地方海綿城市標準體系創(chuàng)新及設計經(jīng)驗總結

余小明

（廣州華森建筑與工程設計顧問有限公司 廣州 510045）

0 引言

近年來，國家推廣海綿城市建設力度較大，出臺了一系列海綿城市設計相關規(guī)范或政策性文件，涉及海綿城市設計導則、設計做法、國家財政支持、運營評價體系等各個層面。

中國幅員遼闊，各地氣候相差不一，各地在執(zhí)行海綿城市上，側重點也不太一樣。本文收集和整理了全國及20 個試點省市出臺的海綿城市相關規(guī)范或政策性文件，重點分析及整理相關政策性文件的異同，分析部分城市的海綿政策的獨特點，相關的內(nèi)容也可以給后續(xù)試點省市地區(qū)提供參考，確保海綿城市能夠得到有效的推廣及實施。

因篇幅限制，各地出臺的海綿政策性文件不一一列舉，本文重點摘錄了部分城市出臺的海綿城市相關標準或政策，如表1所示。

表1 各地海綿城市標準或政策文件摘錄Tab.1 Extract of Sponge City Standards or Policy Documents

1 因地制宜設置控制目標

有些試點城市針對海綿城市徑流總量、下沉綠地率、透水鋪磚率等多項海綿城市控制指標采取一刀切的規(guī)定，造成了設計執(zhí)行的困難，然而部分城市也根據(jù)用地性質(zhì)進行了因地制宜的控制性目標。

對于海綿城市徑流總量控制目標，一般試點地區(qū)都將數(shù)值控制在70%對應的一次降雨量。然而實際設計過程中，因項目用地性質(zhì)、容積率、綠化不同，項目如果徑流總量目標一致，實施的難度會有所不同。極端點如一個公園項目和一個綜合體項目，若選取相同的70%徑流總量控制目標，公園則非常容易滿足設計要求，而綜合體項目則需額外增加硬化調(diào)蓄水池，增加預算才可以達到設計要求，如此一刀切的規(guī)定，無法發(fā)揮各項目各自特點。海綿城市控制目標根據(jù)地塊的性質(zhì)，進行因地制宜的彈性調(diào)整有一定的必要性，可以充分發(fā)揮各地塊的作用。

部分試點地區(qū)根據(jù)地塊用地性質(zhì)，調(diào)整徑流總量控制目標。以河南省為例，根據(jù)項目地塊性質(zhì)、建筑密度、綠化率、建成狀況進行調(diào)整徑流總量控制目標，如表2所示。

表2 河南省徑流總量控制率指標調(diào)整Tab.2 Adjustment of Runoff Total Control Rate Indicators in Henan Province

不光徑流總量控制率執(zhí)行彈性的比例，針對綠地下沉比例、透水鋪磚比例、部分城市也執(zhí)行了彈性的比例。以四川省遂寧市為例，針對改造項目和新建項目實行差異化，同時結合用地性質(zhì)，相應的下沉式綠地比例、透水鋪磚比例也有所不同，如表3、表4所示。

表3 遂寧市下沉式綠地引導性指標Tab.3 Guiding Indicators of Submerged Green Space in Suining City

表4 遂寧市透水鋪磚率引導性指標Tab.4 Guiding Index of Permeable Brick Paving Rate in Suining City

同樣的，部分城市為了有效改善城市水環(huán)境質(zhì)量，通過消減徑流的方式實現(xiàn)面源污染的消減，對應不同類型受納水體，執(zhí)行不同的徑流總量控制率。以南京為例，針對Ⅱ類受納水體，執(zhí)行+5%的徑流控制比例；Ⅲ類受納水體，徑流控制比例不調(diào)整，Ⅳ類受納水體執(zhí)行-5%的徑流控制比例。

2 全流域控制目標全局分解

一些試點城市年徑流總量控制實行三級規(guī)劃控制指標，年徑流總量按照全市（全市指標）、區(qū)域總體規(guī)劃（區(qū)域指標）、控制性詳細規(guī)劃（控規(guī)單元指標）在全流以落實。各控制單元指標根據(jù)地塊內(nèi)的建筑小區(qū)、綠地、道路廣場、河道等系統(tǒng)進行分攤，確保滿足設計要求，上海市年徑流總量控制、主要地類規(guī)劃控制指標如表5所示。

表5 上海市主要地類的規(guī)劃控制指標Tab.5 Planning Control Indicators of Major Land Classes in Shanghai

珠海市在海綿目標的分解上，做得尤為突出，全市執(zhí)行70%的徑流總量控制目標，然后指標按面積分解至下屬7個區(qū)；各區(qū)設定獨立的海綿城市徑流控制目標及雨水調(diào)蓄容積；各區(qū)根據(jù)管轄的地塊組團，分別設置組團的徑流控制量及調(diào)蓄容積；各組團的具體用地地塊設置獨立的海綿城市徑流控制指標。摘取了部分用地地塊徑流總量控制數(shù)據(jù)，如表6 所示，對B203B0109綠地執(zhí)行94%的徑流總量控制率、對B203B0107地塊執(zhí)行50.7%的徑流總量控制率，如此整個城市的海綿調(diào)控目標經(jīng)過層層分解后就變得容易實現(xiàn)了。

表6 珠海市西部中心城區(qū)地塊徑流控制率指標分解Tab.6 Decomposition of Runoff Control Rate Indicators in West Central District of Zhuhai City

深圳市海綿城市還引入了一個不透水下墊面徑流控制比例這一指標，引導硬化鋪磚及屋頂雨水往海綿設施內(nèi)排放，可以使得海綿設施之間的關聯(lián)也受到了全局性的約束。

3 雨水模型應用分析

目前國內(nèi)外有不少排水管網(wǎng)模擬軟件可供選擇，海綿城市模型軟件常見的有暴雨管理模型（SWMM）、儲存和漫流模型（STORM）、DHI MIKE等系列。

暴雨模型軟件在各地的應用范圍不一，主要應用在4 個方面：①城市區(qū)域海綿指標分解及大區(qū)域（超200 公頃）雨水模型分析；②項目內(nèi)澇防洪數(shù)據(jù)分析；③項目源頭減排模型分析；④項目海綿城市徑流總量控制指標復核。

廣西、貴安新區(qū)、江西省、上海市、重慶市等地均規(guī)定，項目總占地面積大于200公頃時，應采用水力模型輔助低影響開發(fā)設計。通過模擬降雨情況，有利于大區(qū)域海綿城市的分解及內(nèi)澇防治。以珠海市橫琴新區(qū)為例，利用MIKE軟件平臺，建立城市降雨徑流模型、雨水管道模型、城市地面二維徑流模型等，用于分析區(qū)域的內(nèi)澇情況、源頭減排情況以及海綿城市徑流分析。

除了政府規(guī)劃層面上要求外，各地對具體項目也有所側重點。三亞市針對內(nèi)澇防治、源頭減排項目要求進行模型模擬，建議采用SWMM 軟件或inforworks軟件建模，并轉換成inp 格式，提供開發(fā)建設前、傳統(tǒng)開發(fā)、低影響開發(fā)3種模型供圖審人員審閱；珠海市重點項目必須采用模型法進行校核海綿城市設計指標，設計單位需要針對不同降雨條件進行模擬，并對風險點進行分析和說明；廈門市海綿城市設計雖無明確要求，但在其海綿項目綜合評價中，應用模型法進行徑流模擬分析、管網(wǎng)模擬分析、徑流總量控制率同時采用容積法及模型法相互校核，總計可以加4分。

暴雨模型軟件分析在海綿城市中的應用很廣，但也有些局限性，需要不少前置條件。比如，用來復核城市徑流總量控制率方面，需要取得近10年來當?shù)氐慕涤昵闆r分析，而這些數(shù)據(jù)一般設計單位較難取得，有些小城市甚至缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)；另外以SWMM 軟件為例，一般將當?shù)氐谋┯陱姸裙竭M行芝加哥雨型互換，分配時長（1～5 min）和降雨歷時（2～6 h）得到不同降雨重現(xiàn)期下的短歷時降雨過程線，用于評估徑流峰值流量及管網(wǎng)能力。然而針對內(nèi)澇防治方面，各城市的降雨情況與芝加哥情況大有不同，僅深圳就有東部雨型、中部雨型、西部雨型、甚至臺風來臨的臺風雨型。在城市歷史降雨情況、暴雨雨型未知的情況下，以芝加哥雨型進行內(nèi)澇防治分析，相應的結果也就不那么準確了。

4 財政支持措施梳理

中央層面上，國家明確發(fā)文，針對海綿城市建設試點給予3 年的專項資金補助，其中直轄市每年6 億元，省會城市每年5 億元，其他城市每年4 億元。各試點城市也出臺了一些地方財政支持措施，以推動海綿城市的建設及發(fā)展。

深圳市針對海綿城市項目也出臺了一些政策，對于新建海綿城市項目，在市海綿辦報送通過，取得竣工驗收和達標材料，經(jīng)當?shù)睾＞d辦確認后，按照占地面積給予15 萬元/公頃的獎勵；針對既有項目進行海綿化專項改造的，經(jīng)海綿辦初步審核及第三方機構或?qū)＜以u審確認后，按照海綿設施竣工面積以及對應設施改造成本的50%予以設計獎勵；同時針對海綿城市建設及規(guī)劃設計、施工、監(jiān)理等每年組織評獎，以設計為例，一等獎獎金為30萬。

珠海市也出臺了類似的規(guī)定，針對在建的建筑小區(qū)類項目，按照占地面積給予80 元/m2的補助；在建的道路交通類項目，按照海綿城市專項工程結算金額的50%給予補助；其他新建、在建、擴建和改建項目，按照海綿設施建設項目投資成本的20%給予補助；城市海綿項目運營監(jiān)測設備由海綿辦專項資金進行采購，可以確保后續(xù)海綿項目的運營情況數(shù)據(jù)收集。

5 設計運營評價措施

針對海綿城市的設計評價，國家出臺了《海綿城市建設評價標準：GB/T 51345—2018》［2］，針對年徑流總量控制率及徑流體積控制、源頭減排項目實施有效性、路面積水控制與內(nèi)澇防治、城市水體環(huán)境質(zhì)量、自然生態(tài)格局管控與水體生態(tài)性岸線保護、地下水埋深變化趨勢、城市熱島效應緩解等7 個方面進行評價。各地方也出臺了相關的評價及運營措施，值得借鑒。

海綿城市的施工過程也十分重要，黃廣鵬［3］對海綿城市施工及工藝流程做了詳細的解讀，相應的施工評價很有必要。

廈門市出臺了地方標準《海綿城市建設工程評價標準：DB 3502/Z 5023—2018》，類似綠色建筑評價打分制，在建設項目竣工1年后，對設計、施工、運營階段進行全過程控制，如表7 所示，每個階段總分100 分，各階段權重比例分別為30%、20%、50%，工程階段總得分按各階段得分乘以權重之和得出。海綿城市建設工程評價按總得分分別達到60、70、85分時，建設工程分別登記為一星級、二星級、三星級。

表7 廈門海綿工程運營階段評價各部分權重Tab.7 Weight of Each Part in the Evaluation of Xiamen Sponge Project in Operation Stage

在實際設計及運營階段，通過設計安裝雨量計、流量計、濁度、液位計等監(jiān)測裝備，可以有效監(jiān)控海綿運營效果。萍鄉(xiāng)市建設局監(jiān)測設施安裝情況分布、降雨量及對應溢流流量、降雨量與SS 濃度關聯(lián)分別如圖1～圖3所示。

圖1 萍鄉(xiāng)市建設局監(jiān)測設施安裝情況分布Fig.1 Distribution of Installation of Monitoring Facilities of Pingxiang Construction Bureau

圖2 萍鄉(xiāng)市建設局降雨時LID設施出口流量變化Fig.2 Change of LID Facility Export Flow during Rainfall of Pingxiang Construction Bureau

圖3 萍鄉(xiāng)市建設局降雨時LID設施濁度儀變化Fig.3 Change of Turbidimeter of LID Facility in Rainfall of Pingxiang Construction Bureau

6 海綿設計經(jīng)驗總結

在實際設計過程中，海綿城市需要做到從全局把控、前期資料收集、專業(yè)配合等各方面。需要平衡各項海綿城市設施，滿足各地的海綿城市控制性指標要求，并盡量滿足引導性指標要求，通過容量法或模型法校核徑流總量控制率要求，復核各項SS去除率等其他各項指標要求。

前期資料的收集，要注意當?shù)氐幕A詳細勘察情況，根據(jù)勘察材料可以得出原狀土質(zhì)及分布情況，相應土質(zhì)的滲透系數(shù)不同，用來評判海綿設施是否需要換土回填需要，按照綠化種植土壤要求，一般綠化土壤，其表層土壤（0～20 cm）應不小于5 mm/h，當用于地下雨水調(diào)蓄或凈化時，其土壤入滲率應在10 mm/h～360 mm/h 之間；根據(jù)地下水水位分布情況不同，海綿滲透設施的分布及設置標高等也會有所不同，一般滲透設施應高于地下水位1.0 m 效果較好，和地下水位持平則完全沒有效果。

在專業(yè)配合上，需和建筑及景觀專業(yè)緊密配合，下沉綠地的范圍、雨水收集池的設置以及屋頂綠化的設置位置等、地下室上方的雨水積水排放、以及結構預留的荷載等。比較容易忽略的關鍵節(jié)點是，屋面雨水徑流如何向海綿設施引流，雨水斷流的設計容易被各方忽略，常見的雨水斷接做法如圖4所示。

圖4 雨水立管LID做法Fig.4 LID Method of Rainwater Riser

目前，在參與設計海綿城市的多個地區(qū)中，在審查環(huán)節(jié)，三亞市要求最為嚴格，相應的措施值得推廣，也可供設計借鑒。三亞市要求每個下沉式綠地或調(diào)蓄水池獨立設置一個小型的匯水分區(qū)，制表以統(tǒng)計每個小型匯水分區(qū)的調(diào)蓄雨量與匯流雨量，以統(tǒng)計復核是否滿足一次降雨量不產(chǎn)生市政外排效果。按照這個要求，一個小區(qū)會被分割成幾十個小型匯水分區(qū)，若其中有幾個小型匯水分區(qū)產(chǎn)生徑流量，需在管網(wǎng)末端增加調(diào)蓄水池，調(diào)蓄水池的容量應為上述小型匯水分區(qū)徑流量之和。

7 小結

⑴一些城市海綿城市目標值執(zhí)行彈性機制，并進行全局性分解，有利于整個城市海綿城市設計的推進，因地制宜，最少成本完成城市海綿設計總目標。

⑵海綿模型應用范圍較廣，可以在城市區(qū)域海綿指標分解、內(nèi)澇防治、源頭減排、項目徑流總量控制等應用，但海綿模型應用有一定的局限性，需要有一定的前置氣候氣象條件。

⑶各試點城市對海綿項目的財政支持措施上，側重點有所不同，值得借鑒分析。

⑷各試點城市在對海綿項目驗收評價等方面，出臺了一系列的政策，針對海綿城市建設評價標準做了一定的補充和創(chuàng)新。

⑸在實際過程中，海綿城市需要做到從全局把控、前期資料收集、專業(yè)配合等各方面完善海綿城市的設計。