馬翔

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東　濟南 250101）

城市雨洪管理理念演進對海綿城市規(guī)劃建設的作用及影響

馬翔

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東濟南 250101）

針對城市擴張帶來的城市內(nèi)澇、雨水資源流失及城市面源污染加重等全球性問題，結(jié)合城市雨洪管理理念發(fā)展趨勢和“海綿城市”內(nèi)涵、目標及實踐，提出現(xiàn)階段海綿城市的重點實施路徑，并從持續(xù)發(fā)展角度提出，城市系統(tǒng)多專業(yè)的深度參與及互動、科學而統(tǒng)一的土地開發(fā)和雨洪管理平臺工具的建立，以及面向全民的理念共享，是海綿城市的持續(xù)發(fā)展之道。

海綿城市；城市雨洪管理；低影響開發(fā)（LID）；可持續(xù)發(fā)展

0　引言

城市化進程的加快和城市規(guī)模的擴大，引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，主要包括城市面源污染加重、城市內(nèi)澇、雨水資源流失等。密集的城市發(fā)展令災害對財產(chǎn)、民生及城市基礎設施造成的破壞更為嚴重。

自20世紀70年代以來，基于嚴重的城市內(nèi)澇，各國的城市雨洪管理實踐和演進，突出體現(xiàn)在城市開發(fā)中保護自然系統(tǒng)，保護水質(zhì)，從源頭上控制徑流、削峰、錯峰。多功能及分散化的理念措施，雨水處理與景觀相結(jié)合，使開發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的生態(tài)循環(huán)。

海綿城市理念基于這一宏觀背景，強調(diào)在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面，使城市達到良好的“韌性”，突出表現(xiàn)在雨洪管理實踐上的創(chuàng)新城市發(fā)展方式。通過加強城市規(guī)劃建設管理，充分發(fā)揮建筑、道路、綠地和水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，實現(xiàn)自然積存、自然滲透和自然凈化［1］，從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”，不完全依賴下水道等“灰色設施”，在根本上解決人造城市阻絕水與生態(tài)的問題。

1　城市雨洪管理理念演進及海綿城市理念內(nèi)涵

1.1國際城市雨洪管理理念的演進

國外發(fā)達國家自20世紀六七十年代以來，針對城市內(nèi)澇問題，各國陸續(xù)推出城市雨洪管理理念及建設措施。從美國的城市雨洪管理最佳實踐管理（BM Ps）、低影響開發(fā)理念（LID），澳大利亞的水敏感城市設計（W SUD），到21世紀基于以上理念進一步發(fā)展而來的美國的綠色雨水基礎設施（Green St orm wat er Inf rast ruct ure，GSI）系統(tǒng)和英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)（Sust ai nabl e Drai nage Syst em s，SuDS）［2，3］。理念強調(diào)雨洪管理融入可持續(xù)的城市開發(fā)中，在開發(fā)中保護自然系統(tǒng)，強調(diào)雨水在源頭上進行收集、控制，促進雨水下滲；通過控制流速來允許沉積物沉淀，過濾污染物，也同時減少了水資源的浪費。

城市的雨洪管理理念的演進在世界范圍內(nèi)基本的規(guī)律是類似的，從持續(xù)的加強工程建設標準和投入來抵抗洪水，到漸進的結(jié)合自然，以人工措施和自然方式的協(xié)調(diào)處理利用雨洪資源，確保排水防澇安全的前提下，最大限度促進雨水資源就地消納和生態(tài)環(huán)境保護，體現(xiàn)從“灰色——管道、水池工程措施”到“綠色——自然的、生態(tài)的低影響技術和措施”的總體趨勢。

理念的發(fā)展和城市可持續(xù)發(fā)展的結(jié)合也突出體現(xiàn)了“整合了城市水循環(huán)管理、保護和保存的綜合城市規(guī)劃、保證城市水資源管理尊重自然水文和生態(tài)過程”［4］、“保護自然資源、平衡增長與環(huán)境保護的需要，實現(xiàn)多重目標、并創(chuàng)建有吸引力的自然和多功能的公共空間”［5］等作用。

多功能目標及分散、源頭控制的雨洪管理原則提供了多種因地制宜的LID技術措施，使城市雨洪資源管理利用與城市空間開發(fā)、城市景觀緊密結(jié)合在一起。

1.2海綿城市理念的提出

2012年4月，在“2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇”中，“海綿城市”概念首次被提出。2013年12月12日，習近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》的講話中強調(diào)：“提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。2014年11月2日，住房和城鄉(xiāng)建設部對外印發(fā)《海綿城市建設技術指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》［1］，該文件同時與仇保興發(fā)表的《海綿城市（LID）的內(nèi)涵、途徑與展望》明確了現(xiàn)階段的主要做法和定義，為各地的海綿建設提供指導［6］。

海綿城市理念既注重源頭控制，也重視末端處理。指引城市能夠像海綿一樣，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術，以及源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段，提升對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力。

2015年4月至2016年4月，全國兩批共30個海綿城市建設試點城市陸續(xù)確定。

1.3海綿城市內(nèi)涵

海綿城市理念在本質(zhì)上關注城鎮(zhèn)化與環(huán)境資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，從城市大生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，通過跨尺度構(gòu)建水生態(tài)基礎設施（hydro-ecol ogi cali nf rast ruct ure），并結(jié)合多類具體技術建設水生態(tài)基礎設施，構(gòu)建成“海綿城市”的核心［7］。

城市開發(fā)建設推崇遵循生態(tài)開發(fā)理念，重視城市開發(fā)中的低影響開發(fā)，讓城市具備適應環(huán)境變化和自然災害的“演進韌性”的發(fā)展目標，將暴雨防范、水質(zhì)控制、水資源利用、開發(fā)環(huán)境、城市安全等目標結(jié)合起來，采取結(jié)合自然的手段實現(xiàn)城市系統(tǒng)適應能力，達到安全無憂的整體格局的完整性［8］。

“海綿城市”以“自然積存、自然滲透、自然凈化”為特征，與傳統(tǒng)工程思維下的“水適應人”的治水思路截然不同。理念首先是轉(zhuǎn)變排水防澇的思路，將價值觀由“水適應人”轉(zhuǎn)向“人適應水”。通過海綿城市理念徹底從“快速排除”和“末端集中”轉(zhuǎn)變到“慢排緩釋”和“源頭分散”，逐步實現(xiàn)從“短期止痛”和“授人以魚”到“長期治痛”和“授人以漁”的過渡。海綿城市是具有國際語境的城市雨洪管理理念的中國化的表達。

2　城市雨洪管理理念對城市系統(tǒng)的調(diào)控作用

美國的城市雨洪管理從城市空間環(huán)境的角度把城市范圍分為城市環(huán)境區(qū)域、郊區(qū)環(huán)境區(qū)域、鄉(xiāng)村及流域保護區(qū)域三個維度，從4個方面落實目標控制：單體建筑及建筑群策略、優(yōu)化場地設計策略、基礎設施策略、區(qū)域開發(fā)策略。落實措施的精細化設計，大多數(shù)是通過倡導低影響開發(fā)（LID）的原則來實現(xiàn)［9］。綠色與灰色結(jié)合、源頭減排與末端調(diào)蓄結(jié)合，彈性應對不同重現(xiàn)期降雨。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。

美國的城市雨洪管理在城市空間范疇及開發(fā)建設尺度兩個維度上分別對應地提出理念控制要求及相關策略措施。相比較而言，美國的策略在更大程度上與開發(fā)密度、土地混合利用程度及城市功能選址直接相關，更注重精明增長理念，更好地利用已有基礎設施，保護關鍵的環(huán)境區(qū)域。美國模式中排水、規(guī)劃、景觀等多專業(yè)的結(jié)合更緊密，包括相關開發(fā)的詳細要求也較成熟。

我國海綿城市建設依照“源頭減排—小排水—大排水”綜合系統(tǒng)構(gòu)建，統(tǒng)籌了低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、雨水管渠系統(tǒng)、超標雨水系統(tǒng)等三個系統(tǒng)。雨水管渠系統(tǒng)為小排水系統(tǒng)，大排水系統(tǒng)主要為超標雨水系統(tǒng)，事實上，小排水系統(tǒng)本身就是內(nèi)澇控制系統(tǒng)的主要組成部分。大小排水系統(tǒng)應對降雨量一般僅占城市全年降雨總量的10%左右。對應的城市系統(tǒng)為城市范疇市政基礎設施及流域設施［9］。

在理想狀態(tài)下，徑流總量控制目標應以開發(fā)建設后徑流排放量接近開發(fā)建設前自然地貌時的徑流排放量為標準。一般而言，開發(fā)區(qū)域年徑流總量控制率不低于85%，其他區(qū)域不低于70%。各地在城市規(guī)劃、建設過程中，可將年徑流總量控制率目標分解為單位面積控制容積，以其作為綜合控制指標來落實徑流總量控制目標［1］。

低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)等源頭控制系統(tǒng)針對的是占全年降雨總量80%～90%左右的中小降雨事件，通過分散的、小規(guī)模的源頭控制機制和設計技術，來達到對暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制，對應的城市系統(tǒng)為地塊場地開發(fā)、建筑與小區(qū)等源頭系統(tǒng)。

3　低影響開發(fā)系統(tǒng)（LI D）構(gòu)建的關鍵策略及措施

3.1LID作用

低影響開發(fā) （Low Im pact Devel opm ent，LID）理念強調(diào)開發(fā)減少對環(huán)境的沖擊，通過使用微尺度的源頭控制在基地內(nèi)分布式控制雨水徑流［10］。與傳統(tǒng)雨洪管理方式相比，具有可持續(xù)、分散化、多功能目標等特點。

LID分散的、小規(guī)模的源頭控制機制和設計技術，實現(xiàn)徑流和污染的控制，使開發(fā)區(qū)域盡量接近于開發(fā)前的自然水文循環(huán)狀態(tài)。合理利用景觀空間和采取相應措施對暴雨徑流進行控制，減少城鎮(zhèn)面源污染。實現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，維持或恢復城市的“海綿”功能［2］。

美國的城市雨洪管理最佳實踐將入滲系統(tǒng)的改進列為第一優(yōu)先級類型，接下來的優(yōu)先級分別為雨水采集與利用、高效生物過濾/生物滯留系統(tǒng)及上述系統(tǒng)的組合［9］。美國在城市區(qū)域中通常利用綠色屋面和透水鋪裝來降低不透水表面，透水鋪裝的雨水可以下滲促進污染物處理和補給，大大減少徑流雨量。在德國廣泛使用超過40年的結(jié)果顯示，綠色屋面在溫帶氣候可以在年徑流量上減少50%。另一個策略是雨落管斷接（Downspout Di sconnect i on） 和城市生物滯留設施（Urban Bi oret ent i on）。這種做法可以重定向屋頂徑流雨水排入生物滯留系統(tǒng)等功能性景觀設施，顯著減少地表徑流，減少城市地區(qū)CSO的事件的數(shù)量［10］。

低影響開發(fā)系統(tǒng)是實現(xiàn)海綿城市總體目標上作用最大的系統(tǒng)，其主要建設載體即是城市建筑、小區(qū)、道路、綠地與廣場等。

3.2LID系統(tǒng)措施

與傳統(tǒng)的開發(fā)模式相比，低影響開發(fā)的特點在于通過精細化的設計，將城市雨洪管理與開發(fā)模式相互結(jié)合，從而將人工建設對城市雨洪的干涉降到最低，重點在于源頭系統(tǒng)分散化的控制及利用。

針對源頭控制的LID策略和設施，根據(jù)目標的不同，在徑流控制、污染控制、削峰作用及適用性上也各有側(cè)重。表1為LID措施有效性。

深圳光明新區(qū)的研究及模擬結(jié)果顯示：下凹式綠地、透水鋪裝、綠色屋面無論在何種降雨條件下，三種LID單元組合的效果都最為明顯，同時LID單元作用不僅體現(xiàn)在提高抗洪能力方面，還可降低維修管道的頻率，并認為在城市化改造過程中應根據(jù)實際情況優(yōu)化配置LID組合設施［11］。

3.3海綿城市建設策略及LID設施規(guī)模確定

一般而言，現(xiàn)行國內(nèi)海綿建設首先應實現(xiàn)徑流總量控制率、綠地控制率、年徑流污染控制率等宏觀目標，再根據(jù)各類用地特點，可進一步設置地塊海綿城市引導性指標，如下凹式綠地占比、滲透設施滲透量、綠色屋頂率、調(diào)蓄容積、雨水資源利用率等［12］。

表1　LID措施有效性［5］

以試點城市濟南某場地的海綿城市建設為例，基本策略及思路為：

確定建設范圍—總體摸排（用地性質(zhì)、地勢、坡度、外部道路排水設施等）—范圍內(nèi)詳細現(xiàn)狀（屋面、綠地、硬化鋪裝、落水管等詳細規(guī)?！ㄔO目標確定—綜合徑流系數(shù)及控制率計算—LID設施組合、布局、規(guī)模確定—分區(qū)調(diào)整落實—區(qū)域平衡—投入實施。

據(jù)山東省《海綿城市設計規(guī)程》，設計控制徑流總量應按下式計算復核［12］：式中：W為設計控制徑流總量，m3；W1為滲透設施承擔的雨水入滲量，m3；W2為收集利用設施承擔的雨水利用量，m3；ψzc為雨量綜合徑流系數(shù)；hy為設計降雨量厚度，m m；F為匯水面積，hm2。

海綿城市的引導性指標，《濟南市建設項目雨水控制與利用技術要點（暫行）》作出了常規(guī)性的要求，實際的操作中結(jié)合宏觀目標的達成，LID設施組合、規(guī)模等具體策略的確定可以稍作調(diào)整。

（1）下凹綠地率

凡涉及綠地率指標要求的建設工程，綠地中至少應有50%為用于滯留雨水的下凹式綠地（普通式或階梯式）；下凹式綠地應低于周邊鋪砌地面或道路，下凹深度宜為50～100 m m，且不大于200 m m。廣義的下沉式綠地泛指具有一定調(diào)蓄容積的可用于調(diào)蓄徑流雨水的綠地，下沉深度小于 100 m m的下沉式綠地面積不參與計算。

（2）透水鋪裝

建設項目中的硬化鋪裝應加大透水鋪裝比例，公共停車場、人行道、步行街、自行車道和休閑廣場、室外庭院的透水鋪裝率一般要求不小于70%。

（3）小區(qū)雨水利用率

小區(qū)的雨水利用率一般國內(nèi)按照5%～10%控制?？梢愿鶕?jù)實際情況和總體目標的分解來具體情況具體分析，如綠地范圍執(zhí)行10%，已有改造區(qū)域5%即可。

（4）雨水調(diào)蓄設施

新建工程硬化面積達到2 000 m2及以上項目，每千平米硬化面積配建容積不少于30 m3的雨水調(diào)蓄設施。居住區(qū)項目中硬化面積指非綠色屋頂?shù)挠不娣e。非居住項目硬化面積=建設用地-綠化面積-透水鋪裝用地面積。埋地的雨水調(diào)蓄設施應距離建筑物大于3 m距離，且人工調(diào)蓄池的排空時間不應超過12 h。

（5）雨水花園

雨水花園是指在低洼區(qū)域種有灌木、花草乃至樹木等植物的工程設施。它主要通過土壤和植物的過濾作用凈化雨水，同時通過將雨水暫時滯留而后慢慢滲入土壤來減少徑流量，也被稱作生物滯留區(qū)域。雨水花園的設計參數(shù)包括：匯流面積比，蓄水層深度、雨水花園土壤的入滲率。雨力、表層容積、入滲率越大，蓄滲雨水徑流的效率越高。

通常雨水花園的匯流面積比一般取1∶20～1∶25，雨水花園宜分散布置，且單個面積不宜過大。

（6）綠色屋面

綠色屋面的規(guī)定，可以結(jié)合綠色建筑的建設標準，分別對待公共建筑和居住建筑。公共建筑政策上推行建設或改造為綠色屋面。居住建筑不作強制性要求，通過引導性策略鼓勵。改造項目鼓勵簡單式綠色屋面，同時大力推行落水管斷接技術，引流到高位花壇或下凹綠地中［5］。

4　“海綿城市”規(guī)劃建設推進門檻

海綿城市理念在我國的推行剛剛起步，通過試點建設的運行，也明顯反映了目前面臨的推進門檻：

（1）基礎薄弱。相關的技術儲備不足，基礎性研究欠缺，各種措施和投入的效果具有不確定性，相關產(chǎn)品的實際應用效果還待驗證。

（2）法規(guī)、標準滯后。國家及地方陸續(xù)出臺相關標準導則，但專業(yè)參與度的先天不足，存在海綿建設指南與現(xiàn)有建設標準的對接尚待提高?，F(xiàn)有的推進模式也應積極反饋到城市開發(fā)建設法定程序中去，形成長效的約束機制。

（3）責任主體分散。試點城市及試點項目均以政府專項工程推動模式推進，各地的推進主體各不相同，實施難度和協(xié)調(diào)難度均較大。同時，海綿城市概念涉及城市開發(fā)，開發(fā)引導政策到位率也較低。

（4）缺乏激勵與創(chuàng)新。海綿城市建設中的直接或間接的財政激勵和開發(fā)的引導性激勵均不成熟。相關職能部門，開發(fā)建設、設計部門也缺乏基于理念的深入實際的變革驅(qū)動力。

（5）理念尚待深入人心?，F(xiàn)在專業(yè)內(nèi)部的非理性多元化解讀和社會上“海綿就是挖坑”的簡單化認識，都會在一定時間內(nèi)影響或延緩海綿城市的實際推動。

5　海綿城市理念的影響及展望

海綿城市作為一種創(chuàng)新的城市發(fā)展理念，對于城市發(fā)展影響深遠。應盡快通過試點城市及試點項目的推廣，重視理念在規(guī)劃建設實施過程中的反饋，將精細化的設計滲透到規(guī)劃建設中的方方面面，并在以下方面可以重點突破。

（1）加強海綿理念共享。海綿城市理念應結(jié)合綠色城市、綠色交通、綠色建筑、生態(tài)城市、步行城市等諸多理念，共同打造安全、宜居城市系統(tǒng)。對于基地的生態(tài)安全性及場地建設適宜性應擴大研究，對未來可能發(fā)生的災害（地質(zhì)、水文、自然災害等）及建設的限制性條件（生物多樣性影響、地下空間開發(fā)影響、流域控制范圍影響、場地豎向限制影響等）應先于總體規(guī)劃梳理總結(jié)，統(tǒng)籌決策，選擇適當?shù)耐恋亻_發(fā)模式、開發(fā)密度，土地混合開發(fā)，并結(jié)合開發(fā)模式提出雨洪控制性指標，落實到規(guī)劃建設中。

（2）實現(xiàn)可廣泛使用的土地開發(fā)管理工具。理念指標分解落實到項目建設規(guī)劃的各個環(huán)節(jié)，從土地開發(fā)、規(guī)劃條件、規(guī)劃審批、建設項目審批、建設項目施工圖審查，到竣工驗收，緊密結(jié)合現(xiàn)有建設規(guī)劃條件，構(gòu)成創(chuàng)新的建設規(guī)劃程序體系。

（3）加快專業(yè)融合，協(xié)同發(fā)力。加快多專業(yè)基于理念的交融互動，避免“兩層皮”，現(xiàn)有設計包層“海綿措施”的簡單化誤區(qū)。例如，道路斷面的細分，透水路面、下凹綠地、生態(tài)樹池等措施，不是斷面確定之后，簡單地加上海綿措施，更應該結(jié)合分散化，就近化原則，加強紅線內(nèi)下滲、綠地的配置比例研究，通過斷面空間結(jié)構(gòu)的重組，優(yōu)化道路橫斷的規(guī)劃設計。

（4）提高輔助手段科學性。應積極推廣計算機模擬，通過GIS、SW M M、Inf oW orks等專業(yè)軟件的實踐運用，建立水文效應模型，評價開發(fā)建設用地的流域徑流參數(shù)，并結(jié)合到城市設計中去。

（5）鼓勵基礎性研究及導向性政策制定。LID措施的基礎研究要結(jié)合試點城市的審查工作，指引廣泛展開基礎研究。同時，加強經(jīng)濟政策導引，直接或間接的財政性補貼可以參考綠色建筑認證的策略試行，同時建議海綿實施策略應盡快在諸如容積率補償、開發(fā)強度引導上展開試點。

6　結(jié)語

城市社會生態(tài)系統(tǒng)相互關聯(lián)的特性，導致災害危害影響的范圍和沖擊力更大。城市的各基礎設施及系統(tǒng)網(wǎng)絡之間相互關聯(lián)，各種風險要素因基礎設施的相互依賴，形成相互交織的災害鏈。城市不能依賴單一概念性的規(guī)劃理念作為全面及長遠規(guī)劃發(fā)展的基礎。

今天，許多國家都面臨著城市擴張的問題，發(fā)展的形式，綠地占用，汽車的依賴，城市邊緣的擴大，都給城市的環(huán)境敏感區(qū)帶來極大的壓力。海綿城市發(fā)展戰(zhàn)略旨在使城市向更生態(tài)高效和面向社區(qū)的風格重新發(fā)展。海綿城市理念，不僅是促進中國城市雨洪管理的進步，更是“起步于海綿城市生態(tài)理念，落實LID措施建設規(guī)劃，反饋城市空間系統(tǒng)，形成可持續(xù)發(fā)展并推動持續(xù)變革”的時代強音，這才是海綿城市理念的核心作用和深遠影響。

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TU992

B

1009-7716（2016）09-0032-05

2016-08-16

馬翔（1974-），男，山東濟南人，高級工程師，注冊規(guī)劃師，從事城市規(guī)劃、設計工作。