葉曉東
海綿城市實(shí)施途徑及規(guī)劃應(yīng)對(duì)策略研究
——以寧波市為例
葉曉東
建設(shè)海綿城市的最終目標(biāo)是為城市構(gòu)建起可持續(xù)、健康的水循環(huán)系統(tǒng),每個(gè)城市的工作重點(diǎn)各不相同。結(jié)合城市的自然地理環(huán)境,寧波需要在建設(shè)源頭低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)、構(gòu)建以水系為主體的城市排蓄大系統(tǒng)和最大限度地保護(hù)水生態(tài)體系3方面開(kāi)展工作,提出了綜合徑流系數(shù)、低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)、平原河網(wǎng)水面率和單位建設(shè)用地調(diào)蓄量4個(gè)覆蓋源頭到終端的規(guī)劃控制指標(biāo),并對(duì)低影響開(kāi)發(fā)、水域保護(hù)及城市調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)劃管控方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
海綿城市 | 實(shí)施途徑 | 規(guī)劃策略 | 寧波
葉曉東
寧波市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
市政工程所所長(zhǎng),高級(jí)工程師
在高速城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的背景下,我國(guó)城市的發(fā)展面臨種種挑戰(zhàn),如何實(shí)現(xiàn)城市的發(fā)展和環(huán)境資源協(xié)調(diào)是城市建設(shè)管理者面臨的重要難題之一。為此,住建部在2014年10月發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《技術(shù)指南》),提出建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市,讓城市“彈性適應(yīng)”環(huán)境變化與自然災(zāi)害。
海綿城市建設(shè)的最終目標(biāo)是為城市構(gòu)建起可持續(xù)、健康的水循環(huán)系統(tǒng),因此,在城市整體視角制定多維度的規(guī)劃策略非常重要。有學(xué)者對(duì)美國(guó)城市暴雨最優(yōu)管理的實(shí)踐進(jìn)行過(guò)分析,其在不同尺度有不同的應(yīng)對(duì)措施,包括單體建筑或建筑群策略、優(yōu)化場(chǎng)地設(shè)計(jì)策略、基礎(chǔ)設(shè)施策略以及區(qū)域開(kāi)發(fā)策略等4類(lèi),同時(shí)一些低影響開(kāi)發(fā)原則下的精細(xì)化設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)考慮在具體實(shí)施中被強(qiáng)調(diào)[1]。
《技術(shù)指南》是全國(guó)通用性文件,而不同城市的地域特征差異較大,其建設(shè)重點(diǎn)和策略也不盡相同。本文結(jié)合寧波自然地理環(huán)境特點(diǎn),從城市層面對(duì)寧波海綿城市的實(shí)施途徑進(jìn)行了分析,并從規(guī)劃和管理的角度對(duì)城市層面不同尺度的規(guī)劃策略進(jìn)行了研究,旨在通過(guò)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),發(fā)揮規(guī)劃的控制和引領(lǐng)作用。
1.1 海綿城市的概念、內(nèi)涵
《技術(shù)指南》對(duì)“海綿城市”進(jìn)行了如下定義:城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。
解讀《技術(shù)指南》,“海綿城市”的內(nèi)涵有兩方面:一是改變城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針,統(tǒng)籌考慮內(nèi)澇防治、徑流污染控制和雨水資源化利用等多個(gè)目標(biāo);二是保護(hù)或修復(fù)城市水生態(tài)系統(tǒng),最大限度地保護(hù)城市未受到破壞的河流、湖泊、濕地等水生態(tài)體系,并綜合運(yùn)用不同的技術(shù)手段,修復(fù)已經(jīng)受到破壞的城市水生態(tài)系統(tǒng)。
1.2 海綿城市的核心作用
傳統(tǒng)城市建設(shè)習(xí)慣于采用戰(zhàn)勝自然、改造自然的城市建設(shè)模式,這導(dǎo)致城市面臨著資源約束趨緊、洪澇災(zāi)害頻繁、環(huán)境污染加重、生態(tài)系統(tǒng)退化等一系列問(wèn)題。
城市化與生態(tài)環(huán)境存在著交互耦合的關(guān)系,城市化與生態(tài)環(huán)境相互作用、相互影響。在技術(shù)進(jìn)步跟城市化率同步的情況下,城市化并不一定會(huì)導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境惡化,但城市擴(kuò)張并不是無(wú)止境的,而是有其臨界點(diǎn)。技術(shù)水平不變之下的邊際生態(tài)環(huán)境治理成本要高于技術(shù)水平提高下的邊際成本,因此提高城市生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)水平比提高土地利用技術(shù)水平更有利于提高城市生態(tài)環(huán)境承載力[2]。
從海綿城市的概念和內(nèi)涵可以看出,建設(shè)海綿城市并非單純地改變城市排水模式,而是以構(gòu)建可持續(xù)、健康的水循環(huán)系統(tǒng)為目的的一種城市建設(shè)模式。與傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式相比,“海綿城市”是順應(yīng)自然、尊重自然的低影響發(fā)展模式。通過(guò)保護(hù)河流、湖泊、濕地等“海綿體”,修復(fù)已經(jīng)受到破壞的城市水生態(tài)系統(tǒng),采用“慢排緩釋”和“源頭分散”的排水方式,在城市化進(jìn)程中進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和提高生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)水平,從而有效地保證城市水安全,解決水污染、生態(tài)退化等問(wèn)題。
2.1 城市概況
2.1.1 城市性質(zhì)與規(guī)模
寧波市位于我國(guó)海岸線中段,浙江寧紹平原東端,是我國(guó)東南沿海重要的港口城市、長(zhǎng)江三角洲南翼經(jīng)濟(jì)中心、國(guó)家歷史文化名城。
《寧波市城市總體規(guī)劃(2006—2020年)》(2015年修訂)確定2020年中心城區(qū)常住人口395萬(wàn),城市建設(shè)用地規(guī)模420 km2。
2.1.2 氣象、水文
寧波屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均日照時(shí)數(shù)1 900—2 100 h,年平均氣溫16.1℃—16.5℃。全市多年平均降水量為1 517.1 mm,但降雨的時(shí)空分布又極不均勻。多年平均降水量的年內(nèi)分配為:年初、年末6個(gè)月的降水量?jī)H占年降雨量的29.8%,而4—9月則占全年降水量的70.2%。
2.1.3 主要災(zāi)害性天氣
特殊的自然地理位置使寧波市易受洪、澇、潮三重威脅。在夏秋季節(jié),受大氣南北環(huán)流交替影響,寧波受臺(tái)風(fēng)暴雨襲擊頻繁,洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。自2000年以來(lái),寧波市區(qū)共遭受臺(tái)風(fēng)及熱帶風(fēng)暴影響33次,其中影響較大的6次,尤其是2012年的“??迸_(tái)風(fēng)和2013年的“菲特”臺(tái)風(fēng),更是給寧波市帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。
2.2 海綿城市建設(shè)總體思路
2.2.1 海綿城市建設(shè)目標(biāo)和重點(diǎn)分析
可以將海綿城市建設(shè)的目標(biāo)導(dǎo)向分解為三部分:首先是緩解城市防澇壓力;其次是保護(hù)及改善城市水生態(tài)體系;再次是推進(jìn)雨水資源化利用。
寧波城市地勢(shì)平坦,河網(wǎng)密布,城市排水系統(tǒng)基本采用徑流雨水先通過(guò)雨水管道重力流排入內(nèi)河、內(nèi)河水再通過(guò)沿江閘門(mén)和排澇泵站排入三江的排放模式。城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)一般服務(wù)周邊幾公頃用地,就近排入河道。通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)研和城市典型區(qū)域Infoworks ICM模型模擬表明,城市防澇工作的核心是以水系為主體的城市排澇系統(tǒng)的建設(shè),其旨在控制城市內(nèi)河水位防止倒灌城市?,F(xiàn)階段,城市內(nèi)澇防治形勢(shì)非常嚴(yán)峻,極端天氣出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高,而與此同時(shí),城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市外圍大量的農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地,進(jìn)一步加劇了城市的防澇壓力。在此背景下,急需開(kāi)展兩方面工作:一是在新建和改造區(qū)域落實(shí)源頭低影響措施,控制產(chǎn)流速度和徑流量;二是“排蓄并舉”,提升城市平原河網(wǎng)的排水能力和調(diào)蓄能力。
加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè),從源頭上扭轉(zhuǎn)水生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì),是建設(shè)美麗寧波的重要基礎(chǔ)和支撐。目前,寧波水環(huán)境質(zhì)量狀況不容樂(lè)觀,地表水水質(zhì)總體以輕度污染為主,特別是平原河網(wǎng)水質(zhì)較差。因此,保護(hù)尚未開(kāi)發(fā)區(qū)域的水生態(tài)體系,修復(fù)已經(jīng)受到破壞的水生態(tài)系統(tǒng),最終形成健康的水循環(huán)系統(tǒng)非常重要,也是寧波建設(shè)海綿城市的另一大重點(diǎn)。
在雨水資源化利用方面,由于自然降水時(shí)空分布極不均勻,而城市內(nèi)河的水體補(bǔ)充和交換基本上依靠自然降水,若就地蓄積、利用,將會(huì)控制大量的中小型降雨,從而對(duì)城市枯水期水生態(tài)系統(tǒng)造成較大的影響。以功能論,城市縱橫交錯(cuò)的河網(wǎng)是天然的中水管網(wǎng)。在城市供水體系設(shè)計(jì)時(shí),提出了建設(shè)市政用水河網(wǎng)取水點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),將河水作為市政雜用水水源,以此方式來(lái)實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用。
2.2.2 海綿城市建設(shè)總體思路
基于不同建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)重點(diǎn),寧波市中心城區(qū)海綿城市的建設(shè)將主要包括3方面:一是建設(shè)源頭低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng),減少?gòu)搅髁?,消減徑流峰值,控制徑流污染;二是構(gòu)建以水系為主體的城市排蓄大系統(tǒng),完善城市骨干排水系統(tǒng),控制合理的水面率,建設(shè)城市調(diào)蓄系統(tǒng),提升河網(wǎng)排水能力和城市的調(diào)蓄能力;三是最大限度地保護(hù)原有河流、湖泊、濕地等水生態(tài)體系,盡量維持城市開(kāi)發(fā)前的自然水文特征,對(duì)已經(jīng)受到破壞的水生態(tài)系統(tǒng),綜合運(yùn)用物理、生物和生態(tài)等技術(shù)手段進(jìn)行恢復(fù)。
對(duì)比《技術(shù)指南》,本文提出的寧波市海綿城市建設(shè)思路有兩方面不同:一是對(duì)源頭調(diào)蓄容積不做要求,而是通過(guò)建設(shè)排蓄大系統(tǒng)提升城市排澇能力;二是建設(shè)市政雜用水河網(wǎng)取水點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),間接實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用,而不推廣雨水就地蓄積、利用。
3.1 建設(shè)源頭低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)
低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)建設(shè)的思路是盡可能采用接近自然狀態(tài)的排水系統(tǒng),充分利用土壤滲透和綠化滯留、吸附作用,消減雨水徑流的污染負(fù)荷、排放量和產(chǎn)流速度。具體的排放流程是:降雨通過(guò)屋頂綠化或透水路面滯留、下滲后,排入下凹式綠地,面積較大的下凹式綠地可建設(shè)植被淺溝、雨水花園等形式組織雨水排放,下凹式綠地內(nèi)設(shè)置溢流口,雨量較小時(shí)下滲,雨量較大時(shí)通過(guò)溢流口至雨水管道或直接排入河道。
結(jié)合寧波的自然地理環(huán)境特點(diǎn),選擇推廣的低影響開(kāi)發(fā)措施包括屋頂綠化、下凹式綠地、植被淺溝、透水路面和雨水花園等(圖1)。
3.2 構(gòu)建城市排蓄大系統(tǒng)
立足“排蓄并舉”的設(shè)計(jì)理念,構(gòu)建生態(tài)、可持續(xù)的,以城市水系為主體的城市排蓄大系統(tǒng)是寧波海綿城市建設(shè)的另一核心,也是城市防澇安全的最根本保證。
構(gòu)建城市排蓄大系統(tǒng)的工作重點(diǎn)有四方面:一是城市骨干排水系統(tǒng)的建設(shè)完善,包括水庫(kù)、湖泊、排澇骨干河網(wǎng)、沿江排澇泵站等設(shè)施的規(guī)劃建設(shè);二是城市水域的保護(hù),除骨干排水系統(tǒng)外,還對(duì)一般河道、坑塘等水域進(jìn)行規(guī)劃控制,保證城市河網(wǎng)的調(diào)蓄能力;三是城市調(diào)蓄系統(tǒng)的建設(shè),旨在進(jìn)一步提升城市的調(diào)蓄能力(圖2)。
3.2.1 城市骨干排水系統(tǒng)建設(shè)
城市骨干排水系統(tǒng)的建設(shè)包括三方面:一是建設(shè)城市外圍骨干排水通道,引導(dǎo)山區(qū)洪水外排入江(海);二是根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn),沿奉化江、姚江、甬江建設(shè)防護(hù)堤,形成防洪閉合區(qū),阻擋外江洪潮入侵;三是拓寬和疏浚主要排水河道,保證遇澇排水通暢;四是建設(shè)沿江排澇泵站,在三江遭遇高水位時(shí),將澇水強(qiáng)排入江或海(圖3)。
3.2.2 城市水域保護(hù)
寧波地處江南水鄉(xiāng),河網(wǎng)密集,但城市規(guī)模的擴(kuò)大勢(shì)必涉及城市水系的調(diào)整,雖然近年來(lái)加強(qiáng)了對(duì)水域的保護(hù),但被占用的情況依然存在。目前,通過(guò)城市藍(lán)線的劃定,城市湖泊、排澇骨干河網(wǎng)已經(jīng)得到了有效的保護(hù),但一般河道、坑塘等水域的保護(hù)并未得到足夠的重視,水域被隨意填埋、取消的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生?;诿媾R的問(wèn)題,必須設(shè)計(jì)完善的城市水域規(guī)劃管控方案,加強(qiáng)水域的保護(hù)。
圖2 海綿城市雨水排放體系框架圖
圖3 寧波市中心城區(qū)骨干河網(wǎng)布局圖
3.2.3 城市調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)
在加強(qiáng)城市水域面積保護(hù),保證河網(wǎng)調(diào)蓄能力的同時(shí),需要構(gòu)建除河網(wǎng)以外的調(diào)蓄系統(tǒng),進(jìn)一步提升城市的調(diào)蓄能力,以應(yīng)對(duì)城市面臨的越來(lái)越嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。
(1)城市調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)方案分析
城市可選擇建設(shè)的調(diào)蓄設(shè)施主要有兩類(lèi):一是地下調(diào)蓄池、調(diào)蓄隧道等,如東京、巴黎、倫敦等城市的地下排水隧道、地下調(diào)蓄池系統(tǒng);二是結(jié)合城市綠地、廣場(chǎng)而建設(shè)的多功能調(diào)蓄設(shè)施,其最大的優(yōu)點(diǎn)是一次投入、多種用途,國(guó)外已有許多關(guān)于多功能調(diào)蓄設(shè)施的實(shí)踐。
從澇水控制水平、工程投資、運(yùn)行管理、實(shí)施性等方面對(duì)兩類(lèi)設(shè)施進(jìn)行比較分析,基于寧波河網(wǎng)密布的自然地理環(huán)境特點(diǎn),結(jié)合不同綠地的功能和特征,推薦建設(shè)以城市濕地和多功能調(diào)蓄設(shè)施為主體的城市綠地調(diào)蓄系統(tǒng)。
(2)建設(shè)模式分析
以寧波中心城區(qū)范圍內(nèi)屬于鄞西流域的片區(qū)為例,該區(qū)域總面積約145 km2,片區(qū)可分為兩片:一是鄞西片,為未來(lái)城市重點(diǎn)發(fā)展板塊,地貌以平原為主,河網(wǎng)水系發(fā)達(dá),生態(tài)條件優(yōu)越,其中農(nóng)田約占總面積的50%,水域約占總面積的8%;二是海曙片,位于鄞西片東邊,基本為現(xiàn)狀建成區(qū)。鄞西片區(qū)的農(nóng)田是城市外圍重要的澇水滯蓄空間,區(qū)域開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)鄞西流域防澇安全有較大影響。
基于鄞西片用地布局和不同綠地的功能和特征,確定區(qū)域調(diào)蓄系統(tǒng)的建設(shè)方案,可分為3類(lèi)模式(圖4)。A類(lèi)建設(shè)模式:主要為大型城市防護(hù)綠地,建議維持農(nóng)田形態(tài),或按城市濕地模式建設(shè);B類(lèi)建設(shè)模式:為城市大型公園綠地,建議按城市濕地模式建設(shè),或按多功能調(diào)蓄設(shè)施模式建設(shè);C類(lèi)建設(shè)模式:主要為沿河面積較大的公園綠地,建議按多功能調(diào)蓄設(shè)施模式建設(shè)。除上述外,沿河的小面積帶狀綠化的規(guī)劃建設(shè)也應(yīng)體現(xiàn)海綿城市的建設(shè)理念(圖5)。
區(qū)域現(xiàn)狀農(nóng)田豎向約2.0 m(1985國(guó)家高程基準(zhǔn),下同),城市濕地模式要求按2.0 m控制豎向,在平原河網(wǎng)水位突破2.0 m時(shí)發(fā)揮調(diào)蓄作用;多功能調(diào)蓄模式建設(shè)方式可靈活選擇,可選擇在河網(wǎng)水位超過(guò)20年一遇設(shè)防水位時(shí)(約2.47 m)溢流進(jìn)入蓄水設(shè)施調(diào)蓄,按5 000 m3/ 萬(wàn)m2標(biāo)準(zhǔn)控制,日常按基本功能使用。
表1估算表明,如該區(qū)域綠地按圖4方案實(shí)施,總調(diào)蓄量約為1 179萬(wàn)m3,可調(diào)蓄區(qū)域(包括鄞西片和海曙片)80 mm降雨量,再配合源頭低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建,區(qū)域面臨的防澇壓力將大大緩解。
圖4 鄞西片調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)方案圖
圖5 河岸空間布局示意圖
3.3 水生態(tài)體系保護(hù)
水生態(tài)體系的保護(hù)同樣是海綿城市建設(shè)中非常重要的內(nèi)容,其可分為生態(tài)保護(hù)紅線劃定、河網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)兩個(gè)層面。
3.3.1 生態(tài)保護(hù)紅線的劃定
結(jié)合城市生態(tài)保護(hù)紅線規(guī)劃,將飲用水水源保護(hù)區(qū)、重要水源涵養(yǎng)區(qū)、重要濕地、洪水調(diào)蓄區(qū)(湖泊、水庫(kù)、濕地、河流)等與城市水生態(tài)環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的要素劃入生態(tài)保護(hù)紅線,并納入生態(tài)保護(hù)紅線管控平臺(tái),實(shí)行最嚴(yán)格的源頭保護(hù)制度、損害賠償制度和責(zé)任追究制度。
3.3.2 河網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)
總結(jié)以往河網(wǎng)的整治方式,存在兩方面問(wèn)題:一是固化河岸,破壞了河流天然的生態(tài)系統(tǒng);二是裁彎取直,丟失了河道的自然形態(tài)特征。雖然近年來(lái)隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升,新建河岸已基本采用自然生態(tài)型駁岸,但河道裁彎取直、直線化的傾向一直未發(fā)生根本性的變化。另外,在入河污染物控制方面,在城市污水收集處理系統(tǒng)基本建成后,雨水系統(tǒng)污染已成為制約城市水環(huán)境質(zhì)量提升的最重要因素。
表1 鄞西片綠地調(diào)蓄量估算表
(1)轉(zhuǎn)變河道整治理念。
為盡量維持城市開(kāi)發(fā)前的自然水文特征,城市河道的整治和建設(shè)需要在兩方面做好工作:一是在保證過(guò)流能力需求的同時(shí),改變過(guò)去裁彎取直的線型確定方式,盡量維持河道原有的形態(tài)或設(shè)計(jì)接近自然的形態(tài),同時(shí)結(jié)合河網(wǎng)流經(jīng)區(qū)域不同的用地功能,選取不同類(lèi)型的生態(tài)護(hù)岸,最大限度地維持原有生態(tài)體系;二是對(duì)于已破壞的河網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng),綜合運(yùn)用物理、生物和生態(tài)等技術(shù)手段,采用各類(lèi)接近自然的修復(fù)措施以恢復(fù)河網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)。
(2)雨水系統(tǒng)污染控制
寧波城市雨水系統(tǒng)污染包括雨水徑流污染、雨水口污染和雨污混接污染。近年來(lái),城區(qū)通過(guò)在雨水排放口建設(shè)閘門(mén)的方式對(duì)雨污混接較為嚴(yán)重的區(qū)域開(kāi)展了截污納管工程,取得了良好效果。在此基礎(chǔ)上,推薦配套實(shí)施小型調(diào)蓄池,加強(qiáng)對(duì)溢流污染和初期雨水的控制。但由于城區(qū)雨水基本采用利用重力就近排入河道的方式,雨水排放口數(shù)量巨大,造成大面積實(shí)施較為困難,系統(tǒng)也較為復(fù)雜,因此建議通過(guò)評(píng)估,在源頭改造困難及污染嚴(yán)重區(qū)域?qū)嵤╅l門(mén)加小型調(diào)蓄池的方案。
另外,應(yīng)盡快進(jìn)行雨污混接管道普查,推進(jìn)雨污混接管道的改造工作,并對(duì)沿街商鋪向雨水口排放污染物等問(wèn)題進(jìn)行整治,完善監(jiān)管體系,加強(qiáng)執(zhí)法力量和執(zhí)法力度。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,發(fā)達(dá)國(guó)家城市已建立了較為完善的體系來(lái)保障城市建設(shè)過(guò)程中“滲、滯、蓄、凈、用、排”理念的落實(shí),土地開(kāi)發(fā)時(shí)尤其強(qiáng)調(diào)對(duì)重要區(qū)域的保護(hù)、對(duì)不透水面積的控制和開(kāi)發(fā)前后的水文比較,相關(guān)工程措施也是以數(shù)學(xué)模型的全面應(yīng)用為基礎(chǔ)確定的。目前,海綿城市建設(shè)正處于由概念到實(shí)踐、由局部到整體的轉(zhuǎn)變期,《技術(shù)指南》提供了國(guó)內(nèi)部分城市的小范圍實(shí)踐案例,但與國(guó)外發(fā)達(dá)城市相比,很多方面存在較大差距,尤其是數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用方案。
考慮到當(dāng)前我國(guó)城市與發(fā)達(dá)國(guó)家城市不同的發(fā)展階段,海綿城市建設(shè)相關(guān)規(guī)劃控制指標(biāo)和管理制度的制定需考慮兩方面因素:一是立足現(xiàn)狀,要與現(xiàn)階段的技術(shù)與管理手段相匹配,通過(guò)簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法去引導(dǎo)和推動(dòng)海綿城市的建設(shè);二是要面向長(zhǎng)遠(yuǎn),逐步推進(jìn)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用,構(gòu)建包含下墊面、雨水管網(wǎng)、河網(wǎng)等多要素的耦合模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的精細(xì)化管理。
4.1 源頭低影響開(kāi)發(fā)管控方案
4.1.1 規(guī)劃控制指標(biāo)
《技術(shù)指南》建議選擇徑流總量控制作為首要的規(guī)劃控制目標(biāo),同步實(shí)現(xiàn)徑流污染控制和雨水資源化利用。解讀《技術(shù)指南》中徑流總量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)途徑和分解方法,有兩方面的問(wèn)題需要引起重視:一是在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采用方面,一般在城市總體層面,要獲取準(zhǔn)確的全市各地塊綠地率、建筑密度等規(guī)劃控制指標(biāo)比較困難;二是不同城市由于自然地理環(huán)境的差異,其對(duì)于不同時(shí)間段、不同強(qiáng)度降雨有不同的態(tài)度,前述已分析了控制中小降雨來(lái)實(shí)現(xiàn)徑流總量控制目標(biāo)對(duì)于城市河網(wǎng)的影響。因此,需要結(jié)合城市的規(guī)模及自然地理環(huán)境對(duì)規(guī)劃控制指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。結(jié)合寧波海綿城市實(shí)施途徑分析,選擇徑流系數(shù)、低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)作為規(guī)劃控制指標(biāo)。
對(duì)于將綜合雨量徑流系數(shù)作為城市的規(guī)劃控制指標(biāo),在深圳光明新區(qū)[3]和前海合作區(qū)[4]有較好的運(yùn)用。兩區(qū)域在規(guī)劃階段提出將區(qū)域現(xiàn)狀綜合雨量徑流系數(shù)作為控制目標(biāo),使新區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)后的外排雨水設(shè)計(jì)流量不大于開(kāi)發(fā)建設(shè)前的水平。廣州市政府出臺(tái)的《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》中,也將地塊雨水徑流系數(shù)作為重要的控制標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也對(duì)地塊室外可滲透地面、下沉式綠地等都有明確的配置要求。同樣,在《技術(shù)指南》提供的控制目標(biāo)分解方法中,綜合雨量徑流系數(shù)也是計(jì)算的核心指標(biāo)。
徑流系數(shù)并不是精確的控制值,其會(huì)隨著雨量的增加而增大,是動(dòng)態(tài)變化的,雖然下述的推導(dǎo)過(guò)程并不嚴(yán)密,但結(jié)合現(xiàn)階段的技術(shù)與管理手段,通過(guò)確定徑流系數(shù)目標(biāo)控制值,從而確定分類(lèi)建設(shè)用地的屋頂綠化、下凹式綠地等控制指標(biāo)是最為有效的方案,各類(lèi)指標(biāo)也較為直觀易懂。
控制指標(biāo)分為城市總體控制指標(biāo)和分項(xiàng)各類(lèi)建設(shè)用地控制指標(biāo)兩類(lèi)。
(1)城市總體控制指標(biāo)
城市總體控制目標(biāo)基于城市建成后的綜合徑流系數(shù)不大于開(kāi)發(fā)建設(shè)前水平的要求確定,下墊面為《寧波市城市總體規(guī)劃(2006—2020年)》(2015年修訂)確定的中心城區(qū)城市建設(shè)用地范圍?,F(xiàn)狀各類(lèi)用地徑流系數(shù)依據(jù)GIS地形數(shù)據(jù),選取現(xiàn)狀居住區(qū)、公共建筑、工業(yè)企業(yè)等不同類(lèi)別下墊面,加權(quán)平均后,計(jì)算取得中心城區(qū)現(xiàn)狀雨量綜合徑流系數(shù)約為0.58(表2)。
基于城市建成后綜合徑流系數(shù)不大于開(kāi)發(fā)前水平的要求,寧波市中心城區(qū)的雨量綜合徑流系數(shù)總體控制目標(biāo)為≤0.58。
(2)分類(lèi)建設(shè)用地徑流系數(shù)控制目標(biāo)
總體目標(biāo)通過(guò)將各類(lèi)新建及改建用地(現(xiàn)狀村莊、部分舊住宅及廠房拆遷或改造)按低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)、調(diào)整下墊面建設(shè)方式降低徑流系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)城市綜合徑流系數(shù)≤0.58的目標(biāo),確定了城市分類(lèi)建設(shè)用地的徑流系數(shù)控制要求(表3),并結(jié)合未來(lái)新建及改建用地規(guī)模,對(duì)能否達(dá)到控制目標(biāo)進(jìn)行了校核(表4)。
表2 寧波市中心城區(qū)現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)測(cè)算表
表3 新建(改建)用地徑流系數(shù)控制指標(biāo)表
表4 寧波市中心城區(qū)規(guī)劃綜合徑流系數(shù)校核表
表5 新建(改建)地塊低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)一覽表(單位:%)
(3)分類(lèi)建設(shè)用地低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)
結(jié)合寧波的自然地理環(huán)境特點(diǎn),將屋頂綠化、下凹式綠地和透水路面建設(shè)要求納入規(guī)劃控制指標(biāo)體系,其他措施可根據(jù)各地塊實(shí)際情況選擇配置。
為達(dá)到表3中分類(lèi)建設(shè)用地徑流系數(shù)控制目標(biāo),結(jié)合《寧波市綠色建筑評(píng)價(jià)實(shí)施細(xì)則》(試行)、城市不同功能用地的特性,提出了分類(lèi)建設(shè)用地的低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)值(表5)。不同下墊面的徑流系數(shù)參考《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范(GB 50400—2006)》取值,結(jié)合分類(lèi)建設(shè)用地的建設(shè)控制要求加權(quán)平均校核。
4.1.2 規(guī)劃管控方案
為保證低影響開(kāi)發(fā)的推廣實(shí)施,應(yīng)將相關(guān)控制指標(biāo)納入法定規(guī)劃中。結(jié)合兩大法定規(guī)劃的編制要求、內(nèi)容深度,控制性詳細(xì)規(guī)劃是承接規(guī)劃編制、規(guī)劃管理和規(guī)劃實(shí)施之間的核心。因此,應(yīng)在控規(guī)編制中落實(shí)表3和表5的控制要求。
建議將低影響開(kāi)發(fā)的規(guī)劃監(jiān)管在建設(shè)工程許可環(huán)節(jié)落實(shí),要求建設(shè)單位或個(gè)人在申報(bào)建設(shè)工程許可時(shí)需提供低影響開(kāi)發(fā)實(shí)施報(bào)告,報(bào)告需包括以下幾部分內(nèi)容:一是提供地塊徑流系數(shù)測(cè)算表,其應(yīng)滿足表5的控制要求;二是地塊各類(lèi)措施地勢(shì)分布圖、建設(shè)方案和占比,其應(yīng)滿足表3的控制要求;三是雨水排放方案,徑流雨水原則上需通過(guò)綠化滯留后方可排入雨水管道和河道。
4.2 城市水域管控方案
城市水域管控方案分為兩個(gè)層次。
4.2.1 總體規(guī)劃層面
在城市總體層面,包括城市總體規(guī)劃和河網(wǎng)水系專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃,劃定城市排澇骨干河網(wǎng)等重要水域藍(lán)線,并分流域和分區(qū)域明確流域?qū)用娴乃媛士刂埔螅ū?、圖6)。同時(shí)建議將現(xiàn)狀水面率考核列入最嚴(yán)格水資源管理考核體系。
4.2.2 控規(guī)層面
在編制控制性詳細(xì)規(guī)劃時(shí),增加對(duì)水域及相關(guān)屬性用地的保護(hù)專(zhuān)題。編制時(shí)對(duì)各區(qū)域相關(guān)用地分為“重要”和“次要”保護(hù)區(qū)域進(jìn)行調(diào)研,重要保護(hù)區(qū)域以骨干河道、湖泊、濕地為主,必須按城市藍(lán)線的相關(guān)要求予以劃定,嚴(yán)格管控;次要保護(hù)區(qū)域?yàn)橐话愫拥?、坑塘等,要求不得隨意填埋現(xiàn)狀河道和水面,確需填埋應(yīng)在規(guī)劃中提供水域補(bǔ)償方案,實(shí)施階段要求新水面實(shí)施完成后才能填埋原水面。
表6 市區(qū)各流域平原河網(wǎng)水面率控制表(單位:%)
圖6 寧波市中心城區(qū)分區(qū)水面率控制圖
具體的控制路徑為:首先是明確區(qū)域水面率控制要求,主干河道按藍(lán)線規(guī)劃控制寬度計(jì)算,其余河道按現(xiàn)狀規(guī)模計(jì)算,相加除以區(qū)域總用地面積即為區(qū)域水面率控制要求;其次是河網(wǎng)布局規(guī)劃,結(jié)合用地布局,按重要、次要區(qū)域明確河網(wǎng)布局,確需填埋的應(yīng)在規(guī)劃中提供水域補(bǔ)償方案;再次是校核區(qū)域水面率達(dá)標(biāo)情況,即用地布局完成后,對(duì)河網(wǎng)面積校核,其應(yīng)達(dá)到第一步計(jì)算的水面率控制要求。
4.3 城市調(diào)蓄系統(tǒng)管控方案
4.3.1 規(guī)劃控制指標(biāo)
城市雨水多功能調(diào)蓄設(shè)施主要選擇在面積較大的新建或改建綠地設(shè)置,結(jié)合河網(wǎng)水系和城市綠地公園布局,以及城市20年一遇24小時(shí)設(shè)計(jì)降雨量和50年一遇24小時(shí)設(shè)計(jì)降雨量,將城市調(diào)蓄工程體系的建設(shè)目標(biāo)設(shè)定為調(diào)蓄城市不小于50 mm降雨量,即單位建設(shè)用地調(diào)蓄指標(biāo)為≥500 m3/萬(wàn)m2。
4.3.2 規(guī)劃管控方案
考慮到城市不同區(qū)域綠地布局的差異性,建議編制城市雨水調(diào)蓄系統(tǒng)布局的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃或?qū)嵤?dǎo)則,分流域、分區(qū)域總體平衡,并結(jié)合城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃,分區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)的布點(diǎn),明確設(shè)施的位置和控制要求,并在控規(guī)編制時(shí)予以落實(shí)。
海綿城市的概念內(nèi)涵仍在發(fā)展之中,創(chuàng)建具有中國(guó)特色的海綿城市理論、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)任重道遠(yuǎn),住房城鄉(xiāng)建設(shè)部雖然已經(jīng)頒布了《技術(shù)指南》,但仍需要在實(shí)踐中不斷探索并適時(shí)修訂[5]。本文結(jié)合寧波的實(shí)際情況,對(duì)《技術(shù)指南》的方案進(jìn)行了優(yōu)化和完善,對(duì)實(shí)施途徑和規(guī)劃策略進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究,提出了符合自身需要的海綿城市建設(shè)總體思路、建設(shè)重點(diǎn)和管理方案。
海綿城市并不是單純的雨水技術(shù)體系,其重點(diǎn)關(guān)注的是城市不透水面積的控制、城市綠地調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)、城市水域及水生態(tài)敏感區(qū)域保護(hù),本質(zhì)上是對(duì)城市空間的重新認(rèn)識(shí)和利用,最終實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
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Study of Implementation Approach and Measures for Urban Planning of the Sponge City: A Case Study of Ningbo
The ultimate purpose for the construction of the sponge city is to buid up a water circulation system in city which is sustainable and healthy. However, each city has its own focuses. Based on the physic-geographical environment and the urbanization process of Ningbo, there are three aspects including construction of low impact development rain water system, building large urban drainage and storage system which is mainly depended on river system and providing maximum protection for the water ecological system. This paper introduces four planning control indicators covering the whole process including comprehensive runoff coefficient, low impact development control indexes, water surface ratio of plain river network and flood storage capacity of construction land unit. Additionally, design for planning and management schemes of these indicators is proposed in this paper.
Sponge city | Implementation approach | Planning strategy | Ningbo
1673-8985(2016)01-0051-07
TU981
A