依據海綿城市建設規劃的雨水系統改造方案探討

何宏福

(上海市浦東新區規劃設計研究院，上海 200127)

1 聚焦上海市海綿城市

上海市作為我國濱江沿海的特大城市，土地具有“三高一低”的特點，即土地利用率高、地下水位高、不透水面積比例高和土壤入滲率低，海綿城市建設的推進是打造上海新時期“生態之城”的重要一環。目前上海已明確：規劃至2020年和2030年，城市化地區海綿城市建設比例分別達到20%和80%以上。

2016年4月，經上海市政府積極爭取，上海市浦東臨港地區被列入了全國第二批海綿城市試點，試點區分為已建城區海綿工程建設、新建城區海綿工程建設、商務街區海綿工程建設、老城區積水點改造河道綜合治理、湖泊水體生態保護凈化、生態廊道雨水滯蓄凈化、圍墾區生態保護與修復利用等7個類型示范區[1]。2016年8月，市住房城鄉建設管理委員會同市發改、規土、交通、環保、水務、市容綠化等部門已編制完成并印發《上海市海綿城市建設技術標準圖集(試行)》、《上海海綿城市建設技術導則(試行)》，有效指導推進了上海市海綿城市的規劃設計和實施建設。2018年3月，市政府常務會議研究了《上海市海綿城市專項規劃(2016-2035年)》，該專項規劃是在全市層面對海綿城市建設的總體指引，并與上海市2035城市總體規劃進行了良好的銜接，這標志著上海海綿城市建設將全面有序地鋪開。

2 現狀及存在問題

(1)雨水系統排水設計標準

目前，上海浦東地區主城區河網以及主城區外水系下游斷面水質處于Ⅲ～劣Ⅴ類狀態，地表水體水質達標率低。初雨污染控制(以懸浮物TSS計)率有待提升，年徑流總量控制率在50%～75%，未達到海綿城市建設相關指標要求。生態岸線恢復率需結合生態整治工程完善，部分地區積水、內澇風險尚存。

(2)海綿城市的規劃與實施

現行控制性詳細規劃體層面難以將海綿城市建設指標與其他建設用地指標進行平衡并落實，用地方案溝通協調具有一定難度，需加強控制性詳細規劃與海綿城市實施層面專項規劃的銜接。

目前，現有的海綿城市改造案例絕大多數都拘泥于單個“點”的海綿改造，缺乏多層次、寬領域、系統性的規劃實施。如何加強各部門之間的聯動，將海綿城市建設的綜合目標分解為各個層次和領域的單個具體目標十分必要。

3 海綿城市建設體系

防災、控污、城市生態修復以及雨水資源化等目標的實現是“海綿城市”建設的核心內容，主要通過機制建立、規劃調控、設計建設、運行管理等全過程、多專業協調與管控，保護和利用城市綠地、水系等空間，預先發揮綠色場地設施的天然功效，科學結合傳統灰色市政排水設施，聯合構建具有“彈性海綿”功能的雨水綜合利用和排放的體系，實現雨水徑流的“滲、滯、蓄、凈、用、排”，應對極端雨洪天氣，保護或修復城市生態系統，恢復城市良性水文循環[2]。

LID是海綿城市建設的重要技術和手段，LID亦可以解讀為由狹義與廣義的LID所構成，如圖1所示。LID從目前國內外實施情況來看，多指雨水在流入排水管道之前，在區域范圍內應用的一些源頭分散式小型設施，主要包括透水鋪裝、植草溝、雨水花園、綠色屋頂、表流濕地等，主要針對中小型降雨進行徑流總量和污染物的控制。廣義的LID措施應對城市國土空間總體規劃、水系水利規劃、排水防澇規劃、綠地系統規劃等統籌考慮，分解指標，提出控制要求。通過科學的“源頭-過程-終端”實施改造途徑，采用 “綠-灰”場地和市政設施相結合的方式，最大發揮管渠、綠地、水系等灰-綠-藍空間的協同作用，提高應對大流域、特大暴雨事件的能力，發揮凈化、調蓄和安全排放等多功能，最終實現排水防澇與海綿城市的綜合控制目標。

圖1 海綿城市建設體系的構建Fig.1 Establishment of Sponge City Construction System

4 規劃引領

海綿城市專項規劃的內容可落實到城市總規與詳規兩個層面，加強海綿城市規劃編制體系與上海市現行規劃編制體系銜接，并在項目方案實施階段開展相關海綿城市規劃設計的編制工作，規劃設計方案應從空間布局與指標、要素兩方面進行指引和控制。

4.1 總體規劃層面

總規層面的海綿城市專項規劃應根據城市或區域海綿城市建設總體戰略性目標，統籌確定海綿建設的各項目標，引導下層規劃的編制。戰略目標的確定應綜合考慮城市不同區域的排水條件、建設條件等[3-4]，參照區域編制的水系水利、排水以及綠地系統專業規劃，以地區排水防澇、水污染防治和水環境改善為主、雨水資源利用為輔的原則，因地制宜地提出戰略性對策。

總規層面的海綿城市專項規劃應與市總規、區總體、新城、新市鎮總體規劃及城市排水(雨水)防澇規劃、排水系統專業規劃等相關水務行業規劃相協調，對主城區、新城、鎮區和郊野地區提出年徑流總量控制目標、年徑流污染控制目標、水污染防治策略等。

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4.2 詳細規劃層面

詳規層面的海綿城市專項規劃主要落實城市或區域總規等上位規劃中提出的海綿城市打造的目標與要求，確定詳規層面的控制目標，并以道路和河道所圍合的地塊或街坊為基本單位，以控制目標為導向、對相關規劃指標和要求進行分解落地。詳規層面的海綿城市專項規劃應通過河道藍線、陸域控制線以及道路防護綠線等規劃控制線的劃示，明確河湖水域與道路綠化隔離帶的控制范圍，保證上位規劃中河湖水面率、綠地率等指標的落實。

控制性指標和引導性指標應在詳規層面的海綿城市專項規劃中提出。地塊徑流削減量為控制性指標中的核心代表指標[5]，該指標是基于區域地形地貌特點和年徑流總量控制目標而制定的。引導性指標主要是為了實現除控制性指標功能以外的海綿城市建設目標，是指導控制性指標落地的具體途徑，如透水鋪裝率[6]、單位硬化面積調蓄容積、下凹式綠地率、綠色屋頂率等。

5 規劃改造方向

海綿城市雨水系統構建的主要功能是使已開發建設區域的城市水文特征接近開發前，達到降低城市徑流污染、緩解城市內澇、充分利用水資源、使城市生態環境得到保護和持續改善的目的。其內容可以涵蓋在以下4個方面。

5.1 水安全

海綿城市水安全方面的規劃改造主要包括內澇防治設計重現期、管網標準、除澇標準等強制性指標項目的落實。根據《上海市海綿城市專項規劃2035》的規劃要求，現狀的防洪除澇標準與規劃控制指標存在較大差距，尤其雨水管網暴雨設計重現期由1年提升為3～5年，現狀雨水管網及設施改造壓力大。因此，單純依靠傳統灰色基礎設施排水模式向“綠灰”設施相結合排水模式的轉變迫在眉睫。

在傳統的雨水排水基礎上，在海綿城市建設體系下如何實現“快引、快排”十分關鍵。地塊雨水排放系統應加強豎向設計，提高雨水向市政管網的引流速率。市政雨水排水系統應統籌片區進行合理的排水片區規劃，充分考慮雨水排距與內河常水位標高之間的關系，避免出現雨水倒灌的現象的發生。主要排放河道應定期進行河底清淤，為雨水排放提供合適的水利條件，雨水排水管道應結合新的排水設計標準進行實施，老舊管道必須定期清淤，為雨水快排提供良好條件。

從廣義LID雨水系統構建角度出發，結合區域水系規劃，充分保護自然水體，加強河道疏浚工程建設，推進斷頭河成網開發實施，鼓勵大型多功能調蓄水體結合項目實施，從而加強區域降雨調蓄能力，提高防洪除澇標準。從狹義LID雨水系統構建角度出發，在雨水進入管道之前，從源頭因地制宜地構建疏散有序和規模合理的海綿設施，主要包括透水鋪裝、調蓄池、雨水花園、雨水濕塘、表流人工濕地、綠色屋頂等[7-8]。

5.2 水環境

海綿城市水環境的改造完善，需嚴控重點水功能區達標率和年徑流污染控制率。結合區域城市總體規劃，根據工業用地和水系的規劃分布，提前預判可能影響重點水功能區的點源和面源，嚴格限制點源排放，重視面源污染防治，加強海綿城市規劃系統的開發應用[9]。水務部門應加強頂層設計，統籌河湖內源治理，加大水資源管理和保護力度，提高水環境檢測能力。年徑流污染控制率應由區域用地性質、建設情況、水環境保護要求、徑流污染形式及特征等綜合確定，目標控制應由LID雨水系統和城鎮排水系統共同承擔[10]，城鎮排水系統中宜對初期雨水進行截流、調蓄和處理。

5.3 水生態

年徑流總量控制率、水生態岸線改造率、河湖水面率的規劃控制是打造海綿城市水生態的核心內容。年徑流總量控制目標，應綜合考慮區域開發強度、水資源現狀、降雨情況、經濟發展水平以及海綿城市建設實施情況等因素后確定，將總量目標進行系統性的逐層分解，指標最終應在詳規層面的海綿城市專項規劃中以地塊的徑流消減量指標形式實現。生態岸線是干濕交替、水緩水急的重要緩沖地帶，城市化地區已建硬質駁岸線應逐步改造成里剛外柔的生態駁岸線，結合現狀城市河道具體情況，因地制宜地規劃設計復式斷面生態岸線和直立式斷面生態岸線，生態駁岸可采用植物護坡、生態袋、生態混凝土、開孔式混凝土砌塊等植物與土木工程相結合的設置形式實現，不斷提高水生態岸線改造率[11]。河湖水面率可通過城市總體規劃和行業部門水系專項規劃的指引和控制，在下層次的規劃以及后期項目實施過程中通過水系剛性和彈性指標的落實來逐步控制。

5.4 水資源

海綿城市建設推進過程中應倡導對雨水資源的再利用，區域層面的海綿城市專項規劃中雨水資源利用率指標不宜低于5%。建筑和綠化的設計引導可用來實現城市化地區雨水資源再利用的目的，具體涵蓋建筑屋面和綠化屋頂雨水收集利用系統、產業園區雨水積蓄利用系統、道路綠化公共空間雨水滲透利用系統等。

6 臨港海綿城市案例

2016年4月，臨港地區申報成為國家第二批海綿城市建設試點。臨港試點區位于浦東水利片末端，試點區主要引水方向為北引南排，滴水湖現狀水質較好，外圍水源水質較差，汛期時為防內澇，大量優質水外排，加大河道內源污染物向湖內轉移。已建城區管網設計排水能力偏低，并且存在雨污混接的現象。

臨港海綿城市專項規劃綜合考慮規劃試點區生態資源要素分布、用地生態敏感性、內澇風險及地形標高，形成了“一核-兩環-六楔-多片”的海綿城市自然生態空間格局。“一核”：滴水湖生態敏感核心，功能定位是生態保護，保持和提升水體水質?！皟森h”：包括臨港森林通廊的外圍生態環帶和玉環帶城市公園環帶，功能定位是調蓄和生態凈化?！傲ā保阂?條河及周邊綠地空間形成的楔形綠地，功能定位是生態凈化，主要發揮雨水徑流污染強化攔截，凈化等作用。“多片”：試點區范圍內主要的集中建設空間。

圖2 臨港地區規劃生態格局和綠地系統管控圖Fig.2 Ecological Pattern and Green Space System Control of Lingang Area Planning

針對臨港地區現狀排澇存在的問題，按照“源頭減排、過程控制、系統治理”的要求，以滴水湖水質提升為核心，綜合采取以“凈”為主，“滲、滯、蓄、用、排”為輔的海綿措施，統籌水生態、水環境、水安全，發揮綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化。

其中源頭減排以建立LID雨水系統來實現，主要通過綠地系統管控和增加城市透水面積，削減徑流總量和峰值流量。綠地系統管控中充分利用已建綠地，保證消納自身雨水徑流，新建和改造改造綠地加強豎向開發設計，消納自身雨水徑流且考慮分擔周邊雨水徑流消納和河湖水凈化。結合城市用地性質規劃，科學規劃集中式雨洪調蓄濕地分布，合理利用沿海灘涂濕地區，低洼地區設置雨水強排系統。結合河道藍線規劃和河道生態整治工程，針對老城區河道開展拓寬、清淤疏浚工作以及主要河道護岸生態建設和改造工作。

表1 臨港海綿城市建設方案Tab.1 Sponge City Construction Plan of Lingang Area

7 結語

海綿城市低影響雨水開發系統的構建應從城市總體規劃并結合水務、環保、交通等主管行業部門的專項規劃協調統籌考慮，根據廣義的LID雨水系統技術尺度合理地進行區域海綿城市頂層設計。海綿城市建設綜合目標通過建筑小區、綠地、道路廣場、水務等方面具體項目的實施，并合理確定雨水“滲、滯、蓄、凈、用、排”海綿設施，逐步實現總體目標。“協調統籌布局大海綿，因地制宜設置小海綿”，從水安全、水環境、水生態、水資源4個方向提出策略，著力打造海綿城市生態體系。