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自2013年习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出建设海绵城市以来,海绵城市建设在全国陆续铺开,城市建设方式迎来了重大转变。目前,全国已确定两批30个海绵城市试点,已建设海绵城市606平方公里,13个省在90个城市开展了省级试点,全国已有370个城市编制海绵城市建设专项规划,涉及面积10200平方公里[1]。
关于海绵城市的研究和探索,不同领域专家提出了各有侧重的规划建设思路。伍业钢等提出以水体自然净化、提高水质为重点的海绵系统[3]。俞孔坚等提出了以生态安全格局为依托,以自然景观设计为抓手的海绵系统[4]。章伟林等按照源头减排、城市黑臭水体治理、内涝防治以及片区建设与改造等四个方面梳理总结了试点城市的21个建设案例[5]。《海绵城市建设技术指南》提出以低影响开发雨水系统构建为重点的海绵系统[6]。不同视角必然带来不同侧重点的海绵系统,在海绵城市规划的实施和发展方面,仍然面临很多问题和困难。因此,海绵城市建设不是三、五年的事,未来十年、二十年也要做[2,7]。
在开放创新背景下,海绵城市规划建设如何以一种更加开放多维的视角和创新思维开展工作,对于海绵城市规划建设从业者,将提出更多挑战。本文结合云浮市中心城区海绵城市建设开展的相关规划工作,以面向实施的视角对海绵城市规划建设路径进行了一些探索和思考。
一
云浮市中心城区“一江四组团”概况
云浮市中心城区海绵城市规划范围为“一江四组团”,一江即西江黄金水道,四组团包括云城组团、西江新城组团、六都组团和思劳-腰古组团,总面积为975.92平方公里,如图1所示。规划区具有典型的山地丘陵地貌,降雨表现出明显的季节性,多年平均降雨量约为1561mm。规划区地表水系丰富,地下水主要为孔隙水和裂隙水,地下水位高低不一,埋深0.3~15.2m,多为2~5m。规划区土层主要由第四系土层(Q)、沉积岩层组成,自上而下主要为填土、粘土、各类岩石(灰岩、粉砂岩、砂岩、花岗岩),土层分布不均,粉质粘土层较浅,个别勘察点发现有溶洞,未发现浅层岩石。根据典型土层的竖向分布,海绵设施的渗透速度主要受表层土壤制约,表层土渗透系数普遍为0.1m/d,透水性一般。老城区历史积水点24处,排查出7处8段黑臭水体,南山河城区段硬底化铺砌严重。
目前,云浮市中心城区空间框架已基本形成,西江新城中央商务区、佛山(云浮)产业转移工业园(六都片区、思劳片区)等重点片区快速发展,已形成一定规模。依据近期建设安排、建设条件等因素,结合海绵城市系统性、显示度等要求,划定两个片区共11.2平方公里的海绵城市示范区,包括云城组团示范区5.69平方公里和西江新城示范区5.51平方公里,如图2所示。规划按照“全局管控、示范先行,总结提升,全面推广”的指导原则,制定海绵城市规划建设方案。
图2 示范区建设范围
二
面向土地出让建设条件和落地实施的规划策略
1、规划思路
《海绵城市专项规划编制暂行规定》(以下简称《规定》)提出海绵城市专项规划的主要任务是:研究提出需要保护的自然生态空间格局,明确雨水年径流总量控制率等目标并进行分解,确定海绵城市近期建设的重点[8]。本规划按照《规定》要求形成总体框架,并结合云浮市中心城区具体情况和实际需求对规划内容进行适当拓展和延伸,如图3、4所示。
首先,分析规划区水文气象、地质地貌等自然特征,明确重点突出“滞、蓄、排”,兼顾“渗、净、用”的总策略;运用GIS分析方法,识别“山水林田湖”生态基底,构建海绵城市空间格局,划定7大流域44个排水片区,按照组团空间增长边界划分4个建设管控分区及25个管控单元。在确定年径流总量控制率目标值方面,根据《海绵城市建设技术指南》年径流总量控制率分区初步确定目标值,选定老城区和新建区的典型地块运用SWMM模型评估年径流总量控制率目标值的合理性和可达性,采用容积法分解海绵城市管控指标;最后,依据《云浮市中心城区“十三五”近期建设规划》确定近期建设重点。
在海绵城市规划总体框架的基础上,本着有抓手可实施的原则结合海绵城市规划方案划定城市蓝线并落实到空间坐标。结合11.2平方公里海绵城市示范区已编制的控制性详细规划,构建公共海绵城市系统,将海绵城市强制性和引导性指标与控规指标体系切实衔接,细化海绵城市规划设计要点到控规地块,构建一套面向实施的海绵城市管控体系和建设方案,为下一步项目建设实施和土地出让提供依据。
三
基于四大规划策略的建设实施方案
(1)宏观层面:构建海绵城市空间总体格局
依托西江及其支流水系、山林、农田以及公园湖体等资源,基于生态安全格局评估,构建“一带、双环、三廊、多点”的海绵空间安全总体格局,如图5所示。
在《云浮市生态控制线划定工作方案》(2016年1月)生态控制线划定方案的基础上,选取水敏感、地质敏感、生态敏感三个主要因子,通过ArcGIS平台按不同权重(水敏感因子0.5,地质敏感因子0.2,生态敏感因子0.3)进行空间叠加,得到海绵生态敏感性综合评价结果。
基于云浮市海绵生态基底的识别与生态敏感性分析、城市建设区的空间分析,将高敏感区、较高敏感区和中敏感区划分为海绵生态保育区和海绵生态控制区,对于城市开发建设集中的较低敏感区和低敏感区,依据目标导向或问题导向,划分为海绵重点建设区和海绵一般建设区,如图6所示。
(2)中观层面:分解落实海绵城市管控指标体系
根据规划区河流走向,结合地形、竖向、排水管网,借助ArcGIS将规划区划分为7大流域、44个排水片区。考虑到四个组团自成系统,在排水分区的基础上,划分为4大管控分区及25个管控单元,如图7~10所示。采用容积法分解海绵城市管控指标到各流域、排水片区以及管控分区和管控单元。规划区年径流总量控制率为70%,需控制雨量总容积约为159万立方米。
图8 排水分区及年径流总量控制率分布图
(3)微观层面:科学合理细化指标、典型方案指导实施
a.示范区SWMM模型分析全覆盖
利用SWMM模型对示范区产汇流情况进行模拟,模型概化如图11所示。根据示范区已编控规绿地率、建筑密度等指标,结合下垫面、地形、土壤渗透性等条件,率定SWMM模型参数并进行模拟,得到西江新城示范区常规开发的外排径流总量约为963.9毫米,年径流总量控制率约为38%,云城组团示范区常规开发的外排径流总量约为1083.3毫米,年径流总量控制率约为31%。
按照海绵系统总体布局方案,选用下沉式绿地、透水铺装、绿化屋顶作为引导性指标,在SWMM中设定LID设施参数执行模拟,根据模拟结果反复调整设施比例,直到满足年径流总量控制率目标70%。多次调整后,西江新城示范区的下沉式绿地率和透水铺装率取值20~30%,绿化屋顶率取值5~10%时,年径流总量控制率约为72.8%;云城组团示范区的下沉式绿地率和透水铺装率25~35%,绿化屋顶率取值5~10%时,年径流总量控制率约为70.2%。由SWMM模型分析结果,对各控规地块按照新建、改造、保留等三种方式进行强制性和引导性海绵指标的分解。
海绵型道路
根据通达路横断面形式,确定以滞排为主、蓄渗为辅,并考虑周边水系对雨水径流净化排河的方式。选用下沉式绿地、植草沟等措施,并考虑结合沉砂井、路缘石、雨水口等进行处理,预期达到年径流总量控制率60%、径流控制量约为2116立方米、SS削减率约为43%,如图12所示。
图13 罗石山公园海面化改造示意图
(1)科学划定水系蓝线
城市规划建设区河道宽度分为B≥15米、8米≤B<15米、B<8米,对应的陆域控制线退让分别为10米、8米和5米,建设区的湖泊、湿地均按10米退线控制。考虑城市景观和亲水空间要求,城市规划建设区内的河涌、大型排渠建议采用隐蔽式堤防或堤路结合的形式,非城市规划建设区河道因毗邻的城市建设区河道提高了设防标准,应预留较宽的扩展空间。蓝线划定涉及河道及大型排渠31条,总长度约115公里,水库及湖泊30宗,如图14所示。
图14 城市蓝线控制图
(2)加强岸线生态修复
海绵城市对建成区水系“三面光”岸线进行生态化改造,规划岸线生态化率大于60%。规划结合水系及周边用地、景观需求,制定垂直渠化断面、台阶式渠化断面、斜坡式渠化断面等三种断面重塑的意向。
以垂直渠化断面重塑为例进行说明:该类型断面重塑方法分为两种,包括台阶式生态断面和垂直式生态断面。重塑为台阶式生态断面主要用于南山河城区段水面较宽且周边有一定用地的渠化岸线,增加亲水平台以丰富断面层次,栽种滨水植物形成自然护坡,如图15所示。重塑为垂直式生态断面主要用于南山河城区段水面周边无用地的渠化岸线,通过栽种水生植物形成自然护坡,在坡度较大水深较浅的河段做跌水处理净化水质,如图16所示。
图15 垂直渠化断面改造为台阶式生态断面示意图
(1)切实衔接已有控规,核算指标到各地块
指标分解按照用地性质和建设类型分类,体现新建、保留和改造等不同类型区域的差异。以年径流总量控制率70%为目标采用容积法进行地块指标核算,最终得到海绵城市年径流总量控制率、控制容积等强制性指标以及下沉式绿地率、透水铺装率及绿化屋顶率等引导性指标,部分指标见表1、2。
(2)精准确定管控指标,编制海绵管控图则
为方便规划实施管理,结合控制性详细规划管理单元图则,编制示范区海绵城市建设管控图则,地块编码与控制性详细规划一致,并对各类型项目提出建设指引。
(1)海绵系统总体布局,市政设施海绵优化
落实宏观、中观规划提出的海绵城市建设目标与指标,合理布局示范区公共海绵设施,形成海绵系统建设方案,如图17所示,将相关指标或目标分解到建设地块,明确各类用地低影响开发要求和措施。
西江新城示范区现状未开发地块以低山丘地貌为主,开发建设应利用现有山地水塘特色,打造云浮山地特色建设布局,避免对山地大挖大填。海绵城市规划建设以“滞、蓄、排”为主。在地块开发时,尽量保留现状山塘水体改造为海绵雨水湿塘,结合山地道路坡度大等特点,雨水排放系统以生态明沟为主,雨水管道为辅。云城组团示范区现状约有10个天然水塘,根据场地条件规划保留水塘作为调蓄水体,通过排水通道将水塘串联起来,如图18所示,使水塘的水成为活水。
(2)竖向水系有机联系,工程系统技术支撑
海绵设施系统布局中各类绿色与灰色设施以及绿色设施之间的有效连接是关键,规划以竖向、排水防涝等工程规划作为技术支撑,将地块内海绵设施和公用海绵设施进行竖向标高、管渠系统的有效连接,使示范区海绵系统总体布局方案具备整体统一性和工程实施性。
a.竖向工程规划
海绵竖向规划从宏观、中观及微观三个层次衔接。西江新城示范区整体地势为西南高东北低,规划控制点标高为15.50~75.00米。云城组团示范区为西南高东北低,规划控制点标高为69.76~137.00米。对于设置雨水花园的街区,其地坪标高宜比周边道路最低一侧高0.3米以上,有特殊蓄水要求或排水特别困难的地方,地坪标高要求可提高到0.5米。对于城市公园、公共绿地及景观水体,地坪标高应与道路最低标高段持平;调蓄区的地面标高宜低于道路最低标高段0.5米以上,但需考虑雨水管渠标高,以确保雨洪过后的绿地排水。道路、街区LID设施的设置须有利于初期雨水汇入,且水深不宜太大,以免植物长时间受浸影响生长,因此下凹绿化带及树池的控制水深宜在0.2~0.3米。通过推算可得LID设施(除雨水花园及下凹绿地外)竖向控制标高宜比周边道路低0.3~0.5米。雨水花园及大型下凹式绿地需要调蓄大量雨水,通过管道坡度可倒推雨水花园最低处适宜竖向标高,如图19所示。
b.排水防涝工程规划
雨水标准采用2~3年一遇,城市主干道及重要地段取3~5年。内涝防治标准为有效应对重现期30年一遇暴雨。采用生态岸线对大涌河、杨梅化水、榃郎水、大降水及大降坑支流进行岸线建设,并清淤疏浚,适当增加河涌深度,提高过水能力。规划将部分道路或连续的绿化带作为涝水行泄通道,竖向设计应比周边道路和地块略低,接入外江或具有大型调蓄功能的水体。雨水排水系统强调源头“下渗、滞留、净化”,采用LID设施-雨水口-雨水管渠-调蓄水体-内河-外河道的雨水排水模式。对于下凹式道路绿化带的设置会增加雨水下渗,进而影响道路基础的稳定性,排水管道设置时应考虑采用渗水管,如图20所示。
四
海绵城市建设任重道远
海绵城市规划建设是一个多领域协调、多专业配合的复杂过程,实施过程将会碰到各种问题,结合云浮市中心城区海绵城市规划实践总结以下4点经验:
1、在海绵城市规划编制中,除了要满足《海绵城市建设技术指南》和《海绵城市专项规划编制暂行规定》的要求外,应根据各地区规划建设不同条件和诉求,酌情对规划内容进行合理增减。
2、河流水系作为海绵城市实施的重要载体,其岸线的管控至关重要,在编制海绵城市中,应根据城市实际情况结合海绵城市规划方案确定城市蓝线,以使海绵城市的生态理念能够实实在在的落实到水系断面及沿岸。
3、对于海绵城市建设方案,建议按照公共海绵设施布局和地块内部指标分配方式确定海绵系统建设方案。
4、对于地块海绵指标如何与已编制城市控规衔接,如何将海绵规划指标体系法定化,还需要在规划实施管理层面进一步探讨。海绵城市提出以来,有支持的,也有质疑的。我们不应把海绵城市看作简单的治理内涝的工程措施,也不应把海绵城市当作无所不能的万能钥匙,应以生态的视野、城市规划建设理念和方式变革的层面认识海绵、运用海绵,发挥海绵在城市规划建设中的作用。对于海绵城市规划建设,应将海绵城市理念贯穿于城市规划建设始终,以一种客观、务实、批判的思维引导城市未来的规划建设。
参考文献
[1] CCTV-1新闻联播 【砥砺奋进的五年】海绵城市:让城市有“面子”更有“里子”,2017.8.3.
[2] 车伍. 第十三届中外绿色人居论坛·海绵城市分论坛:海绵城市的顶层设计与系统实施[J]. 建设科技,2017(2):30.
[3] 伍业钢. 海绵城市设计:理念、技术、案例[M]. 南京:江苏凤凰科学技术出版社,2015.
[4] 俞孔坚.“海绵城市”理论与实践[J]. 规划研究,2015(39):26-36.
[5] 章伟林等. 海绵城市建设典型案例[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2017.
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[7] 车伍. 海绵城市建设若干问题的理性思考[J]. 给水排水,2016(11):1-5.
[8] 住房城乡建设部. 海绵城市专项规划编制暂行规定[S]. 2016.
[9] 刘宇等. 海绵城市建设与“城市三线”的联系与突破[J]. 中国给水排水,2016(10):29-34.
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