基于雙目標達標分析的海綿城市規劃指標分解方法研究

呂永鵬，謝 勝，楊萬眾

[1.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092；2.上海城市排水系統工程技術研究中心，上海市 200092；3.滄州市自然資源和規劃局，河北 滄州 061014]

0 引言

2016 年3 月，住房和城鄉建設部發布《關于印發海綿城市專項規劃編制暫行規定的通知》（建規﹝2016﹞50 號）（以下簡稱《規定》），要求各地“結合實際，抓緊編制海綿城市專項規劃”（以下簡稱海綿規劃）。海綿規劃涉及城市水方面較多，但其中的水環境綜合整治、排水防澇、水資源利用等方面及自然生態空間格局劃分等內容均在城市相關專項規劃中已開展規劃設計[1]，而“明確雨水年徑流總量控制率等目標并進行分解”的要求為首次提出，且在城市規劃建設中統籌考慮“年徑流總量控制率”等指標，是落實海綿城市理念的重要途徑[2-3]，因此，合理分解年徑流總量控制率指標，保障海綿城市建設區域總體目標和項目管控目標的可達性，是海綿規劃的工作重點和工作難點之一。

本研究以滄州為例，基于區域海綿城市建設總體目標和建設項目控制指標的“雙目標達標分析”，探索了海綿規劃中年徑流總量控制率的指標分解方法，可供全國其他城市海綿規劃編制中指標分解提供參考和借鑒。

1 “雙目標達標分析”的指標分解思路

1.1 海綿規劃指標分解的常見問題

由于暫未有相關導則對年徑流總量控制率指標分解進行規范指導，經梳理，目前已編海綿規劃中指標分解存在如下幾種常見問題：

（1）指標分解的層級深度不夠，可用性不強。

根據《規定》的要求，海綿規劃指標分解需要“分解到排水分區或控規單元”，且存在相關研究和實踐僅將指標分解至控規單元[4]。而實際上年徑流總量控制率指標有效應用是基于法定程序管控地塊開發，“由點及面”實現區域的海綿城市建設效果。因此，指標分解時應在滿足《規定》要求的基礎上進一步深化指標分解至地塊，提高海綿規劃分解指標的可用性。

（2）由上至下分解指標，而忽視項目管控指標的可達性。

部分城市海綿規劃中，僅基于海綿城市建設區域總體目標（年徑流總量控制率）達標的角度，由上至下分解年徑流總量控制率指標，卻忽視了項目管控指標的合理性論證，即未論證海綿項目建設指引指標是否可有效支撐項目管控指標的可達性，從而導致項目管控指標的可達性較差，進而影響海綿城市建設區域總體目標的可信度。

（3）未考慮新建和改造項目管控指標的性質差異。

部分指標分解案例中不論新建或改建項目，將項目管控指標（年徑流總量控制率）作為強制性指標，而未考慮在海綿城市規劃建設中改建項目的指標性質與新建項目不同。針對新建項目，可通過將年徑流總量控制率融入法定規劃并融入“兩證一書”的法定程序中，“有法可依”地強制執行項目管控指標；而改造項目通常不需要建設工程規劃許可證等流程，則無強制執行依據[5-6]。因此，不同于新建項目管控指標的強制性，改建項目管控指標通常僅作技術指引之用。

1.2 基于“雙目標達標分析”的指標分解思路

“雙目標達標分析”的指標分解方法，是在梳理分析用地特征的基礎上，將海綿城市建設區域總體目標（詳見表1 的指標①）分解為各類用地類型和各類用地特征的項目管控指標（詳見表1 的指標②）；通過數學模型模擬，構建適宜的項目引導性指標（詳見表1 的指標③），確保項目管控指標達標。

表1 海綿城市低影響開發指標體系

經多輪試算，最終實現海綿城市建設區域總體目標和項目管控指標兩者同時達標的目的。具體指標分解的步驟和要求如文所示。

（1）合理確定區域總體目標。考慮國家要求、區域建設特征、水文條件、水問題等因素，合理確定海綿城市建設區域總體目標（指標①）。

（2）梳理用地建設特征體系。針對城市遠期規劃建設用地區域，考慮新城區和老城區的區域特征、不同用地類型，以及新建和改建項目的建設特征，梳理城市規劃建設范圍內建設用地特征體系。

（3）初步構建海綿指標體系。在梳理用地建設特征體系的基礎上，初步構建年徑流總量控制率指標體系，將海綿城市建設區域總體目標（指標①）分解為各類用地類型和各類用地特征的項目管控指標（指標②），確保區域內各項目加權計算后能滿足海綿城市建設區域總體目標（指標①）的要求。

（4）海綿項目指引指標試算。通過調研各類用地的典型項目用地指標，如建筑密度、綠地率等，構建各類用地類型項目的海綿城市建設項目指引指標體系，包括下凹式綠地面積比、透水鋪裝面積比、單位面積調蓄容積等；并采用數學模型模擬評估其典型項目的年徑流總量控制率水平，確保在落實項目指引指標（指標③）的基礎上，各類建設項目能達到項目管控指標（指標②）的要求。

（5）確定海綿指標分解體系。經過步驟（4）數學模型評估后，若存在部分用地類型項目難以達到初步構建的項目管控指標（指標②）要求，則在調整步驟（3）中的年徑流總量控制率指標體系后，再次優化項目指引指標體系，確保建設項目管控指標（指標②）的可達性。經過步驟（3）和步驟（4）多輪試算，結合技術可行性和經濟適宜性分析，合理確定符合國家要求和區域特征的年徑流總量控制率指標分解體系。

圖1 為基于“雙向達標”的指標分解技術路線圖。

圖1 基于“雙向達標”的指標分解技術路線圖

2 實施案例

2.1 區域概況

滄州市是京津冀區域重要節點城市，中心城區規劃范圍170 km2（見圖2），年均降水量543 mm。作為北方典型平原城市，滄州市亦面臨著“水多”、“水少”和“水臟”等城市水系統問題。

圖2 滄州市中心城區規劃用地范圍

2.2 合理確定區域總體目標

2.2.1 滄州市年徑流控制率與設計降雨量關系

通過統計滄州市氣象局30 a 日降雨量，計算出滄州市年徑流總量控制率與設計降雨量之間的關系，其中年徑流總量控制率75%對應設計降雨量為23.8 mm，具體見圖3、表2。

圖3 滄州市年徑流控制率與設計降雨量關系圖

表2 滄州市年徑流控制率與設計降雨量關系表

2.2.2 國家相關要求

根據《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》（試行）對我國不同地區提出的年降雨總量控制率的要求，滄州市屬Ⅲ區，其年徑流總量控制率要求為75%～85%。

2.2.3 城市開發前水文特征

選取6 片總面積為2.25 km2的典型未開發用地，其下墊面情況見表3。采用SWMM 模型模擬評估近30 a 逐日降雨量條件下上述6 片典型區域的年徑流總量控制率水平，并將其均值作為滄州市城市開發前水文本底值。模擬結果表明，滄州市城市開發前的本底年徑流總量控制率約為77.3%（見表4）。

表3 典型未開發用地下墊面情況 單位：%

表4 城市開發前滄州市水文狀況模擬結果

2.2.4 小結

綜合考慮滄州市降雨特征、國家相關要求和區域開發前水文特征研究，確定滄州市海綿城市建設區域總體目標（年徑流總量控制率）為75%，對應設計降雨量為23.8 mm，對應年降雨頻次控制率為82.8%。

2.3 梳理用地建設特征體系

按照用地類型和建設狀態（已建成或未建設），梳理滄州市規劃建設范圍內建設用地特征體系。考慮到滄州市老城區（北至永濟路、西至浮陽大道、南至黃河路、東至千童大道，總面積約為11.04 km2）建成年限較久，其建設項目的綠地率等用地指標與其他區域存在明顯差異，因此將其與其他區域的用地建設特征分類梳理，具體滄州市規劃建設范圍用地特征統計情況見表5。

表5 滄州市遠期規劃建設用地特征統計表 單位：hm2

2.4 初步構建海綿指標體系

在梳理滄州市規劃建設范圍用地建設特征體系的基礎上，初步構建滄州市年徑流總量控制率指標分解體系，確保區域內各項目加權計算后能滿足滄州市海綿城市建設區域總體目標的要求。具體分解體系見表6。

表6 滄州市年徑流總量控制率指標分解體系 單位：%

2.5 海綿項目指引指標試算

2.5.1 梳理不同類型項目的用地指標

梳理當地近期新建項目用地指標，并選取典型已建項目通過航拍圖解譯，整理不同建設特征和不同類型建設項目的用地指標情況，包括建設密度和綠地率，并針對典型已建項目進行現狀年徑流總量控制率評估，具體見表7、表8。

表7 滄州市新建項目的用地指標限值 單位：%

表8 滄州市典型已建項目下墊面解譯表 單位：%

2.5.2 構建建設指引指標體系

在梳理不同類型項目用地指標（建筑密度、綠地率等）的基礎上，構建各類項目海綿城市建設指引指標體系，包括下凹式綠地面積比、透水鋪裝率面積比、單位面積調蓄容積等；同時，假設各類項目上述海綿設施布置合理（發揮100%的功能），采用SWMM 模型模擬評估其年徑流總量控制率水平，并優化海綿城市建設指引指標體系，確保各類項目能達到滄州市年徑流總量控制率指標分解體系要求。

2.6 確定海綿指標分解體系

經過多輪試算，結合技術可行性和經濟適宜性分析，最終確定符合國家要求和區域特征的滄州市年徑流總量控制率指標分解體系（見表9），經加權平均計算，滄州市中心城區的年徑流總量控制率為75.2%，對應設計降雨量為24 mm，可保障滄州市海綿城市建設目標的可達性；此外，構建滄州市各類項目的海綿城市建設項目指引指標體系（見表9），可有效指引項目實施，確保海綿城市建設項目管控指標的可達性，從而實現海綿城市建設區域總體目標和項目管控指標的“雙目標可達”。

表9 滄州市年徑流總量控制率指標分解體系和海綿城市建設項目指引指標體系

最終，將各建設項目的海綿城市建設指標落入控規單元內，出具海綿城市管控分區指標分解圖（見圖4）。

圖4 滄州市海綿城市管控分區指標分解圖

3 結論與建議

（1）在梳理現狀海綿規劃中指標分解常見問題的基礎上，構建了基于“雙目標達標分析”的海綿城市規劃年徑流總量控制率指標分解方法，具體步驟為合理確定區域總體目標、梳理用地建設特征體系、初步構建海綿指標體系、海綿項目指引指標試算、確定海綿指標分解體系。

（2）以河北滄州開展案例研究，構建滄州市各類項目的海綿城市建設項目指引指標體系，并采用SWMM 模型多輪試算，確保建設項目的項目管控指標的可達性。在此基礎上，構建了符合國家要求和區域特征的滄州市年徑流總量控制率指標分解體系，從而實現滄州市海綿城市建設區域總體目標和項目管控指標的“雙目標可達”，可為全國其他城市海綿規劃編制中指標分解提供參考和借鑒。

（3）在進行“雙目標達標分析”指標分解過程中，需通過詳盡的資料調研、選取適宜典型已建項目來收集區域建設項目用地指標等信息，以確保SWMM模擬評估結果以及構建的年徑流總量控制率指標分解體系和建設項目指引指標體系符合區域實際情況。