上海的水资源非常丰富,水环境和水生态状况也较好,有一定特色的水文化,但是存在着城市内涝、供水原水水质难控制等水安全问题。城市暴雨内涝和供水原水水质是上海城市水环境和水安全的最关键问题。因此,上海海绵城市规划建设应关注系统解决上海城市防潮排涝,合理科学、因地制宜地吸纳雨水,蓄备可控可靠的生活饮用水源。
1海绵城市的内涵
海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路、绿地和水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。
海绵城市规划建设的目的是,通过海绵城市建设确保城市水安全、合理利用和保护城市水资源,有效保护和提升城市水环境,科学保护和修复城市水生态,因地制宜地维持和营造城市水文化,从而使城市具有良性的水循环、良好的生态环境和优美的城市景观系统。
海绵城市规划建设原则应遵循:规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。
2015年12月,中央城市工作会议提出要提升城市建设水平,加强城市地下和地上基础设施建设,建设海绵城市。城市供排水、污水处理等基础设施,要按照绿色、循环、低碳的理念,进行规划建设,城市建设要以自然为美,把好山、好水、好风光融入城市。
2上海城市水环境特性与水安全问题
上海地处长江入海口的东海冲积平原,市域内河流众多。河流受潮汐影响,昼夜潮涨潮落,河流水位变化大。市域大部分河流汇入黄浦江,流经长江口,归入东海,少部分河流直接流入东海或长江。上海地下水位高,通常从地面下挖0.5—1 m,便见地下水,土壤入浸率低,上海犹如一块吸满水的海绵。
上海属亚热带气候,降雨量充沛,平均全年降雨量为1 092.9mm。降雨主要集中在每年6—10月份,暴雨出现频繁,连续时间长,且瞬时雨量大,极易造成河道水位猛涨,城区雨水排放不畅,致使内涝。暴雨和台风是上海城市最突出的自然灾害。
上海城市供水原水主要取自黄浦江上游和长江水源,现已建成黄浦江上游、青草沙、陈行、东风西沙等4大水源地,其中青草沙、陈行、东风西沙水源地属长江水源。上海两大水源水质均有上海自身难以控制的因素:①长江水源除海水倒灌致咸外,还受长江中上游及附近流域水污染影响。②黄浦江上游水源虽已在建金泽水库,但该水库仍在浙江和江苏两省河湖水系下游,其原水水质受江、浙两省河湖水系水质污染影响。纵观上海供水水源状况,可以得出结论:上海自身的水资源非常丰富,但水质差,且难以凭自己能力有效控制。上海城市供水安全难以自控的问题,需深远仔细考虑。
城市暴雨内涝和供水原水水质是上海城市水环境和水安全的最关键问题。
3上海海绵城市规划建设策略
3.1 上海海绵城市规划建设需关注的关键问题和总体策略
上海的水资源非常丰富,水环境和水生态状况也较好,有一定特色的水文化,但是存在着城市内涝、供水原水水质难控制等水安全问题。因此,上海海绵城市规划建设首先从解决暴雨、台风造成城市内涝问题为突破点,使上海在确保安全的前提下,还能吸纳雨水,并为城市提供可靠生活饮用水水源,从市域、城市、道路、广场绿地、街区等各个层面,系统地保障城市水安全,维护和修复城市水环境与水生态,营造和彰显城市水文化。
上海海绵城市规划建设应关注系统解决上海城市防潮排涝,合理科学、因地制宜地吸纳雨水,蓄备可控可靠的生活饮用水源。为此,上海海绵城市规划建设总体策略为:
(1)必须对全市水利进行统筹规划建设,降低地下水位,增强调控河流水系抗御外水和排泄内水能力,扩充河流水域的纳水空间,沟通水系联系,形成抗得住外潮、承得起暴雨、排得出河水、蓄得住雨水的海绵城市水系机体,确保城市水安全。
(2)通过道路、广场、硬质铺地、绿地系统改造建设,有效排泄受污染的初期雨水,滞留清洁雨水。
(3)建设街区雨水调蓄系统,滞留蓄存街区内清洁雨水,保障街区水安全。
(4)联通各街区地下雨水调蓄设施,配建地下雨水净化处理厂,生产达标生活饮用水,解决城市饮用水水源安全问题。
3.2 统筹水利规划建设,全面提升抗潮排涝能力
上海海绵城市规划建设与全市水系规划建设统筹进行,适宜采取下列措施:
(1)疏浚、沟通、挖深全市域河流、湖池,降低地下水位,扩充河流水系的容水空间。
(2)增建市域边界和外环线外的河流水闸,利用水闸、排涝泵站调控市域和中心城区河流水位,调控预留蓄纳雨水空间。具体采取以下3个步骤:
①暴雨前预留中心城区段河流的蓄纳雨水空间。利用黄浦江涨落潮的水位差,在黄浦江落潮时关闭外环线外河流水闸和市域边界河流水闸,开启汇入黄浦江处的水闸,使中心城区段河流水位降至最低,且该河流上游水不流入该段;待黄浦江开始涨潮时,即刻关闭水闸,阻挡黄浦江潮水进入内河。使中心城区段河流内水位保持最低,留有足够的蓄纳空间,迎接暴雨时雨水管渠的雨水排入,确保城区不内涝。
②平时利用黄浦江涨落潮水位差,冲刷疏泄河道。首先,在黄浦江第1次落潮时,关闭外环线外水闸,开启汇入黄浦江处水闸,使中心城区段河流水位降到最低;等黄浦江第1次涨潮时,关闭水闸,保持中心城区段河流最低水位。然后等到黄浦江第2次落潮至最低时,开启汇入黄浦江处水闸和外环线外水闸,使外环线外高水位河水冲刷中心城区段河道,起到疏泄作用。再到黄浦江第2次涨潮时,关闭汇入黄浦江处水闸和市域边界水闸。当黄浦江第3次落潮开始至最低点时,开启汇入黄浦江处水闸和市域边界水闸,让市域外河流高水位水冲刷市域边界至中心城区外的河道,起到疏泄此段河道作用。按此重复操作,达到利用黄浦江涨落潮水水位差和分段河道水位差,冲刷疏泄河道的目的。

上海市域河流水闸、排涝泵站规划示意图
③结合绿地系统规划建设,开挖暴雨常涝地区的人工湖河,蓄纳雨水;并连通附近河流,形成串通流动的具有纳雨排涝、休闲观赏等多功能的水系,使常涝地区免遭涝灾。
3.3 改造道路、广场、绿地系统,科学有效排蓄雨水
(1)系统进行城市道路海绵性改造更新,科学承接、排泄雨水。
(2)建设广场系统低影响开发雨水系统,改善雨水排蓄功能。
(3)增强绿地系统的雨水滞蓄功能,培育特色水文化。
3.4 建设街区雨水调蓄系统, 保障街区水安全
街区是实施海绵城市的基本单元,建设街区雨水调蓄系统,保障街区水安全,营造街区水文化。针对建成区和新建区,采取下列策略措施:
(1)建成区。结合街区公共绿地、停车场库建设,因地制宜地建设雨水花园或地下雨水调蓄池,以及透水人行道、透水铺装硬地和生态停车场。在用地较宽敞的街区,修建以雨水花园为核心的公共休憩绿地;在用地较紧凑的街区,修建地下雨水调蓄池。
(2)新建区。与街区修建性详细规划统筹规划建设雨水花园或地下雨水调蓄池,以及生态停车场、透水人行道、透水铺装硬地和绿色屋顶等。
3.5 联通城市地下雨水调蓄系统, 保障城市用水安全
在建设街区地下雨水调蓄池的基础上,规划建设联通各地下雨水调蓄池的地下管渠和调配设施,使蓄存的洁净地下雨水能流动使用。由于街区的初期雨水在降雨初期已排入城市道路雨水管道,街区地下雨水调蓄池所蓄雨水为洁净雨水,可用作生活饮用水水源。可根据地下雨水调蓄池水源分布情况,配建地下雨水净化处理厂,生产达标生活饮用水供应居民使用。
详情请关注《上海城市规划》2016年第1期《上海海绵城市规划建设策略研究》,作者:戴慎志,同济大学建筑与城市规划学院。
