黃 怡

（1.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092；2.上海城市排水系統(tǒng)工程技術研究中心，上海市 200092）

高密度低更新建成區(qū)海綿城市規(guī)劃中源頭減排策略研究
——以上海市黃浦區(qū)為例

黃 怡1,2

（1.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092；2.上海城市排水系統(tǒng)工程技術研究中心，上海市 200092）

海綿城市建設是國家城市建設的最新要求，可有效提升城市生態(tài)環(huán)境與宜居水平。首先對海綿城市建設條件進行了解析，針對高密度低更新的城市建成區(qū)存在的用地問題、改造難度大等制約條件，以上海市黃浦區(qū)為例，研究此類區(qū)域海綿城市建設的規(guī)劃策略。

高密度；低更新；建成區(qū)；海綿城市；源頭減排；規(guī)劃策略

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，傳統(tǒng)城市建設模式帶來的內(nèi)澇頻發(fā)、徑流污染加劇、雨水資源流失、水生態(tài)惡化等突出問題，已成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的限制性因素之一。

上海是第二批海綿城市建設國家試點城市，除浦東新區(qū)臨港地區(qū)作為國家試點區(qū)域外，各區(qū)也在積極探索海綿城市建設，確保完成上位規(guī)劃確定的“2020年20%的建成區(qū)面積達到海綿城市建設要求”。海綿城市建設提倡采用“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的理念。源頭減排也是一個系統(tǒng)，主要包括建筑與小區(qū)、道路與廣場等，源頭減排對海綿城市建設十分重要[1]。對于高密度低更新的城市建成區(qū)，由于用地問題、改造難度大等各種條件的制約，源頭減排推進有很大難度。本文以上海市黃浦區(qū)為例，研究此類區(qū)域海綿城市建設的源頭減排規(guī)劃實施策略，以期為同類區(qū)域提供參考。

1 海綿城市建設條件解析

1.1 基本特征

黃浦區(qū)海綿城市建設基本條件符合上海市整體“三高一低”的特點，即：“地下水位高”、“土地利用率高”、“不透水面積高”、“土壤滲透率低”，同時還具備“低更新”的特征，海綿城市建設的開展具有一定的難度。

1.2 建筑與小區(qū)系統(tǒng)

區(qū)內(nèi)建成比例高，整體呈現(xiàn)建筑密度高、綠地率低、容積率高等特點，導致全系統(tǒng)不透水面積高于上海平均水平?！笆濉逼陂g，總體改造面積占全區(qū)建設用地的5.37%，城市更新速度較為緩慢。

全區(qū)保護資源豐富，涵蓋4個歷史文化風貌區(qū)，總面積達584 hm2，約占黃浦城區(qū)面積的1/4；涉及各類優(yōu)秀歷史建筑206處，文物保護單位及登記不可移動文物275處。因此，在海綿城市建設推進中，必須考慮對保留保護區(qū)域和設施的影響。

1.3 道路與廣場系統(tǒng)

全區(qū)道路系統(tǒng)整體較為完善，交通通行量大。由于歷史、土地價值等原因，普遍存在道路紅線寬度較窄的問題。為優(yōu)先保障交通通行能力，道路斷面設置普遍缺少綠化隔離帶，給生物滯留設施等海綿設施的應用帶來了較大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)狀廣場不透水面積高，雨水徑流量大，但由于其休閑娛樂功能需求大，可改造的空間少。

1.4 綠化系統(tǒng)

全區(qū)建設用地中有較成規(guī)模的集中綠地，主要為公園綠地，且標高高于路面，難以吸納周邊雨水。附屬綠地率水平大部分（5%～15%）低于上海市建設標準（新建居住區(qū)≥35%，改建、擴建居住區(qū)≥25%，新建學校、醫(yī)院、療休養(yǎng)院所、公共文化設施≥35%；新建地面主干道路紅線內(nèi)的綠地面積≥20%；新建其他地面道路紅線內(nèi)的綠地面積≥15%），可用于改造的綠地很少。

1.5 水務系統(tǒng)

全區(qū)內(nèi)部無河道，雨水排除基本依賴雨水管網(wǎng)和泵站排入外部的黃浦江和蘇州河。全區(qū)雨水管渠設計重現(xiàn)期總體為1 a一遇，與5 a一遇的新標準要求有較大差距。由于管網(wǎng)提標改造并非一蹴而就，研究如何在管網(wǎng)改造尚未完成之前降低內(nèi)澇發(fā)生頻率，緩解內(nèi)澇影響，也是開展海綿城市建設的重要內(nèi)容。

2 海綿城市規(guī)劃策略與案例分析

2.1 總體策略：區(qū)域整體問題導向

（1）治澇。通過構建源頭減排、排水管渠、排澇除險三段式內(nèi)澇防治工程體系以及應急管理措施，系統(tǒng)性地防治城市內(nèi)澇風險。對于此類區(qū)域而言，通過在城市更新過程中融入海綿城市建設理念，通過低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建，建設可持續(xù)排水系統(tǒng)，科學有效地調(diào)控降雨地表徑流，削減降雨徑流總量和降雨峰值流量，減輕城市排水壓力。此外，再有針對性地治理易澇積水點，緩解和治理城市內(nèi)澇問題。

（2）治黑。通過“控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復、活水保質(zhì)、長制久清”等手段，合理安排設施，系統(tǒng)性地改善城市水體環(huán)境質(zhì)量。對于此類區(qū)域而言，通過在城市更新過程中融入海綿城市建設理念，通過低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建，實現(xiàn)雨污分流，減少分流制排水系統(tǒng)的初期雨水污染，減少合流制排水系統(tǒng)的溢流頻次，改善水環(huán)境質(zhì)量。

2.2 建筑與小區(qū)：新建項目目標導向

就建筑與小區(qū)制定相關低影響開發(fā)設施指標，推廣綠色屋頂、生物滯留設施（高位花壇、雨水花園等）、下沉式廣場與透水鋪裝等的使用，增加地塊的雨水徑流控制能力，減少雨水外排量，削減徑流污染，減小開發(fā)前后水文特性的差異。

以黃浦區(qū)某街區(qū)商業(yè)開發(fā)項目為例，該項目占地約22.36 hm2，用地類型為商辦綜合用地部分住宅用地及代建公共綠地一塊。原設計方案建筑密度高（42.9%）、綠化率低（雖然規(guī)劃用地中公園綠地比例基本達到全市平均水平，但是由于建筑密度大，導致附屬綠地比例遠低于上海市35%的綠地率標準，總體綠地率僅為25.7%）、地下空間開發(fā)強度大（接近滿鋪）。原設計方案中已采用了綠色屋頂、透水鋪裝、調(diào)蓄設施（原有利用地下停車場邊角修建調(diào)蓄池）三種海綿設施。用SWMM模型對原設計方案進行模擬校核，模型選用降雨量接近上海多年平均值的1996年（雨量1 183 mm）的逐分鐘降雨數(shù)據(jù)。蒸發(fā)量采用上海各月平均蒸發(fā)數(shù)據(jù)，采用典型海綿設施的設計值與模型參數(shù)（見表1～表4）。模型結果表明，該項目按照原設計方案為年徑流總量控制率為57.2%，不滿足上位規(guī)劃70%的指標值要求，需要原方案進行優(yōu)化設計。

表1 原設計方案下墊面情況統(tǒng)計表

表2 原設計方案海綿設施設計參數(shù)

表3 SWMM模型中部分海綿設施參數(shù)表

表4 SWMM模型水量平衡統(tǒng)計表

改造方案中，采用容積法對方案進行了重新設計。由于原方案場地內(nèi)諸多制約條件，地塊開發(fā)同時代建周邊市政道路，考慮在地塊周邊的人行道上新增773 m3調(diào)蓄設施[2]，并通過模型分析達到設計目標要求。需要說明的是，模型假設所有設施均發(fā)揮最大效率，實際效果可能比模擬的年徑流總量控制率低。

2.3 建筑與小區(qū)：改造項目問題導向

據(jù)統(tǒng)計，上海建于20世紀八九十年代、房齡在二三十年的多層住宅有1億多平方米，基本存在電梯老化、小區(qū)積水、綠化品質(zhì)下降、休閑設施缺乏、停車設施嚴重不足等問題。目前，上海市已經(jīng)制定出臺了住宅小區(qū)綜合治理三年行動計劃?？偟哪繕耸堑?017年，推進形成政府監(jiān)管、市場主導、居民自治、社會參與“四位一體”的住宅小區(qū)綜合治理格局，基本解決住宅小區(qū)中涉及民生的突出問題，使廣大居民的居住生活環(huán)境明顯改善。對于改造的建筑與小區(qū)項目，應針對小區(qū)問題以及整個排水片區(qū)規(guī)劃對本小區(qū)的要求，將海綿城市建設理念融入，不刻意追求年徑流總量控制率這個指標，因此，結合技術的適用性和居民意愿調(diào)查，主要采用了雨落管斷接和生物滯留設施這一簡單的組合技術方案，老小區(qū)采用生物滯留設施需要重點考慮蚊蠅的影響[6]。

以老舊公寓BS、公寓XJH和公寓DD為例，公寓BS由2棟老公房組成，公寓XJH由2棟老公房組成，公寓DD由4棟老公房組成，具體下墊面情況見表5。3個小區(qū)特點為建筑密度較高、綠化較少、硬化面積大。針對上述特點，改造方案中的雨落管斷接和生物滯留設施占綠地面積的改造比例分別為100%、10%。模型設置基本參數(shù)與上述案例相同，結果見表6。改造前年徑流總量控制率不超過40%，改造后年徑流總量控制率可達55%以上。

同時，模擬1 h設計降雨，如圖1所示。將現(xiàn)狀1 a一遇（粗灰線）、5 a一遇（黑粗線）出流過程線進行對比，可看出兩者差距較大，表明現(xiàn)狀管網(wǎng)較難應對5 a一遇的降雨，經(jīng)海綿城市建設改造后5 a一遇（黑細線）設計降雨下的出流過程線與1 a一遇（粗灰線）趨近。研究結果表明，雨落管斷接與生物滯留設施不僅能有效提高地塊年徑流總量控制率，而且對于現(xiàn)狀管網(wǎng)改造難度大的地區(qū)間接提高雨水管渠設計重現(xiàn)期。

表5 案例老舊公寓現(xiàn)狀下墊面情況統(tǒng)計表

表6 改造前后年徑流總量控制率評估結果統(tǒng)計表

圖1 降雨出流情況模擬圖

再以新式里弄住宅CL村為例，新式里弄住宅是在舊式石庫門住宅的基礎上改良發(fā)展而來，新式里弄住宅改變了石庫門住宅的前天井布局，代之為2～5 m2水泥地坪的小庭院。新式里弄住宅一般為行列式，總弄寬度6 m左右，支弄在3.5 m以上，較之石庫門里弄住宅的通道寬度放大近一倍。新式里弄住宅多數(shù)為3層，少數(shù)為2層，也有假3層、4層的，一般進深在10～14 m之間，開間大致在3.6～4.8 m之間。

住宅CL村由6排建筑組成，面積為21 470 m2，其中附屬綠地比例24.8%、建筑密度57.5%，硬化路面占建設用地比例為17.7%，是上海市新式里弄的典型代表。小區(qū)內(nèi)為低層建筑，改造方案中雨落管斷接率100%。由于住宅CL村綠地主要位于小區(qū)道路和建筑之間，能較好地收集硬化路面的雨水，為此分別根據(jù)綠地周圍硬化面積確定改造生物滯留設施比例為20%，根據(jù)指標體系確定改造比例為7%。模型設置基本參數(shù)與上述案例相同，結果見表7，提高海綿設施的比例有利于提高年徑流總量控制率。但是，提高單一海綿設施比例到一定程度對年徑流總量控制率的提高效果有限。

表7 改造前后年徑流總量控制率評估結果統(tǒng)計表

2.4 道路與廣場：適度提升道路的雨水徑流控制能力

選取近期即將進行改造的SC路作為研究對象。SC路全長791.06 m，道路實施寬度12.4～15.2 m，其中西側人行道寬度 1.6～3.3 m，東側人行道寬度1.5～3.1 m，車行道寬度9.0 m。車行道采用雙向橫坡，路拱為三次拋物線形式，平均橫坡為2.0%坡向外側。人行道采用單向橫坡，平均橫坡為2.0%，坡向內(nèi)側，無綠化隔離帶，道路綠化率為0。符合上海市中心道路斷面偏窄、附屬綠地率低的典型特點。針對上述特點，改造方案中結合道路改造推廣人行道透水鋪磚，人行道透水鋪裝率100%。模型設置基本參數(shù)見表8，與上述案例相同。結果表明，改造前年徑流總量控制率不超過20%，改造后年徑流總量控制率可達50%以上。由于SC路道路斷面窄，人行道占道路比例較高，且人行道100%采用透水鋪裝，設施比例較高，年徑流總量控制率提高效果優(yōu)于一般道路。

表8 SWMM模型水量平衡統(tǒng)計表 m3

3 結論與建議

對于高密度低更新的城市建成區(qū)，由于用地問題、改造難度大等各種條件的制約，源頭減排推進有很大難度。本文以上海市黃浦區(qū)為例，研究此類區(qū)域海綿城市建設的源頭減排的規(guī)劃實施策略。結果表明：

（1）通過問題導向，采取雨落管斷接、生物滯留設施、停車位透水鋪裝等適用的海綿化改造技術，新式里弄和老舊公寓的現(xiàn)狀年徑流總量控制率分別可以從35%～40%、35%～40%提高到65%～70%、55%～60%；

（2）通過目標導向，因地制宜，采取生物滯留設施等多種海綿技術組合優(yōu)化，新建商業(yè)開發(fā)用地的年徑流總量控制率可以從傳統(tǒng)設計的40%～50%提高到70%～75%；

（3）通過問題導向，采取透水鋪裝等適用海綿化改造技術，無綠化隔離帶道路的年徑流總量控制率可以從15%～20%提高到45%～55%；

（4）為落實海綿城市建設指標，建議將其納入城市規(guī)劃建設管理體系。

[1]張辰,呂永鵬,陳嫣.《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術規(guī)范》解讀[J].給水排水,2017,43(8):55-59.

[2]張辰,陳嫣,呂永鵬.《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術規(guī)范》解讀[J].給水排水,2017,43(6):9-13.

[3]張辰.適當提高排水管網(wǎng)設計標準逐步建立城市內(nèi)澇防治體系[J].給水排水,2013,39(12):1-3.

[4]李建勇.Infoworks ICM在城市排水系統(tǒng)分析中的應用[J].中國給水排水,2014.30(8):21-24.

[5]新版規(guī)范局部修訂編制組.2014版《室外排水設計規(guī)范》局部修訂解讀[J].給水排水,2014,40(4):7-11.

[6]夏聞雨,呂永鵬,張辰,等.美國蚊蠅綜合管理措施對海綿城市建設的啟示與應用[J].給水排水,2016,42(12):55-59.

TU99

B

1009-7716（2017）12-0082-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.023

2017-08-22

國家重大水專項（2017ZX07403001）；上海市科委項目（15DZ1203601）

黃怡（1983-），女，福建福州人，工程師，主要從事城市規(guī)劃和海綿城市研究工作。