劉小艷

深圳市雅克蘭德設(shè)計(jì)有限公司 廣東 深圳 518067

近年來，全國(guó)各地海綿城市建設(shè)熱潮不減，各類指導(dǎo)意見、技術(shù)指南、指標(biāo)體系等紛紛出臺(tái)，試點(diǎn)城市名單不斷擴(kuò)展，財(cái)政補(bǔ)貼與投資額度不斷加碼，但我們?nèi)蕴硬婚_“水旱成災(zāi)”的魔咒：這邊廂，“百年一遇”乃至“千年一遇”的極端降雨愈趨頻繁，重金打造的海綿城市仍面臨“城市看海”的尷尬；另邊廂，大水庫(kù)、大江大河干旱見底的消息頻繁見諸報(bào)端。

正是在頻繁遭遇“城市看?！钡睦Ь诚拢覈?guó)的海綿城市建設(shè)理論逐步發(fā)展并日趨成熟起來。

1 海綿城市理論梳理

2014年，我國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中，將海綿城市定義為：“城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用?！焙＞d城市的建設(shè)途徑既包括對(duì)城市原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)，也包括低影響開發(fā)。該指南還明確指出，“海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌低影響開發(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)”。

但在《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中，絕大部分篇幅都用在對(duì)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建的全方位指導(dǎo)上，且建議各地低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建將年徑流總量控制作為首要規(guī)控目標(biāo)，亦即首要考慮將徑流蓄存或消解在場(chǎng)地內(nèi)。這似乎更貼合北方少雨地區(qū)的訴求，它們的土壤條件更能吸水、滲水，它們也更迫切需要對(duì)雨水進(jìn)行蓄存及資源化利用。而對(duì)于引發(fā)雨澇災(zāi)害的關(guān)鍵因素——暴雨徑流峰值，指南僅簡(jiǎn)單帶過，它指出“低影響開發(fā)設(shè)施一般對(duì)中、小降雨事件的峰值消減效果較好，對(duì)特大暴雨事件，雖仍可起到一定的錯(cuò)峰、延峰作用，但其峰值消減幅度往往較低。因此，為保障城市安全，在低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)區(qū)域，城市雨水管渠和泵站的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、徑流系數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)仍然應(yīng)當(dāng)按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行”，“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)是城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的重要組成，應(yīng)與城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)相銜接”[1]。而對(duì)于暴雨時(shí)的徑流峰值如何消減，超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)如何設(shè)置，如何與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)銜接，指南并沒有給出詳細(xì)的實(shí)操指導(dǎo)建議。所以即便達(dá)成了海綿城市建設(shè)目標(biāo)的年徑流總量控制之后，我們還是陸續(xù)見證了各地雨洪系統(tǒng)在面對(duì)超標(biāo)降雨時(shí)，是何等地不堪一擊。以鄭州為例，年均降雨量為542.15mm，其海綿城市年徑流總量控制目標(biāo)為75%，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為22mm[2]，意思是要控制22mm以內(nèi)的降雨量，以便將全年75%的雨水徑流吸納掉而不外排。再看2021年的鄭州特大暴雨，3天累積降雨量449mm，下了全年82.8%的總雨量，小時(shí)最大雨強(qiáng)201.9mm，幾近達(dá)到其海綿城市規(guī)控標(biāo)準(zhǔn)的10倍，在無(wú)適配的城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的前提下，其現(xiàn)有海綿體的吸納量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，無(wú)處容身的雨水最終積漲成災(zāi)，帶來慘痛經(jīng)歷。

2 南方多雨平原河網(wǎng)地區(qū)海綿城市規(guī)劃策略探索

佛山是典型的南方多雨地區(qū)，多年平均降雨量高達(dá)1768.2mm，比鄭州的3倍還多，且相關(guān)研究表明佛山進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，降雨量有遞增趨勢(shì)，波動(dòng)性亦增強(qiáng)，極端降雨更為頻繁，短歷時(shí)暴雨頻次上升趨勢(shì)明顯，當(dāng)大雨與洪潮水頂托，極易形成內(nèi)澇[3]。而佛山與北方干旱地區(qū)還有一個(gè)很大的不同之處在于，其地下水位高，土壤入滲性能低[4]，土壤飽水時(shí)間快，各種海綿體很難實(shí)際發(fā)揮效用，且因地勢(shì)平坦低洼不利于雨水自排，城市雨洪管理極度依賴各種電排設(shè)施[5]，但在暴雨情況下，電力基礎(chǔ)設(shè)施本身就易受災(zāi)中斷，因此近年佛山頻發(fā)雨澇災(zāi)害，且城市道路往往首當(dāng)其沖成為水患重地，給居民出行和生活帶來諸多不便。正是在此背景下，佛山地區(qū)的海綿城市建被提上了日程，相關(guān)的規(guī)劃導(dǎo)則，規(guī)劃建設(shè)管理辦法等陸續(xù)出臺(tái)。

因?yàn)榉鹕降貐^(qū)多基塘用地，水面率比較高，所以他們?cè)诤＞d城市建設(shè)中比較常用的手法是打通基塘并開挖大型湖面來蓄納雨水，但水面徑流系數(shù)高達(dá)1.0，是混凝土及瀝青路面的1.2倍，塊石鋪砌路面及廣場(chǎng)的2倍，綠地的7倍[6]，在滿水狀態(tài)下，大水面就是個(gè)大硬底，無(wú)法真正起到徑流總量消減的作用；同時(shí)大型水面的蒸發(fā)量亦非常大，會(huì)極大地改變場(chǎng)地原有的水文循環(huán)過程，加劇雨量與雨強(qiáng)分配不均的現(xiàn)象，從而引發(fā)更大的暴雨與干旱天氣。

事實(shí)上我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，自然界與吸水納水相關(guān)的形態(tài)，一般都呈現(xiàn)出分層級(jí)分散式連通的脈絡(luò)狀，比如河網(wǎng)、樹木、以及葉脈（圖1）。這種形態(tài)既有連通性與均質(zhì)性，可以統(tǒng)籌兼顧全局性；又有獨(dú)立性與差別性，從而具有容錯(cuò)性與多樣性。在低影響開發(fā)理論中，其核心要義就是最大限度地模擬自然水文，這種脈絡(luò)狀，便是地面水流最本原的形態(tài)，因此我們不難判斷，它也是一種具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的理想海綿基底形態(tài)。

圖1 自然界的脈絡(luò)形態(tài)

在對(duì)廣佛地區(qū)多年的實(shí)地考查中，我們還發(fā)現(xiàn)，嶺南水鄉(xiāng)村落都有著高超的與水共生的傳統(tǒng)智慧，它們沒有開挖大水庫(kù)大湖面，而是以魚塘零星、河涌環(huán)繞的多重點(diǎn)狀與線狀措施來防范暴雨洪澇災(zāi)害。根據(jù)所處地形條件，嶺南水鄉(xiāng)村落主要有三種布局形式：第一種是小組團(tuán)分散放射式格局，如佛山市三水官員村（圖2），建筑依托微高崗地或臺(tái)地平行于等高線布局，在建筑側(cè)面留出多條梳式巷道垂直于等高線由崗丘坡向村前自然河涌或水塘，這些有地形坡度的巷道可以快速組織場(chǎng)地雨水排放，在建筑群外圍以及各組團(tuán)間的低洼地，則開挖了多個(gè)串式水塘，用于蓄納雨水用作消防或生活雜用；第二種是團(tuán)塊狀集聚河網(wǎng)式格局，如佛山禪城奇槎村（圖3），通常位于平原地區(qū)，無(wú)快速排水的地形坡度條件，一般會(huì)在村內(nèi)均勻開挖多條干支人工河涌，形成完整聯(lián)系的環(huán)涌或河網(wǎng)，并貫通至村落外部的大河涌，建筑則以規(guī)整的行列組群式布局就近垂直于各級(jí)河涌，以實(shí)現(xiàn)雨水的快速排放，建筑組群間散點(diǎn)式分布若干水塘，用于雨季集水以滿足旱災(zāi)時(shí)的灌溉需求；第三種是散點(diǎn)式基塘狀格局，如佛山順德海心沙島（圖4），這種形式比較少見，主要位于基圍農(nóng)業(yè)地區(qū)，鄰近外部水道，內(nèi)部有大面積星羅棋布的魚塘，村居群組點(diǎn)綴于魚塘間的塘基微高地之上，這一格局下的魚塘充當(dāng)了吸水蓄水的多孔海綿。而無(wú)論哪種布局形式，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)最靠近低洼水塘邊的建筑砌筑了高臺(tái)（圖5），提高了建設(shè)場(chǎng)地的整體標(biāo)高[7、8、9]。

圖2 佛山三水官員村（筆者自繪）

圖3 佛山禪城奇槎村（筆者自繪）

圖4 佛山順德海心沙島（筆者自繪）

圖5 水塘邊的高臺(tái)建筑（筆者拍攝）

從嶺南水鄉(xiāng)村落的傳統(tǒng)雨洪管理智慧中，我們總結(jié)出了四大要點(diǎn)：一、分區(qū)式排放，使組織雨水排放的路徑更為短捷，單點(diǎn)的雨水徑流峰值也可大大降低；二、分散式調(diào)節(jié)，使吸水納水的主體更多元，跟海綿最核心的價(jià)值——多孔效應(yīng)有異曲同工之效；三、分層級(jí)連通，與自然界的脈絡(luò)狀一脈相承，便于進(jìn)行雨洪排蓄的連通性統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)雨洪風(fēng)險(xiǎn)的分擔(dān)及多重保障；四、建筑端消解，在提高安全系數(shù)的同時(shí)，以最減省的成本，給予雨洪足夠的停留空間。此外，我們還發(fā)現(xiàn)嶺南村落的景觀綠化與公共活動(dòng)空間骨架正是與其雨洪排放蓄納空間相結(jié)合展開的，由此，綠化可以得到自然雨水的滋養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)較低成本的養(yǎng)護(hù)，而人的活動(dòng)，也因?yàn)橛兴疂q水退的景致變化相伴，而更加靈動(dòng)豐富。

對(duì)自然水文脈絡(luò)形態(tài)及嶺南村落的開放式雨洪與公共空間布局密碼的解鎖，也啟發(fā)并指導(dǎo)了我們?cè)陧樀聵窂谋眹瑓^(qū)的規(guī)劃實(shí)踐，我們探索出了利用場(chǎng)地自然水文脈絡(luò)來構(gòu)建海綿城市基底形態(tài)，場(chǎng)地空間格局由此延展并與之嵌合的空間布局策略。

3 順德樂從北圍片區(qū)空間規(guī)劃實(shí)踐

3.1 北圍片區(qū)的基本情況

北圍片區(qū)位于珠三角腹地佛山市順德區(qū)西北，樂從鎮(zhèn)區(qū)南部，場(chǎng)地北接佛一環(huán)，西起佛山大道，東至新桂路，紅線面積約2.1km2（圖6）。場(chǎng)地南側(cè)緊鄰逕口河，是順德水道的重要支流。場(chǎng)地屬于典型的河灘沖積平原，河網(wǎng)水系密集，地勢(shì)平坦低洼，標(biāo)高比順德水道五十年一遇防洪水位平均低1m以上，場(chǎng)地還有超過1/4的現(xiàn)狀用地是基塘（圖7）。

圖6 北圍區(qū)位圖（筆者根據(jù)衛(wèi)星圖繪制）

圖7 場(chǎng)地現(xiàn)狀剖面圖（筆者自繪）

3.2 常規(guī)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)在北圍項(xiàng)目應(yīng)用的弊端

按常規(guī)建設(shè)思路(圖8)，低洼建設(shè)用地需要先填方，基塘與小河涌也要填埋成建設(shè)用地，要達(dá)成道路的防洪安全標(biāo)高，以及為順利實(shí)現(xiàn)地塊雨水收集的場(chǎng)地建設(shè)標(biāo)高，平均填方深度在2m以上，再加上地下雨水管渠的前期建設(shè)與后期運(yùn)維成本，綜合開發(fā)成本極高。此外，場(chǎng)地地勢(shì)非常平坦，為避免地下雨水管道埋設(shè)過深，需沿線加設(shè)提升泵站，且河涌同時(shí)受珠江口潮汐水位頂托，區(qū)內(nèi)雨水要排除到河涌都需要依靠電排站，這些都使得片區(qū)地下雨水管渠建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本要明顯高于其它有地形坡度條件的地區(qū)。另外，暴雨時(shí)收集的雨水由管渠系統(tǒng)收集后直排，會(huì)對(duì)受納水體造成一定程度的水質(zhì)污染。

圖8 常規(guī)路下雨水管網(wǎng)系統(tǒng)（筆者自繪）

尤其關(guān)鍵的是，即使是超大城市和特大城市的中心城區(qū)，按室外給排水設(shè)計(jì)規(guī)范[10]，也只取3-5年的暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期，當(dāng)遭遇大于此重現(xiàn)期的降雨時(shí)，雨水管渠系統(tǒng)會(huì)很快超容量，后續(xù)雨量只能在地面低洼處蓄積成澇。而雨水管渠一般敷設(shè)于道路下方，為便利收集雨水，道路標(biāo)高通常會(huì)設(shè)計(jì)得低于兩側(cè)建設(shè)場(chǎng)地標(biāo)高，于是道路便成了城市中的低洼地所在而首當(dāng)其沖成為雨澇重患地，需要依托城市道路來開展的救災(zāi)更是無(wú)從談起，無(wú)形中加劇了災(zāi)害的影響程度。基于常規(guī)路下雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的超高建設(shè)與運(yùn)維成本，以及較低的雨洪安全保障系數(shù)，我們吸取了嶺南村落的傳統(tǒng)雨洪智慧，將開放式雨水排放通道與道路交通空間分離，結(jié)合場(chǎng)地內(nèi)的自然河涌及洼地來構(gòu)建分區(qū)分散并層級(jí)化的自然海綿雨洪系統(tǒng)。

3.3 自然脈絡(luò)狀開放雨水系統(tǒng)及與之耦合的片區(qū)空間結(jié)構(gòu)

我們對(duì)北圍片區(qū)的雨洪系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作從研讀場(chǎng)地地形地勢(shì)及原始水文脈絡(luò)開始。場(chǎng)地整體地勢(shì)北高南低，東西高，中央低；在場(chǎng)地南側(cè)，逕口河自西向東加入順德水道，南部的地面雨水徑流則垂直匯入逕口河；場(chǎng)地中央有兩條小河涌自北向南縱貫，沿途垂直收集東西兩部分的地面雨水徑流，并最終匯入逕口河（圖9）。依此層層分級(jí)連通的匯水路徑，所有地塊的雨水徑流都能在10分鐘以內(nèi)進(jìn)入內(nèi)部河涌或逕口河，從而實(shí)現(xiàn)短程快速排放。

圖9 場(chǎng)地現(xiàn)狀地面匯水肌理（筆者自繪）

依據(jù)前文對(duì)自然水文脈絡(luò)及嶺南村落雨洪管理的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我們將脈絡(luò)狀作為其開放式雨水系統(tǒng)的基底形態(tài)，并遵循四大設(shè)計(jì)要點(diǎn)：分層級(jí)連通、建筑端消解、分區(qū)式排放、分散式調(diào)節(jié)。

我們保留了南北與東西貫通的河涌基底，作為片區(qū)雨水排放的主干廊道，同時(shí)，考慮到超標(biāo)雨水的徑流排放、珠江河口頂托時(shí)的電排壓力、以及對(duì)雨水水質(zhì)的管控，我們給現(xiàn)有河涌斷面兩側(cè)預(yù)留了較大的基塘與低洼地非建設(shè)區(qū)域。我們以五十年一遇暴雨的高峰3小時(shí)雨量峰值143mm為計(jì)算依據(jù)[11]，按平均排水深度1.5m，推演出所需的行洪寬度大約是50m，這個(gè)值作為我們對(duì)主干雨水廊道寬度控制的低限值；我們還規(guī)定鄰近這一寬度控線的建筑需抬高基底或底部架空，以更端源的低成本措施更一步提高片區(qū)應(yīng)對(duì)更高重現(xiàn)期暴雨事件的安全系數(shù)。在主干雨水廊道內(nèi)，我們對(duì)河涌的岸際斷面進(jìn)行了多重濕地化與植被群落的改良設(shè)計(jì)，使雨水不再直接排入河涌，而是要經(jīng)過幾級(jí)濕地與植被的截流與凈化，再溢流或滲透到河涌，以減少初期雨水雜質(zhì)對(duì)河涌水質(zhì)的污染（圖10，11）。

圖10 主干雨水廊道斷面示意（筆者自繪）

圖11 場(chǎng)地三級(jí)開放式雨水系統(tǒng)與建設(shè)地塊耦合布局（筆者自繪）

我們遵循場(chǎng)地原有的分層級(jí)匯水肌理，將片區(qū)劃分為若干排水分區(qū)，在每一排水分區(qū)的中央利用洼地設(shè)置垂直并連通至南北主干河涌或東西逕口河的次級(jí)雨水廊道，對(duì)于面積較大的地塊，我們繼續(xù)細(xì)分排水分區(qū)并增加與次級(jí)雨水廊道相連通的支脈雨水廊道。次級(jí)與支脈雨水廊道為季節(jié)性過水通道，均采用符合海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的植草溝、下凹綠地及雨水花園等形式（圖12），在旱季時(shí)作為場(chǎng)地景觀的一部分。為達(dá)成海綿城市的徑流總量控制目標(biāo)，我們也依排水分區(qū)對(duì)次級(jí)與支脈雨水廊道的蓄水體積進(jìn)行了計(jì)算，我們以70%的年徑流總量控制率為依據(jù)，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為26.7mm，按平均0.3m的蓄水深度，再按各分區(qū)集雨面積，計(jì)算出各支次級(jí)與支脈雨水廊道所需蓄水寬度約5-20m，且自端源地塊到接入主干雨水廊道，所需空間寬度逐漸放大。

圖12 次級(jí)與支脈雨水廊道斷面示意（筆者自繪）

依托這一從支脈到次級(jí)再到主干的三級(jí)連通式雨水廊道，我們既可以滿足50年一遇暴雨高峰3小時(shí)徑流峰值的排放空間需求，取得比灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施更安全可靠的排放效果，也可以在小雨與中雨場(chǎng)景下，以如自然脈絡(luò)般分散的雨水廊道形態(tài)，實(shí)現(xiàn)多孔海綿城市的吸水、蓄水、滲水、凈水功能。我們的慢行系統(tǒng)及景觀與公共活動(dòng)空間也是依托這一脈絡(luò)狀雨水系統(tǒng)布局，所以在非暴雨季節(jié)，它們一起充當(dāng)了片區(qū)的特色開放空間骨架，而綠化苗木也因著雨季自然雨水的滋養(yǎng)，大大減省了人工養(yǎng)護(hù)成本。

在此開放式雨水廊道系統(tǒng)格局下，建設(shè)地塊位于雨水廊道外側(cè)，地塊雨水由雨水廊道收集，城市道路則在建設(shè)地塊外側(cè)，并不再承擔(dān)地塊雨水排放功能，路面雨水則由道路下凹綠化帶收集后就近接入各級(jí)雨水廊道，因此，建設(shè)地塊標(biāo)高在外側(cè)可與道路齊平，在內(nèi)側(cè)則坡向低洼雨水廊道，再加上無(wú)需填埋的河涌、基塘以及低洼地，整體填方量少了近四分之一。更為關(guān)鍵的是，城市道路也不再是城市中的最低標(biāo)高所在地，從而擺脫雨澇時(shí)最先被淹的命運(yùn)，真正發(fā)揮城市防災(zāi)生命線的功能（圖13）。

圖13 場(chǎng)地與道路及雨水系統(tǒng)的高差關(guān)系示意（筆者自繪）

4 結(jié)語(yǔ)

在極端降雨與極端干旱天氣并存的當(dāng)下與未來，對(duì)于多雨的南方地區(qū)，僅滿足了建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地與廣場(chǎng)的徑流總量控制的海綿要求絕不足以使我們高枕無(wú)憂，特別是河口沖積平原地區(qū)，比如珠三角，杭州灣等，還將面臨全球氣候變暖可能導(dǎo)致的海平面上升引發(fā)海水倒灌的另一重威脅。對(duì)于這類地區(qū)，應(yīng)盡快將徑流峰值控制及超標(biāo)雨水排放納入規(guī)控目標(biāo)，并以系統(tǒng)性思維，建立以海綿設(shè)施工程技術(shù)為基礎(chǔ)，與場(chǎng)地自然水文肌理相契合，與城市道路空間相分離的開放式連通性雨水廊道系統(tǒng)。另外，還可將城市的綠化景觀和開放空間系統(tǒng)與此雨水廊道系統(tǒng)進(jìn)行嵌合設(shè)計(jì)，進(jìn)一步減省城市景觀維護(hù)成本，并最終營(yíng)造出富有水鄉(xiāng)氣息的季節(jié)景致變幻的空間結(jié)構(gòu)與環(huán)境基底。