海綿城市建設規劃中水資源利用方案編制方法研究

張 杰，王景蕓，李 瑞

（1.湖北工業大學，湖北 武漢 430068；2.湖北工業大學海綿城市工程研究院，湖北 武漢 430068；3.武漢鵬森環境科技有限公司，湖北 武漢 430014）

0 引言

海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。海綿城市建設旨在修復城市水生態、涵養水資源，增強城市防澇能力，促進人與自然和諧發展。

根據《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發〔2015〕75號）總體目標要求，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響。到2020年，城市建成區20%以上的面積達到海綿城市建設目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到海綿城市建設目標要求。為深入貫徹落實國家關于推進海綿城市建設的文件精神，海綿試點地區省市人民政府辦公廳各自發布了相關文件，如《湖北省人民政府辦公廳關于推進海綿城市建設的實施意見》（鄂政辦發〔2017〕33號）、《關于加快推進海綿城市建設的通知》（武政辦〔2017〕128號）等，要求在全面完成國家海綿城市試點建設任務的同時，積極總結經驗，加快推進試點城市海綿城市的建設進程。

海綿城市建設規劃是推進海綿城市建設的綱領性文件，決定著海綿城市建設的方向和效果。盡管前期試點建設為海綿城市建設積累了一定的經驗。目前，海綿城市建設規劃的編制仍處于起步探索階段，尚無相關指導性文件，存在諸多難點。

1 海綿城市建設規劃的內涵

以海綿城市理念引領規劃區建設開發，強化生態保護和水環境保護，針對水環境、水安全、水生態、水資源等問題，采用源頭減排、過程控制、系統治理等多種手段，實現徑流總量控制、面源污染控制和雨水資源化利用等多重目標［1］。通過規劃相關工程措施或非工程措施，消除系統內澇風險，解決局部漬水問題，加強各類污染控制，減少區域污染外排，推進海綿綜合改造，提升人居環境品質，達到“水生態平衡、水安全保障、水環境優良、水資源利用”的宜居新城典范。

在按照規劃引領、統籌聯動、有序建設、因地制宜的基本原則下，根據海綿城市專項規劃的相關要求，海綿城市近期重點建設區域建設規劃編制工作旨在制定水生態修復、水環境提升、水安全保障、水資源利用及全系統統籌協調的系統方案，建立中長期重大項目和年度滾動項目庫，提出建設時序及打包方案，指導下一步海綿城市建設工作有序開展。

2 水資源保護利用系統方案編制思路

2.1 建設方案思路分析

我國海綿試點城市規劃區內現狀水資源現狀利用情況大多較差，作為海綿城市建設集中展示區域，應以海綿城市建設理念實現雨水資源化利用和中水資源化回用。如圖1所示，一方面從源頭上實現部分雨水資源的充分利用，構建社區、公建等分散性水資源利用系統，另一方面可將規劃區內港渠作為景觀水軸的生態補水池，發掘周邊污水處理系統中的尾水回用價值，構建節約經濟型海綿城市規劃區，提升區域生態文明建設品質。以問題、需求為導向，在制定海綿城市建設規劃中水資源利用系統方案的基礎上，綜合統籌與其他涉水方案間的交互關系，系統地解決目前面臨的水資源問題，合理安排規劃區近期各項水資源利用工程建設，涵養水資源，逐步增強海綿城市的彈性［2］。

圖1 水資源保護利用工程建設方案思路分析流程

2.2 現狀問題識別及成因分析

海綿試點城市規劃區內雨水資源利用途徑大多較為單一，且利用程度偏低。隨著區域經濟的發展、工業布局的調整和技術進步等因素的影響，用水需求水質日趨多樣化，在新形勢下，仍采用單一水質統一供水，對優質水資源和優質自來水造成了極大浪費。我國海綿城市目前正處于全面升級建設階段，從長遠角度看，缺乏水資源利用整體統籌規劃，無法體現城市新區在源頭雨水、中水或再生污水未在工業、生產生活等方面的利用價值。海綿試點城市規劃區宜拓展水資源利用途徑，提高水資源利用率。

2.3 建設目標的確定

提升城市雨水集蓄利用能力，使凈化雨水成為市政用水的良好補充。雨水資源利用率指雨水收集并用于道路澆灑、園林綠地灌溉、市政雜用、工農業生產、冷卻等的雨水總量（按年計算，不包括匯入景觀、水體的雨水量和自然滲透的雨水量），與年均降雨量（折算成毫米數）的比值；或雨水利用量替代的自來水比例等。根據住建部相關考核文件及各試點地區海綿城市專項規劃的要求，雨水資源利用率一般不低于5%，即提高雨水的資源化利用率，爭取達到自來水用水量的5%。

2.4 工程方案的制定

2.4.1 雨水利用工程

綜合利用雨水資源可以有效地提高水資源的可利用率，合理、有效地將雨水用于澆灑綠化、道路清潔等方面，在一定程度上可以緩解區域徑流、提高排水管道的安全性［3］。在土壤滲透性能良好的區域，適合建設以滲透為主的生態型海綿設施，滲透的雨水可用于綠地補水并補充地下水，間接利用了雨水；在綠色植被與土壤之間增設儲水層、透水層等辦法可減緩雨水地表徑流的速度，增加土壤的相對含水量，減少城市綠化的人工噴灑用水；縮小城市雨水干管的管徑，可以降低暴雨期間城市的防洪壓力，并使規劃區地下水得到補償；可利用低洼地、植物塘、滲透井、人行道和休閑區域，采用草皮磚等措施實現雨水滲透。雨水資源化利用途徑有源頭雨水利用和生態景觀補水兩種方式。對于源頭雨水利用，鼓勵在建筑小區、公園綠地建設時，結合屋頂綠化、景觀水體、雨水桶等海綿設施開展雨水資源化利用，直接用于綠化等市政雜用水。技術上主要分為兩類，即雨水桶/罐、蓄水池。對于生態景觀補水，規劃區內濕地系統可充分凈化雨水，削減污染，改善水體水質，故可將港渠連通湖泊濕地，用于生態補水，形成自然水文循環，提升區域生態海綿品質。

2.4.2 中水回用工程

中水回用不但在保護環境上具有十分重要的意義，同時也能產生可觀的經濟效益。首先，中水回用可以降低供水水量，通過減小尾水排江量與合理完善的收費政策，與污水處理廠經營結合起來。其次，可降低污水處理廠的經營成本。中水回用利用污水廠處理的尾水作為園林綠化的澆水車和城市道路的灑水車用水的水源，灑水車能就近取水，減輕規劃區公共事業開支的負擔。通過制定適當的鼓勵和扶持政策、科學合理地規劃和設計，吸收目前先進的中水技術，全面建設系統完善的中水回用系統是可行的也是符合生態海綿建設根本需求的。一方面節約大量有限的水資源，緩和城市自來水供需矛盾，帶來可觀經濟效益；另一方面減少城市排水系統負擔，控制了水污染，保護了生態環境，與兩型社會的核心思想不謀而合，不僅帶來巨大的生態效益，同時獲得了良好的社會效益［4］。

圖2 雨水收集裝置

2.5 可行性評估

2.5.1 規劃區用水情況

根據規劃用地性質，城市主要用水為生活用水、工業用水及農業用水。其中生活用水分為城鎮生活用水和農村生活用水；工業用水指從供水設施得到的新鮮補充水，不包括企業內部重復利用水；農業用水分為農田灌溉和林牧漁用水。基本數據可根據統計年鑒、水利年報、水資源公報以及自來水公司、節水辦和水政支隊等有關部門提供的統計資料。將各方面數據進行綜合匯總，并結合用水指標合理性分析以及與供水量的平衡對比，最后確定各項用水量。

2.5.2 水資源利用量需求分析

根據規劃區域用地分布及商業、居住區綠化率，得出規劃區綠地與道路的面積，綠化灌溉及道路澆灑年均用水定額可依據各地區規劃設計導則計取，以此推算出規劃區綠化灌溉及道路澆灑年均雨水需求量。兩項需水量之和若大于各項用水量之和的5%，則表明僅靠綠化灌溉雨水用量及道路澆灑雨水用量即可實現雨水資源利用率5%的指標。若綜合考慮中水利用、源頭雨水利用、濕地出水補充水體景觀等，水資源利用率將大幅提升，利用率應遠大于5%。

2.6 項目庫的提出

為了實現海綿城市水資源利用系統方案中雨水資源利用率指標，需要“一片天對一天地”，做到源頭、過程、末端工程措施全面覆蓋建設區，最大限度地提高雨水資源的利用率和中水資源的回用率，海綿城市的特性決定了海綿城市相關項目庫要全面覆蓋。海綿城市水資源利用項目較為繁雜，如中水回用管網的建設等，為便于后期規劃方案的實施，需梳理出清晰的項目庫，明確開發建設時序，推動系統方案落地，提升區域城市生態品質。海綿城市水資源利用建設項目融合市政、水利、建筑、園林等多專業內容，為避免不同專業工程在同一地塊的重復開發建設，快速實現系統方案，需要對不同類型中重疊的項目進行有效合并，統籌推進。因此，海綿城市建設規劃中項目庫的提出要堅持覆蓋全面、項目清晰及統籌推進三原則［5］。

3 結語

海綿城市建設規劃中水資源利用系統方案的科學內涵是雨水資源化利用、中水資源化回用。把雨水和中水視為資源，盡可能把更多的水資源滯留下來，補充生態用水和社會經濟用水。水資源利用方案的重點在于要對規劃區缺水狀態進行識別，分析水資源利用的需求量，分析雨水資源化量、供水量和蓄水量之間的匹配性。水資源利用系統方案的關鍵點是對區域水資源進行經濟合理性分析和優化配置，最終確定規劃區到底需要多少回用水，使水資源利用和需求總體上達到平衡，進行供需之間的優化匹配，實現海綿城市建設目標，使規劃方案既具有前瞻性和科學性，又具有現實性和可操作性。