基于LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)研究

姚若軍

摘要：為科學(xué)制定海綿城市系統(tǒng)建設(shè)方案，以琿春市為研究對象，基于低影響開發(fā)（LID）思路，探究海綿城市內(nèi)涵與及其構(gòu)建途徑。首先，采集分析琿春市城市地理數(shù)據(jù)，闡述海綿城市系統(tǒng)及其構(gòu)成元素，分析低影響開發(fā)策略的內(nèi)在機理，探析基于LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)建設(shè)途徑，制定琿春市海綿城市總體方案框架。研究成果能為海綿城市建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)依據(jù)。

Abstract： To formulate the construction plan of sponge city system for science， we take hunchun city as the research object， and explore the connotation and construction way of sponge city based on the idea of low-impact development（LID）. First， we collected and analyzed the urban geographic data of huichun city， and expounded the sponge city system and its constituent elements， and analyzed the internal mechanism of low-impact development strategy； and secondly， we explored the construction approach of sponge city system based on the LID rainwater system； at last， we formulated the overall plan framework of sponge city in huichun city. The research results can provide scientific guidance for the construction of sponge city.

關(guān)鍵詞：LID；雨水系統(tǒng)；海綿城市；系統(tǒng)規(guī)劃；建設(shè)方案

Key words： LID；rainwater system；sponge city；system planning；construction programme

中圖分類號：TU992；TV213.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0200-04

0 引言

琿春市隸屬于吉林省延邊朝鮮族自治州，位于東部的圖們江下游，是一座“水在城中，人在畫中”的東北亞明珠城市，是東北亞地區(qū)的幾何中心。該地區(qū)屬中緯度、中溫度、近海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤，冬暖夏涼，生態(tài)環(huán)境極好。城市瀕江臨海、依山擁水，擁有河流、湖泊、濕地、草原、森林、沙漠等多種地貌類型，森林植被覆蓋率高，空氣質(zhì)量在全國居于前列。按照國家賦予琿春國際合作示范區(qū)的功能定位，全市圍繞建成通達開放的國際合作示范城市、山清水秀的生態(tài)宜居城市、區(qū)域休閑旅游城市的目標(biāo)，堅持把生態(tài)文明理念全面融入城市開發(fā)建設(shè)過程中，加快提升開放窗口城市的基礎(chǔ)設(shè)施功能和承載力，在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、推動建設(shè)美麗琿春，打造中國北方邊境風(fēng)貌城市等方面取得突出成效，2015年城鎮(zhèn)化率已達到65%左右。良好的自然生態(tài)本底條件，以及城鎮(zhèn)化推進和建設(shè)國際化邊境開放城市要求，使得城市低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建具有了切實的必要性和可行性，“海綿城市”建設(shè)試點勢在必行。

圍繞以LID理念、水敏感性要素為核心的城市規(guī)劃與設(shè)計方法[1]，主要工程性措施聚焦于城市內(nèi)部排水系統(tǒng)和雨水管理、利用，包括雨洪管理、生態(tài)防洪、水質(zhì)凈化、地下水補充、棕地修復(fù)、生物棲息地的營造、公園綠地營造，以及城市微氣候調(diào)節(jié)等等[2]。因此，如何界定LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)內(nèi)涵，成為琿春市海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵科學(xué)問題。本文在全面了解琿春市海綿城市建設(shè)背景和基本建設(shè)條件后，采集項目規(guī)劃區(qū)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依據(jù)城市總體規(guī)劃、發(fā)展規(guī)劃，界定LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)內(nèi)涵，提出項目主要建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)實施方案。

1 海綿城市系統(tǒng)及其元素構(gòu)成

當(dāng)前我國正在進行大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，快速推進的城鎮(zhèn)化一方面有力地推動了城市的發(fā)展，但同時給城市發(fā)展帶來巨大的資源環(huán)境壓力。按照《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》，我國的城鎮(zhèn)化必須轉(zhuǎn)到重視質(zhì)量的發(fā)展。在黨的“十八大”報告中也明確指出，“面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢，必須樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位”[3]?！昂＞d城市”的建設(shè)理念，暨自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市理念，是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化與環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的一條現(xiàn)實路徑。

在海綿城市的實施中，強調(diào)生態(tài)優(yōu)先原則，最大限度地平衡雨水在城市區(qū)域的留存凈化，促進雨水資源化和促進保護生態(tài)環(huán)境[4]。

根據(jù)當(dāng)前的研究成果，海綿城市的建設(shè)主要包括以下內(nèi)容，一是保護城市原有生態(tài)系統(tǒng)。盡可能留有足夠林地、草地、湖泊、濕地，以應(yīng)對較大強度降雨，盡量使開發(fā)前后水文特征變化不大，這是海綿城市建設(shè)的基本要求；二是生態(tài)修復(fù)、恢復(fù)。對傳統(tǒng)粗放式城市建設(shè)模式下，已經(jīng)受到破壞的水體和其他自然環(huán)境，運用生態(tài)的手段進行恢復(fù)和修復(fù)，并維持一定比例的生態(tài)空間；三是實施低影響開發(fā)。通過合理控制開發(fā)強度，控制城市不透水面積比例，保留足夠的生態(tài)用地，并根據(jù)需求適當(dāng)開挖河湖溝渠、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。

海綿城市建設(shè)應(yīng)規(guī)劃先行、規(guī)劃引領(lǐng)、規(guī)劃統(tǒng)籌。應(yīng)做好總體規(guī)劃策劃，做好低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)等幾方面的策劃。

2 低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的內(nèi)在機理

低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發(fā)前的水文特征。其核心是實現(xiàn)包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間在內(nèi)的水文指標(biāo)在開發(fā)前后沒有大的變化等（見圖1）；實現(xiàn)開發(fā)后一定量的徑流量不外排，以保持徑流總量不變；采取滲透、儲存、調(diào)節(jié)等措施削減峰值、延緩峰值時間[5]，維持峰值流量不變。由于我國大多數(shù)城市土地開發(fā)強度普遍較大，須綜合采取源頭削減、末端及過程控制措施，才能實開發(fā)前后水文特征接近。

從以上論述可知，低影響開發(fā)理念的發(fā)展也是一個漸進的過程，從強調(diào)源頭控制到同時注重中途和末端等控制措施。目的是實現(xiàn)雨水資源的良性水文循環(huán)，實現(xiàn)雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放，實現(xiàn)城市的海綿化功能。

3 基于LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建途徑

海綿城市—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城市開發(fā)建設(shè)各環(huán)節(jié)。在城市各層級、各相關(guān)專業(yè)及綜合規(guī)劃中均應(yīng)遵循低影響開發(fā)理念，確定低影響開發(fā)控制目標(biāo)，結(jié)合城市開發(fā)區(qū)域或項目特點確定相應(yīng)的規(guī)劃控制指標(biāo)，明晰低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)的主要內(nèi)容。在建筑與小區(qū)、城市道路、綠地與廣場、水系等規(guī)劃設(shè)計階段，應(yīng)對不同設(shè)施及其組合進行合理交叉設(shè)計，統(tǒng)籌景觀水體、濱水帶等開放空間，建設(shè)低影響開發(fā)設(shè)施，構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)充分考慮項目所在區(qū)域的水文、氣象、土地利用條件[6]，進行工程價值分析，優(yōu)化設(shè)計方案[7]。優(yōu)化細(xì)化管護方案，確保低影響開發(fā)設(shè)施運行正常。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建途徑示意圖如圖2所示。

4 琿春市海綿城市總體方案

根據(jù)LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)內(nèi)涵，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城市開發(fā)建設(shè)各個環(huán)節(jié)，以節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、排蓄結(jié)合、系統(tǒng)治理為導(dǎo)向，重點實施規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的市政道路系統(tǒng)、園林綠地系統(tǒng)、城市水系統(tǒng)等工程。按主體工程類別主要建設(shè)海綿型道路工程、海綿型公園與綠地、水系整治生態(tài)修復(fù)與防洪以及管網(wǎng)改造、排水泵站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。總體方案如下：

4.1 城市道路系統(tǒng)

本項目海綿型道路工程共10條，主要采用下沉式樹池綠地、透水鋪裝、雨污分流技術(shù)措施，實現(xiàn)海綿城市低影響開發(fā)的要求。下沉式樹池綠地142800m2，滲透鋪裝面積623138m2，鋪設(shè)污水管道52550m。具體工程規(guī)劃見表1。

4.2 園林綠地系統(tǒng)

本項目改造海綿型公園與綠地共27個，主要采用透水鋪裝、節(jié)點綠化、植草溝、雨水花園以及園區(qū)海綿綠植景觀提升技術(shù)措施，實現(xiàn)海綿城市低影響開發(fā)的要求。建設(shè)滲透鋪裝面積103270m2，雨水花園面積11891m2，海綿綠植面積334148m2。具體工程規(guī)劃見表2。

4.3 城市水系統(tǒng)

本項目城市水系統(tǒng)包括防洪、生態(tài)建設(shè)及合流制排水管網(wǎng)改造三部分。其中防洪工程和生態(tài)建設(shè)工程主要是對庫克那河及北干渠進行治理，總計新建堤防79公里；清淤467700m3，生態(tài)修復(fù)232000m2；新建堤頂路2.2km；排水管涵91座。具體工程規(guī)劃見表3。

5 結(jié)語

本文提出在分析海綿城市內(nèi)涵、低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)內(nèi)在機理的基礎(chǔ)上，提出海綿城市建設(shè)-低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則，構(gòu)建了規(guī)劃控制目標(biāo)分解、落實及其構(gòu)建技術(shù)框架，明確了基于低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)構(gòu)建的內(nèi)容、要求和方法。

①分析海綿城市系統(tǒng)的城市原有生態(tài)系統(tǒng)的保護、生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)和低影響開發(fā)三要素內(nèi)涵，闡明三者相互補充、相互依存的系統(tǒng)聯(lián)系機制，深度揭示海綿城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)元素內(nèi)涵。

②通過分析源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等雨洪管理手段，闡述滲、滯、蓄、凈、用、排等多種雨洪治理技術(shù)，研究城市良性水文循環(huán)過程，探究徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，揭示低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)的內(nèi)在機制。

③基于責(zé)任主體、規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)實施、運行管理等視角，分析LID雨水系統(tǒng)的海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建途徑，制定了琿春市市政道路系統(tǒng)、園林綠地系統(tǒng)、城市水系統(tǒng)等海綿城市工程方案框架。

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