災給閩北的經濟和人民生命財產安全造成了巨大的損失。尤其是2010年6.18洪災洪峰水位遠超1998年，武警和解放軍官兵迅速轉移了近60萬災民，這一場景還歷歷在目。

此前，國務院剛批復了福建省南平市武夷新區的總體規劃，閩北掀起了一次大規模的規劃、設計和建設的高潮。建設“世界遺產地、綠色生態城”是武夷新區的發展定位。如何作好高起點，高標準，低影響的開發，武夷新區面臨開發和生態保護的雙重壓力，尤其是水土安全。本文總結和分析國內外一些先進排水防洪規劃理念和設計技術，從生態、景觀、防洪等方面，用“海綿城市”理念探索和研究我國山地城市排深防澇“海綿型城市”的新技術和新舉措。

2 “海綿城市”的概念

海綿城市的概念來源于20世紀90年代，對城市的排水防澇采用低影響開發。根據住房和城鄉建設部《海綿城市建設技術指南》中的解釋：“海綿城市”是指城市像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態文明建設的重要內容，是實現城鎮化和環境資源協調發展的重要體現，也是城市建設的重大任務。讓人造城市，轉變為能夠吸納雨水、過濾空氣、污染物質的超級大海綿，達到降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益，根本上解決城市阻絕水與生態的問題，邁向真正的生態與低碳城市。

海綿城市建設應遵循生態優先等原則，自然與人工手段相結合，確保城市排水防澇安全，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環利用各環節，并考慮其復雜性和長期性。

德國、美國、澳大利亞和日本等西方發達國家經過多年的探索和實踐已取得了較為豐富的實踐經驗。近年來，我國的雨水資源化利用與管理逐漸起步，深圳、福建等地也開始規劃推動海綿城市建設工作。

3 相關政策支持

根據習近平總書記關于“加強海綿城市建設”的講話精神和近期中央經濟工作會要求，財政部、住房城鄉建設部、水利部決定開展中央財政支持海綿城市建設試點工作。

福建以省域專項行動和技術指南引導海綿城市建設，為減緩因城市不透水地表增加引發的城市內澇等系列生態問題，福建省政府開展了提高城市透水率專項行動。福建省住房和城鄉建設廳近日組織編制了試行的技術指南，主要圍繞推廣和提高透水材料在城市規劃、設計和建設中的應用。

3.1 明確海綿城市建設的具體途徑

指南明確了提高城市透水率的途徑包括加強城市綠化、推廣透水性鋪裝和強化雨水生態管理。加強城市綠化的主要方式包括通過因地制宜多建設城市濕地公園、郊野公園、小綠地、小公園等構建完整的城市綠色透水網絡；通過采用雨水花園、植草溝等下凹式綠地建設形式，提倡屋頂綠化，提高綠地的雨水滯留和滲透能力；提倡建設城市片林，綠地內宜多種植喬木、灌木等涵養水分能力強的植被。推廣透水性鋪裝材料是將目前采用的不透水硬化法改為透水硬化法，使建筑室外地面、道路、廣場和停車場等成為可透水地表，以便雨水入滲回補地下水。強化雨水生態管理主要是利用植物、礫石、沙土等自然要素，通過建造生物滯留池、滲井、滲透溝、砂濾池和采用透水路面、過濾帶、植草溝、屋頂綠化等措施，對不透水地表產生的降雨徑流進行蓄留、過濾、傳輸、滲透等，實現對地表徑流污染物的處理和地下水的補給，緩解因不透水地表面積增加引發的一系列城市和生態問題。

3.2 明確規劃設計目標和任務

指南提出，規劃設計優化要以建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”為目標，將透水型城市發展理念融入規劃全過程，將低影響開發、精明增長、生態網絡、生態補償等理論內化到城市規劃的各個層面，在城市化快速發展的同時，有效地控制城市不透水地表面積，提高城市透水率。

3.3 明確工程設施推廣的著力點

在工程設施推廣方面，指南要求，通過各類提高城市透水率工程措施的應用，達到減少暴雨徑流量、延緩地表徑流洪峰生成時間、減少面源污染以及涵養地下水的目的；通過綠地透水優化措施、城市硬化區域透水優化措施以及入滲、存儲設施等，以入滲、過濾、蒸發和蓄流等方式，使地塊開發后透水率盡量接近或優于之前的狀態。此外，還要充分考慮城市空間布局，綜合利用綠地、水體等自然條件，優化園林景觀設計，增加園林景觀的雨水生態管理功能。

4 國內外相關理念實踐情況

國外有諸多實踐實例。如：美國注重徑流控制在源頭，強調收集雨水、儲存并凈化之，采用可提高天然滲透能力的措施，與綠地、水體植被等自然景觀生態設計相融合。德國通過逐步建立和完善相關雨水利用的政策和技術研究而逐漸成熟。法規明令禁止除特定情況外降水直接排入公共管網，確保城市開發“排放量零增長”。逐步通過城市水量和透水量的核定、改造不透水路面、綠色屋頂、雨水花園、雨水調蓄池和濕地調蓄等方法，以及對飲用水保護區、城市排水費率、雨水調蓄與利用建造標準等進行立法工作，減少雨水對城市的不良影響。澳大利亞則采用改進的水敏性城市設計（WSUD），強調城市規劃設計，合理利用暴雨徑流及天然河道這一天然資源，通過整體分析的水量的調蓄、滲透、蒸發等措施來減少對自然水循環的負面影響和保護水生生態系統的健康，而不是考慮以最快的速度將雨水排出。日本的雨水利用則主要采用例如降低場地（操場、綠地、公園、花壇、樓間空地）的地面高程；硬化場地鋪設透水路面或碎石路面，建設滲水井，加速雨水滲流；修建大型地下水庫，利用高層建筑的地下室作為水庫調蓄雨洪；在特大城市建設地下河將低洼地區雨水導入地下河；在城市上游側修建分洪水路、旁通水道分流疏導雨水。其中，最具特色的技術手段是建設雨水調節池，同時發展了設計標準高、規模大、效益投資高多功能調蓄設施。在非雨季或沒有大暴雨時，多功能調蓄設施還可以全部或部分地發揮城市景觀、公園、綠地、停車場、運動場、市民休閑集會和娛樂場所等多種功能。作到城市各功能的有機結合，值得借鑒。

我國對“海綿城市”的研究和實踐剛剛起步，主要是作宏觀尺度的雨洪管理規劃和小尺度應用，以工程設施的探討為主，缺乏整體的雨洪管理、水質保護和景觀綜合效應的研究與應用，對雨水的概念大多僅限于儲存、利用、導排等方面，尚未形成完整“海綿型城市”體系。但部分城市和學者也開展了相關嘗試，如深圳早在2004年就引入低沖擊開發理念，積極探索在城市發展轉型和南方獨特氣候條件下的規劃建設新模式。十年來，通過創建低沖擊開發示范區、出臺相關標準規范和政策法規，以及加強低沖擊開發基礎研究和國際交流，低沖擊開發模式在深圳市已初見成效。還有北京首鋼工業改造區進行的雨水利用綜合規劃、哈爾濱群力雨洪公園、廈門五緣灣濕地公園，廈門五緣灣環灣景觀帶綜合整治工程、福建南平武夷新區水之門、廊、廳景觀水系工程、崇陽溪濱江兩岸景觀等，都是海綿城市新理論、新技術、人工和自然措施相結合的綜合嘗試。

5 武夷新區“海綿城市”主要理念和技術措施

5.1 森林生態修復

森林生態的修復是一個綜合性的手段，涉及到政策面、經濟層面、就業面、生態層面等諸多方面。需要相關政策對林權的保護和劃分，閩北多為經濟林和次生林。原生態的林也有逐年減少的趨勢，在相關政策支持下，退耕還林等多條經濟杠桿正有效地鼓勵當地林農還林于山，同時出臺了相關的補貼政策。

森林生態研究報告顯示，單一林相對水土的保持不利。自然生態的混交林，尤其是根系龐大的闊葉林和灌木林對林地的海綿作用明顯。森林生態的修復就是從林相改造和自然生態修復為主的，恢復植物多樣性和生物多樣性還山于自然。閩北山地城市不缺水，也因為如此，山林的單一性，山林的無規劃的任意開墾，每每雨季來臨，山洪瀑發，河流猛漲，從而影響了城市的安全，由此山地城市的海綿體不僅只是規劃建城區的事，應該是整個匯流域層面的事，森林生態層面的修復尤其重要。

5.2 城市生態的修復

隨著城市的開發，城市的不斷擴大，建城區的面積也隨著不斷增加，道路、建筑、廣場、硬地也隨著不斷硬化著大地，對城市生態的修復首先得從規劃層面入手。留足大地的呼吸孔，從工程設計的角度多采用新理念、新技術，新措施。

5.2.1 原有生態系統的保護

保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區，留有足夠涵養水源，是最有效應對較大強度降雨的自然生態措施；最大限度地保護林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發前的自然水文特征，這是海綿城市建設的基本要求。

5.2.2 自然生態恢復和修復

對城市開發建設中已經受到破壞的水體和其他自然環境，最大限度地運用生態的手段進行恢復和修復，并維持一定比例的生態空間，促進城市生態多樣性提升，治理水污染推行低影響開發合理控制開發強度，減少對城市原有水生態環境的破壞，保留足夠生態用地，增加水域面積，促進雨水積存凈化通過減少徑流量，減少暴雨對城市影響。

5.2.3 低影響開發雨水構建

城市的開發建設應秉持對生態環境影響最低理念，合理控制開發強度，留足生態用地，提高城市透水面積比例，最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞，同時可適當開挖河湖溝渠、增加低洼地、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。低影響開發（Low Impact Development，LID）和雨水構建的核心是維持場地開發前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰現時間等，做到對水體人工破壞的最小化。

5.3 海綿城市建設的具體的措施探索

（1）改建、擴建或新建城市水系，增加雨水儲蓄容量。改擴建和新建城市水系的過程中，可采取如加深蓄水池深度、開挖新的河道、增加自然水體面積，降低水溫來增加蓄水量并合理控制蒸發量，充分發揮自然水體的調節作用等系列手段，增加一定的雨水儲蓄能力。目標：蓄水量增加率≥20%，蒸發量變化≤10%。

（2）改造城市道路、廣場等硬化場地，增設必要的調蓄水池。通過建設雨水調蓄系統、地下水的調蓄池或者下沉式雨水調蓄廣場等設施，最大程度地把雨水保留下來。力爭保證道路廣場的透水地面比例≥70%，下凹式綠地比例≥25%，綜合徑流系數≤0.5。

（3）透過透水路面收集和下滲雨水。在居住區、工商業區LID設計中，改變傳統的集中綠地建設模式，將小規模的下凹式綠地滲透到每個街區中，在不減少建筑面積的前提下增加綠地比例，可實現透水性地面≥75%，綠地率≥30%（其中下凹式綠地≥70%），徑流系數≤0.45。

（4）居住區、工商業區LID設計。雨水構建與景觀綠地和城市綠地空間的設計和建設有機綜合緊密結合，有效利用居住區和工商業區引入生態和景觀元素的設計，通過綠地空間有效控制雨水的合理分配，通過實現人均綠地面積≥20m2、綠地率≥40%、綠化覆蓋率≥50%、透水性地面≥75%（其中下凹式綠地≥70%）的目標，有效控制徑流系數在0.15左右。同時，收集的雨水可以循環利用作為應急水源地。

（5）園林綠化LID設計。目標：人均≥20m2，綠地率≥40%，綠化覆蓋率≥50%，透水性地面≥75%（其中下凹式綠地≥70%），徑流系數≤0.15。

（6）建筑雨水利用與中水回用。建筑LID設計與改造目標：綠色屋頂普及；透水停車場普及；雨水收集普及中水回用率≥30%。

（7）彈性城市和建筑園林垂直綠化植栽措施。

（8）結合水景觀再造。傳承歷史文化、由下而上再設計。如雨水花園、人工濕地公園、濱水公園、水景公園等。

（9）減少面源污染，改善城市水環境。

（10）其它綜合措施。

除上述的常用措施外，還有許多措施可用于低影響開發雨水系統，如雨水過濾池、滲透溝渠、滲井、生態堤岸、生態浮床等。除工程性措施外，非工程性生態措施等綜合措施。

6 結論與建議

“海綿城市”建設的重點是構建低影響開發雨水系統，強調通過控源、分流等設施，維持和保護場地或城市開發前后的自然水文條件，發揮水量的自然調節功能，通過增加城市透水面積，維持有效的滯洪水面，疏通自然河道、湖泊、水系，有效控制水量分配和平衡，保證城市地面的自然呼吸，從而有效減少洪峰流量、降低地表徑流系數、控制面源污染等城市問題。海綿型城市理念是在長期城市開發建設過程中不斷的理論和實踐結合、探索和總結的產物。以上是對海綿城市的一些理論和實踐的基本探索，為建設海綿城市提供些許技術參考，同時為武夷新區的建設作個理論研究。新區的建設既是城市發展的需要，也是生態建設的需要，以海綿型城市理念和技術來建設，既滿足“世界遺產地、綠色生態城”的城市定位，又是實現新型生態型城市，努力實現“中國夢”的需要。

建設海綿型城市是實現城市、人與自然生態協調發展的重要組成措施，既要注重以源頭減量、生態還原、自然調蓄等方法，又得從政策及資金保障、技術研究和探索方面下手，在短期內以建設示范案例作為經驗的技術積累；中期階段，加快制定相關法律和規范，要求新建筑、綠地等設施要具有雨水調蓄功能，加強透水工程材料研究和應用，推動政府、企業、院校、科研機構的深化研究。開放行業競爭，提高建設和運營水平；遠期階段，促成全民參與監督，增強全民環保和生態意識，全面建設并完善海綿型城市。

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