基于海綿城市理念的城市規(guī)劃體系探討
——以X市項目為例

劉凌雯 呂曉 沈麗君 劉蘊哲

(中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海 200063)

0 引言

近年來，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)進程不斷加快，城市建成區(qū)不斷擴大，導(dǎo)致了城市下墊面的過度硬化，改變了城市原有的自然生態(tài)和地質(zhì)水文環(huán)境，造成了一系列城市水問題。為了解決這些問題，國家從2013年起頒布了多項關(guān)于海綿城市的政策和建設(shè)指南，設(shè)立海綿城市試點城市，全面推進海綿城市建設(shè)工作。但如何真正建立海綿城市的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營體系，實現(xiàn)規(guī)劃、建筑、市政、園林等各個專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，并將頂層設(shè)計中的指導(dǎo)思想、指標體系和技術(shù)手段落實到實際項目建設(shè)中，仍存在許多困擾。

本文重點探索如何將海綿城市理念，融入現(xiàn)行城鄉(xiāng)規(guī)劃體系，創(chuàng)新優(yōu)化城市規(guī)劃編制過程中的思路、體系和方法，構(gòu)筑更為完善的海綿城市規(guī)劃體系，實現(xiàn)海綿城市建設(shè)中“規(guī)劃引領(lǐng)”的基本原則和“一法得道，變法萬千”的目標。

1 海綿城市規(guī)劃現(xiàn)狀

1.1 海綿城市的內(nèi)涵

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》，海綿城市的真正內(nèi)涵是體系化的水安全格局構(gòu)建，是從城市規(guī)劃階段所涉及的各個專業(yè)到實際的工程建設(shè)，再到后期管理與運營的體系化流程。正因如此，當下海綿城市規(guī)劃和建設(shè)還存在許多困難和不足。

1.2 當下海綿城市建設(shè)遇到的困難和不足

1.2.1 涉及專業(yè)各自為政，不成體系

由于各地的海綿城市建設(shè)還處于探索階段，涉及專業(yè)眾多，到底由哪個部門主導(dǎo)，社會上有著不同的聲音，再加上目前城市建設(shè)和管理體制上存在不統(tǒng)一性，導(dǎo)致在海綿城市規(guī)劃和建設(shè)上，各部門、各專業(yè)相互掣肘，難以形成合力。

如何在海綿城市規(guī)劃中，整合各專業(yè)的研究成果和思路，形成一張“完整的海綿城市規(guī)劃藍圖”是本文研究的目的之一。

1.2.2 指標的制定缺乏系統(tǒng)性

目前我國的海綿城市控制指標的實現(xiàn)依賴于微觀層面的具體措施，如雨水花園、植草溝改造等。而總體指標的分解，往往只是根據(jù)地塊的面積和用地性質(zhì)來進行，忽略了每個地塊現(xiàn)狀資源情況的區(qū)別，導(dǎo)致了低影響開發(fā)各項控制參數(shù)的差異。

如何在指標體系的分解中更注重落地性和體系化，是本文研究的目的之二。

1.2.3 過于依賴實際工程手段，忽視總體規(guī)劃

2013年以來，全國很多城市編制了海綿城市規(guī)劃，也建成了不少海綿城市示范區(qū)。但往往只是這些示范區(qū)在原先城市中增加了一些雨水花園、植草溝、屋頂綠化等設(shè)施，在小范圍內(nèi)實現(xiàn)了水系統(tǒng)的循環(huán)和調(diào)蓄，并未形成從城市角度的水系統(tǒng)循環(huán)。

如何實現(xiàn)從頂層設(shè)計到具體工程建設(shè)的一體化，是本文研究的目的之三。

2 海綿城市規(guī)劃體系的建立

建立科學(xué)合理的海綿城市規(guī)劃體系，既要能整合各專業(yè)研究成果和技術(shù)力量，又要能從總體上控制海綿城市的指標體系，讓海綿城市理念從一開始就融入城市建設(shè)，解決目前海綿城市領(lǐng)域遇到的難題。為此，需要從以下幾個方面考慮。

2.1 以海綿城市指標體系為基礎(chǔ)，指導(dǎo)城市總體構(gòu)架和分區(qū)

現(xiàn)行的海綿城市指標體系，是采取宏觀控制指標直接指導(dǎo)微觀設(shè)計的模式，缺少中觀層面的引導(dǎo)與控制，導(dǎo)致海綿城市的設(shè)計與現(xiàn)行城鄉(xiāng)規(guī)劃體系脫節(jié)?？梢娙绾卧诳刂菩栽敿氁?guī)劃(簡稱控規(guī))層面建立海綿城市指標控制體系，是實現(xiàn)海綿城市指標體系合理化的基礎(chǔ)。

通過宏觀、中觀、微觀層面數(shù)據(jù)指標的再梳理，對應(yīng)“單元-地塊-設(shè)施”三級控制模式(圖1)，以不同尺度對城市開發(fā)項目進行有效控制，實現(xiàn)從宏觀目標到具體設(shè)施的體系化指標管控。強化指標落地的體系性，不但提出了指標要求，還提出了實現(xiàn)指標要求的路徑和模式。

圖1 宏觀、中觀、微觀層面的海綿城市指標體系

以筆者參與的我國南方某試點城市項目(以下簡稱“X市項目”)為例，針對上述規(guī)劃中的指標體系，提出了以下三步完善策略：

第一步：指標體系的完善和分解。

規(guī)劃采用容積法對“單位面積控制容積”進行計算。通過已知的年徑流總量控制目標、設(shè)計降雨量，以及各類下墊面徑流系數(shù)，通過加權(quán)平均法計算得出道路和綠地的綜合雨量徑流系數(shù)，見圖2。

第二步：海綿設(shè)施特性的研究。

根據(jù)規(guī)范要求，確定各類海綿設(shè)施的規(guī)模計算方法。以下以含“蓄”和“滲”功能的雨水花園為例，確定單位面積調(diào)蓄容積的計算過程(圖3)。

第三步：規(guī)劃方案形成。

根據(jù)前兩步的指導(dǎo)，確定每個地塊各類海綿城市設(shè)施的規(guī)模和布局，在此基礎(chǔ)上完成初步規(guī)劃設(shè)計方案，進行指標核算。

2.2 以海綿城市總體構(gòu)架為核心，引導(dǎo)各專業(yè)海綿城市體系的建設(shè)

從規(guī)劃層面提出海綿城市總體構(gòu)架，并與城市空間和土地規(guī)劃相融合，真正實現(xiàn)海綿城市理念與現(xiàn)有規(guī)劃體系的融合。海綿城市總體構(gòu)架的建立有三大原則：

(1)就近、均衡原則。海綿城市的核心是在暴雨時快速將雨水排入海綿體內(nèi)，減小城市管網(wǎng)的排水壓力，這就要在總體海綿城市構(gòu)建時充分考慮城市級海綿體的均衡布置原則，保證各地塊都能就近快速排蓄。特別是在商業(yè)、工業(yè)以及容積率較高的居住地塊，地塊下墊面硬質(zhì)率較高，需要設(shè)置更多的海綿體。

(2)可持續(xù)發(fā)展原則。海綿城市的理論除了雨水的收集以外，利用也是必不可少的一部分，因此在總體構(gòu)架的構(gòu)建過程中需要考慮水質(zhì)凈化、提升和再利用，如何布局水質(zhì)凈化設(shè)施？如何提高水質(zhì)質(zhì)量？如何使用收集的雨水？也是海綿城市總體構(gòu)架的重要原則。

(3)跨界系統(tǒng)性原則。海綿城市總體構(gòu)架的構(gòu)建需要考慮各個專業(yè)的協(xié)同，需要跳出原先的城市規(guī)劃空間結(jié)構(gòu)思維，以跨界的理念對空間規(guī)劃結(jié)構(gòu)、景觀體系結(jié)構(gòu)、水系結(jié)構(gòu)、市政道路結(jié)構(gòu)等進行統(tǒng)籌思考，在海綿城市理念的統(tǒng)一指導(dǎo)下建立系統(tǒng)性構(gòu)架。

圖2 指標體系的完善和分解流程

圖3 雨水花園單位面積調(diào)蓄容積計算過程

以X市項目為例，根據(jù)其缺水、多臺風，且有海水倒灌危險的實際情況，針對海綿城市總體框架提出六字方針：“就近滯蓄，分散滲排，凈用提升”。X市XX新城海綿城市總體構(gòu)架見圖4。

圖4 X市XX新城海綿城市總體構(gòu)架

2.3 以各專業(yè)海綿城市體系為基礎(chǔ)，引導(dǎo)各類海綿城市措施的設(shè)計

2.3.1 海綿城市綠化體系

傳統(tǒng)城市規(guī)劃中的綠化體系是以景觀效果和城市休閑需求為主導(dǎo)的，而海綿城市理念下的城市綠化體系，要求以滿足海綿城市功能的需求為主，兼顧美觀與休閑功能。根據(jù)城市各類綠化設(shè)施在海綿城市中所起的作用，重新定義各類綠地的性質(zhì)和職能，提出相應(yīng)的綠化體系。

以X市項目為例，海綿城市綠地體系定義為“雙環(huán)單廊，均衡調(diào)蓄”。X市XX新城海綿城市綠化體系見圖5。

圖5 X市XX新城海綿城市綠化體系

雙環(huán)是指“綠化調(diào)蓄內(nèi)環(huán)”和“防護林滯留外環(huán)”，而單廊是指地塊中央的“調(diào)蓄”補水廊，設(shè)置有浮床、人工濕地，利用水閘和多源補水，保證水系枯水期的水位相對穩(wěn)定，提升水系景觀效果。

2.3.2 海綿城市道路體系

由于道路是下墊面硬化率最高的城市區(qū)塊，又由于其在城市中的空間骨架作用，道路成了城市內(nèi)澇積水的重災(zāi)區(qū)和引發(fā)點。在海綿城市道路體系的構(gòu)建中，不但要確定道路的交通和功能性質(zhì)，更要根據(jù)地塊的調(diào)蓄容積計算和道路周邊用地功能，確定道路在海綿城市體系中的類型和職能，在此基礎(chǔ)上完成道路斷面的分類和詳細設(shè)計。

以X市項目為例，將海綿城市道路體系分為三類：生態(tài)滯蓄型道路、生態(tài)滯滲型道路、滲排型道路，并在“源頭截留、區(qū)域滲滯”的原則下進行斷面設(shè)計。

(1)生態(tài)滯蓄型道路。采用雙側(cè)生態(tài)滯留帶的形式，通過植草溝、生態(tài)樹池等引導(dǎo)雨水下滲、滯留，并連接市政管道，滿足雨量較大時的排水要求，見圖6。

(2)生態(tài)滯滲型道路。采用單側(cè)生態(tài)滯留帶的形式，通過植草溝、生態(tài)樹池等引導(dǎo)雨水下滲、滯留，并連接市政管道，滿足雨量較大時的排水要求，見圖7。

(3)滲排型道路。采用以透水鋪裝為主的形式，通過植草溝、生態(tài)樹池等引導(dǎo)雨水下滲、滯留，見圖8。

2.3.3 海綿城市水體體系

其實質(zhì)就是城市水體的安全與循環(huán)，因此在海綿城市水體體系構(gòu)建的過程中要遵循以下原則：

圖6 生態(tài)滯蓄型道路

圖7 生態(tài)滯滲型道路

圖8 滲排型道路

(1)構(gòu)建水循環(huán)體系，注重水在不同環(huán)境下的調(diào)蓄利用。

(2)構(gòu)建水安全體系，注重在極端天氣下的雨水安全問題。

(3)構(gòu)建水生態(tài)體系，注重城市水環(huán)境的修復(fù)與保護。

(4)構(gòu)建水文化體系，注重濱水空間岸線的綠化景觀打造。

以X市項目為例，整體水體體系定義為“一帶兩環(huán)，多源補水，分類控制”。

(1)一帶兩環(huán)。分別承擔主要的蓄水功能(圖9)。

圖9 X市某新城海綿城市水體體系的一帶兩環(huán)

(2)多源補水。由于地塊在大多數(shù)時間屬于缺水狀態(tài)，為保證水平衡，在規(guī)劃初期就確定由生態(tài)補水、凈化補水、市政補水和水閘控水的四層次補水通道，保證中央水系的水源充足。

(3)分類控制。主要是水安全，針對枯水期、一般時期、暴雨前和暴雨后四個時間段提出不同的水閘控水模式(圖10)。

圖10 X市某新城海綿城市水閘設(shè)置

2.3.4 城市設(shè)施布局方案

基于以上海綿城市各層面體系的構(gòu)建，通過空間、綠地、道路、水體等各層面因子的疊加，得到各個地塊的海綿城市體系特性和定位，確定其在海綿城市六字方針中所承擔的職責，給出海綿城市設(shè)施建議，并結(jié)合數(shù)據(jù)指標要求，確定各類指標的大致規(guī)模、布局和形式，完成對地塊詳細設(shè)計的指導(dǎo)。

以X市項目為例，XX新城Ⅲ-01地塊(圖11)位于海綿城市總體構(gòu)架的外部滯留環(huán)，是削減峰值、傳輸雨水的通道，建議以“下沉式綠地、植草溝、雨水花園、透水鋪裝”等海綿設(shè)施為主。

圖11 X市XX新城Ⅲ-01地塊

根據(jù)計算，該地塊面積：0.06km2；總調(diào)蓄容積：387m3；海綿策略：滲、滯、排為主；計劃投資：2400萬元。

在此基礎(chǔ)上形成該地塊海綿城市設(shè)施布局的詳細設(shè)計，見圖12。

2.4 以各類海綿城市措施為保障，保證總體指標的實現(xiàn)

指標核算由兩部分組成，年徑流總量控制率核算和雨水資源利用率核算。其中，年徑流總量控制率核算中包含下沉式綠地率、透水鋪裝率、可滲透地面比例和綜合雨量徑流系數(shù)等具體指標的核算。

2.4.1 年徑流總量控制率核算

以X市項目為例，將核心區(qū)域作為整體，進行年徑流總量控制率的核算，具體核算數(shù)據(jù)見表1。結(jié)果顯示，核心區(qū)域各項指標都能達到控制要求，年徑流總量控制率可提升至78.4%，對應(yīng)設(shè)計降雨量36.5mm，同時還有70 317m3的調(diào)蓄容積盈余，可用于調(diào)蓄核心區(qū)域周邊地塊產(chǎn)生的徑流。

2.4.2 雨水資源利用率核算

X市多年平均降雨量1388mm，由此可得項目在75%年徑流總量控制率下的年平均調(diào)蓄量為693 210m3。項目中的道路澆灑及草坪灌溉用水總量為308 289m3，全部取自經(jīng)處理后的調(diào)蓄用水，雨水資源利用率為44%，達到雨水資源利用率指標要求。

2.4.3 指標提升

根據(jù)“X市XX新城試點區(qū)XXX流域PPP建設(shè)區(qū)海綿城市建設(shè)規(guī)劃”以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)，可以確定融入海綿城市設(shè)計的PPP項目能夠滿足75%的年徑流總量控制的最低要求。同時，經(jīng)過計算可知，PPP項目具備的總調(diào)蓄容積相當于268.4mm的降雨事件在項目上產(chǎn)生的徑流量，也即可幫助項目本身消納10年重現(xiàn)期的暴雨事件產(chǎn)生的徑流(237.7mm)。

通過以上規(guī)劃體系的研究，在原先“指標分解—各地塊方案詳細設(shè)計”的傳統(tǒng)模式上，增加了三個階段，形成“指標分解—各地塊調(diào)蓄容積計算和海綿設(shè)施建議—海綿城市體系建立—各地塊方案形成—指標核算”五階段模式，從宏觀、中觀、微觀三個層面更為體系化地指導(dǎo)海綿城市目標的實現(xiàn)，也實現(xiàn)了海綿城市理念對現(xiàn)有城市規(guī)劃的優(yōu)化和更新。

圖12 X市XX新城Ⅲ-01地塊海綿城市設(shè)施布局

單元性質(zhì)總面積/m2下沉式綠地率透水鋪裝率可滲透地面比例綜合雨量徑流系數(shù)年徑流總量控制率指標要求核算結(jié)果指標要求核算結(jié)果指標要求核算結(jié)果指標要求核算結(jié)果指標要求核算結(jié)果剩余調(diào)蓄容積/m3綠地240403≥50%53%≥80%100%≥98%100%≤0.25(0.15)0.18(0.14)22855道路255022≥90%100%≥20%21%≥15%35%≤0.600.6-485其他非PPP698799-7201濕地及濕塘9495855148合計128918275%78.4%70317

3 結(jié)語

海綿城市概念自提出以來，逐漸演變成了一種城市規(guī)劃和發(fā)展的新模式。以現(xiàn)有城市規(guī)劃體系為指導(dǎo)，融入海綿城市的理念，可以引導(dǎo)城市向更為生態(tài)、更為文明的可持續(xù)發(fā)展道路前進。但也要看到，目前大多數(shù)海綿城市的規(guī)劃與傳統(tǒng)城市規(guī)劃并未完全并軌，獨立的體系下難以對城市建設(shè)形成根本的和強制性的引導(dǎo)。本文力圖從此角度，梳理基于海綿城市的城市規(guī)劃體系，在方法上實現(xiàn)了一定的創(chuàng)新，但仍有不少遺憾。例如，是否能將海綿城市指標納入控規(guī)指標的考核，在城市控規(guī)的圖則制作中增加相應(yīng)的控制內(nèi)容；又如，海綿城市的匯水分區(qū)與城市規(guī)劃的功能分區(qū)如何銜接等問題，尚未解決。

我國全面開展海綿城市的建設(shè)到目前僅有5年時間，如何真正做到自然積存、自然滲透、自然凈化，從根源上改變各種城市病是每一位城市規(guī)劃工作者的目標和責任。希望此文能對海綿城市理念下城市規(guī)劃體系的優(yōu)化提供些許思路和參考。

[1]習(xí)近平.關(guān)于《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》的說明[J].求是，2013(22):19-27.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā):《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》[J].建設(shè)科技,2015(1):10.

[3]仇保興.海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J].建設(shè)科技,2015(1):11-18.

[4]俞孔堅，李迪華，袁弘，等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規(guī)劃，2015，39(6):26-36.

[5]斯特凡·羅貝爾.海綿公園[M].潘瀟瀟,譯.桂林：廣西師范大學(xué)出版社,2016. PMT