党的十八大提出要大力推进生态文明建设,建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。党的十九大提出加快生态文明体制改革,建设美丽中国。如何建设生态文明?对于快速的城市化过程中出现的城市问题而言,落实科学发展观,构建城市生态化人居环境,优化城市空间、推行绿色发展理念是需要高度关注和研究的课题。
市政基础设施是城市功能承载最主要的体现,是生态文明建设的重要载体和内容,对城市发展具有重要的基础性、支撑性、引领性作用,其服务水平高低决定着一座城市承载能力的大小,体现一个城市综合发展能力和现代化水平,是城市安全高效运行的坚实基础和城市健康持续发展的有力保障。
新型市政基础设施是指市政基础设施的新类型或者新模式,在现阶段主要包括城市地下综合管廊、海绵城市、电动汽车充电基础设施、新能源技术以及低碳生态市政基础设施等。相较于传统的市政基础设施,其更符合生态文明建设发展要求,是城市规划建设过程中的一次理念提升。疫情之下,社会各界对通过新型基础设施拉动有效投资、刺激未来经济增长给予很高期望,包含5G、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等的“新基建”成为当下热点。

2019年底,中央经济工作会议提出“加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”。2020年初,习近平主持召开中央全面深化改革委员会第十二次会议指出,基础设施是经济社会发展的重要支撑,要以整体优化、协同融合为导向,统筹存量和增量、传统和新型基础设施发展,打造集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。2020年3月4日,中共中央政治局常务委员会召开会议,再次强调加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。
早在2016年初,深规院开展了《生态文明建设背景下新型市政基础设施规划与管理方法研究》课题。研究成果共200万字,形成了《新型市政基础设施规划与管理丛书》,丛书分为5册,包括《城市地下综合管廊工程规划与管理》《海绵城市建设规划与管理》《电动汽车充电基础设施规划与管理》《新型能源基础设施规划与管理》《低碳生态市政基础设施规划与管理》,由中国建筑工业出版社出版,印刷超过35000册,课题研究成果实现社会公开和共享。

其中《城市地下综合管廊工程规划与管理》《海绵城市建设规划与管理》进行了4次重印,《城市地下综合管廊工程规划与管理》在2017年3月当当网上建筑类图书畅销榜上排名第三,丛书5册成果出版两年来当当网好评率100%。课题研究成果获得2019年度“华夏建设科学技术三等奖”,在行业内形成了广泛影响。
地下综合管廊是支撑现代化、国际化城市发展的重要基础设施,在城市地下空间开发利用方面具有战略性、基础性、支撑性作用。近5年来,我国大力推进城市基础设施建设,综合管廊在这一时期迎来了发展的高潮。
从2016年开始,连续4年政府工作报告中都提出推进综合管廊的建设。到2018年,根据有关数据统计,综合管廊拟在建里程超过6500多公里,涉及31个省份。过去4年的全国拟在建综合管廊里程已经远超过全球过去200年综合管廊里程的总和,取得了显著成绩。
(1)北京城市副中心综合管廊建设情况及经验
按照“先规划、后建设”的原则,北京规划至2020年建成综合管廊150~200km,到2035年达到450km,中心城区综合管廊骨干系统和重点区域系统初步构建完成。北京城市副中心综合管廊全长24.8km,总投资约83亿元,由北投集团负责建设及运营维护工作。
? 运河商务区综合服务中心地下综合管廊建设
运河商务区是北京城市副中心高端、高密度开发的商业中心区,地下空间开发强度大。为集约地下空间资源,结合地下交通、市政管线进出线、综合管廊附属设施的需求,地下隧道结构设计为三层,总宽16.55m,总高12.9m,全长2.3km。

? 行政办公区综合管廊建设
行政办公区综合管廊在工程规划、设计及建设时充分遵循城市可持续发展的科学规律,共设置干线管廊总长约11.3km。展示舱管廊为三层六舱设置,通过精装修后打造综合管廊博物馆,展示出综合管廊空间集约、未来拓展、智慧高效和人文亲和的特点,引领综合管廊技术发展的新方向。

北京城市副中心行政办公区综合管廊断面(图片来源:作者拍摄)
(2)深圳市综合管廊规划建设情况
近年来,深圳市政府高度重视地下综合管廊等城市基础设施建设,截至2018年8月,全市已建成地下综合管廊15.86km,其中包括分布在盐田区、光明区、前海合作区等片区的地下综合管廊项目;在建地下综合管廊约51.08km;正在加快前期研究的地下综合管廊约74.7km。计划推进与轨道、道路、电力、原水等工程同步实施综合管廊项目,总里程约180km,新增投资约430亿元。
(3)厦门市综合管廊规划建设情况
厦门市是第一批城市地下综合管廊试点城市,在2007年修建的湖边水库综合管廊是福建省第一条综合管廊。厦门市2015年申报国家试点建设的地下综合管廊总长约40km,包括集美新城集美大道综合管廊项目、翔安南部新城综合管廊项目和翔安新机场片区综合管廊项目。截至2018年7月,40km综合管廊全部开工建设,累计完成土建廊体约29km,超额完成试点期计划。
(4)珠海市综合管廊规划建设情况
珠海横琴新区综合管廊是最近三年内建设规模较大、系统较为完善的综合管廊之一。横琴新区地下综合管廊全长33.4km,项目总投资约22亿元,服务面积106平方公里。规模覆盖全岛“三片、十区”,智能化最高:管廊内设置有远程监控、智能监测(温控及有害气体监测)、自动排水、智能通风、消防等智能化管理设施。横琴新区地下综合管廊沿环岛北路、环岛东路、中心北路、中心南路、环岛新路等路段布置,呈“日”字型布局。在环岛北路南侧设置一座监控中心(总站),在中心南路和中心北路各设置一座分站,每座控制中心占地面积约2500平方米。

(1)综合管廊基本属性
综合管廊的定位是决定综合管廊投资建设模式的最根本依据,应明确综合管廊的社会物品定位。综合管廊是一种特殊的城市基础设施,之所以称其特殊,是因为它不属于水、电、气等公用事业中直接为社会提供产品和服务的基础设施,而是为这些不同类型的公用事业提供一种公共性和基础性服务的设施。
(2)综合管廊相关主体
政府部门是综合管廊项目的主要发起者;管线单位是综合管廊的直接使用者;社会公众是综合管廊的主要受益者。综合管廊可以作为准经营性项目进行市场运作,因此还有投资参与者。
(3)综合管廊建设模式
? 设立专项基金
政府主管综合管廊建设的部门应成立基金管理委员会管理专项基金。在引入社会资本作为投资建设主体时,综合管廊专项基金不直接和投资建设主体产生关联,基金对管廊建设的支持通过发起管廊建设的政府部门作为中介实现。

? PPP模式适用性分析
综合管廊定位为准公共产品,因此综合管廊项目的PPP投融资模式应属于准经营项目模式,其投融资模式设计也应参照多种PPP模式,从中提取符合综合管廊项目性质的结构,最终将多种结构有机结合,设计出具备可实施性的综合管廊投融资模式方案。
民间主动融资(PFI模式):综合管廊项目属于准经营性项目,从“受益者付费”原则上讲可以通过向管线单位收取入廊费用和运营维护费用获得投资回报。但是项目实际实施过程中,向管线单位收取的入廊费用仅占管廊建设费用的一小部分,且并不能保证能够全额收取,运营维护费用的收取则更是受到各管线单位的抵触,综合管廊的运营管理无法获得稳定客观的现金流。社会资本若要收回管廊建设和运营投资资本,则势必通过政府以补贴或向其购买服务的形式实现。

使用者付费模式:使用者付费模式是指政府通过招标的方式选定合适的基础设施项目民间投资主体,同时,政府制定合理的受益人收费制度并通过一定的技术手段将上述费用转移支付给项目的民间投资者,作为购买项目服务的资金。
(3)费用分摊模式
费用分摊模式是影响各管线单位参与综合管廊项目意愿的主要因素,由于综合管廊建设资金庞大、运营周期长、不同类别的管线本质特性存在很大差异、各管线单位均要求最有利的分摊比例等因素,费用分摊模式不易得到普遍认可,研究一套兼具公平性及合理性的费用分摊模式对于综合管廊建设的不断推进尤为重要。
1)综合管廊费用分摊者包括当地政府、参与综合管廊的所有管线单位。
2)综合管廊费用分管廊主体设施建设费、附属设施建设费、主体设施维护管理费、附属设施维护管理费等四项。
3)各管线单位作为综合管廊的直接使用者和直接受益者,按照“使用者付费”原则承担费用,且承担费用不宜超过各类管线直埋的内部成本。
4)政府作为间接使用者同时也是主要受益者——社会大众的代表,按“受益者付费”原则负担综合管廊剩余部分费用。
5)费用分摊模式应体现公平性、合理性,并为大部分管线单位接受。
6)考虑各管线单位的财务负担能力各有不同,可依据实际状况调整费用支付年限,依据设定的利率水平逐年摊付其所承担的费用。
7)保持费用分摊模式存在一定的弹性空间,依据一段周期内各管线所产生的实际维护管理成本适当调整各管线单位的费用分摊比例,实现费用分摊模式的持续运作。
(5)维护管理模式
维护管理组织模式包括业主自管、分项委托(部分管养分离)、全面委托(管养分离)三种,综合管廊的业主应根据管廊规模、自身条件及运营管理标准,谨慎地选择合理的运营管理模式。结合其他市政设施的管养经验,运营管理实行“管养分离”的模式,推行社会化、市场化是大势所趋。
海绵城市本质是建立在水文学、生态学等基础学科及水资源管理、给水排水、景观生态、环境工程等应用学科基础上的新理念,核心任务是统筹解决当前城市建设和发展过程中所面临的水问题。水文学中的水循环和生态学中的水生态是海绵城市体系中最基本的两个理论基础。
(1)美国:用绿色、源头的措施补充灰色、大型排水系统的不足
? 最佳管理措施(BMPs)
最佳管理措施是美国在1977年《清洁水法案》中首次提出的,主要针对面源废水处理和工业排放有毒污染物的控制。1987年的《清洁水法案》修正案进一步提出针对雨水系统的最佳管理措施以控制雨水径流和污水溢流污染。
? 低影响开发
在最佳管理措施理论和技术的基础上,20世纪90年代美国马里兰州的乔治王子郡创新性地提出低影响开发理念,强调利用小型、分散的源头生态技术措施来维持或恢复场地开发前的水文循环,更加经济、高效、稳定地解决雨水系统综合问题。
? 绿色基础设施
绿色基础设施理念的雏形源于150多年前美国自然规划与保护运动中倡导的理念,1999年美国保护基金会首次正式提出绿色基础设施的定义:由水道、湿地、森林、野生动物栖息地、其他自然区域如绿道、公园和其他保护区域农场、牧场和森林等,以及荒野和开敞空间所组成的相互连接的网络。绿色基础设施理念将城市绿色空间提升为一个系统,并同时包含区域尺度、城市尺度和邻里尺度三种类型的技术措施。
近年来,在美国绿色基础设施或者绿色雨水基础设施逐渐取代低影响开发更多地出现于城市雨水综合管理,纽约、费城、芝加哥、西雅图等城市都将绿色基础设施作为改善城市水质、控制合流制溢流的重要手段并开展了长期的规划建设。
(2)欧洲:以流域为核心,集成多种措施开展协同治理
最佳管理措施、低影响开发和绿色基础设施等雨洪管理体系的实践都具有显著的环境、经济和社会效益,不过对于末端、源头控制和生态设施等各有侧重,并不能完全满足城市水系统管理的所有目标,英国可持续排水系统、欧盟水指令框架等体系强调水系统综合管理目标实现或流域综合治理,技术上也注重多种措施的集成。
? 英国——可持续城市排水系统
1999年英国在最佳管理措施理念的基础上将可持续发展理念纳入到排水体制及系统中,建立了可持续城市排水系统,目前在多个欧洲国家如英格兰、苏格兰和瑞典等被广泛应用。
可持续城市排水系统是一个多层次、全过程的体系,将传统的以“排放”为核心的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统,在设计时综合考虑径流的水质、水量、景观潜力和生态价值、社会经济因素等,目标是实现整个区域水系统的优化和可持续发展。“管理链”是设计可持续城市排水系统最基本的概念,即运用预防控制、源头控制、场地控制、区域控制等四个层面的一系列技术综合管理各种地表水体,实现分级削减和控制。
? 欧盟水框架指令
2000年欧盟颁布了《欧盟水框架指令》,其目的是倡导在整个欧洲实施综合流域管理,将河流、湖泊、地下水和沿海的水生态系统视为整体而非根据行政范围来进行管理和保护。该指令要求所有欧盟成员国必须使本国的水资源管理体系符合该指令的要求并共同参与流域管理,同时提供了可以参考的理论和技术框架。
(3)亚洲:治水和雨水综合利用充分融合,形成国民安全战略
日本和新加坡的雨洪管理在亚洲处于领先水平,雨水综合利用在两国都得到了广泛有效的实施,分别作为流域治水对策和集水区计划的内容以解决雨洪问题和淡水危机,保障国家水安全。
? 日本——综合治水对策
日本的雨洪管理体系为综合治水对策,其核心思想是从流域的整体层面采取综合性治理对策,以恢复流域固有的蓄水、滞水能力,抑制城镇化对径流系数的影响,改变了仅仅整治河道恢复扩大其行洪能力的单一思路。该体系的措施主要分为河川对策、流域对策以及软性减轻灾害对策三部分,具体包括土地利用规划、河道整治、流域渗滞蓄排措施、防灾预警教育和法律法规政策制度等多方面的措施。
? 新加坡——集水区计划
新加坡因为淡水资源极其匮乏,政府制定了独具岛国特色的集水区计划,境内三分之二的国土面积被划定为三类集水区:自然保护区(土地专门用来收集雨水)、河道蓄水池(利用河道出口和海滨堤坝修建)和城市骤雨收集系统(楼顶收集雨水的蓄水池通过管道与水库相连),形成了包括17座蓄水池、32条人工河流、8000千米长的水道与排水管通达的“海绵体”水道网络,有机地结合了供水需求和雨洪管理。
(4)澳洲:将水系统的优化管理作为城市规划设计的基本原则
低影响开发、绿色基础设施、综合治水对策、可持续排水系统等不同的雨洪管理理念都在土地规划阶段有所体现,澳大利亚的水敏性城市设计和新西兰的低影响城市设计与开发更将城市对水系统的优化管理策略提升到了城市规划设计的基本原则,强调通过城市开发初始阶段的整体规划和设计体系来减少对水系统的负面影响、以顶层策略指导城市的可持续发展,反映了人们在传统城市开发思路上的根本性改进。
? 澳大利亚——水敏感性城市设计
水敏感性城市设计是1994年由学者理维蓝和哈而佩恩?G?曼塞尔首次提出的。水敏感性城市设计联合指导委员会对水敏感性城市设计的定义是:结合了城市水循环(供水、污水、雨水、地下水管理)、城市规划设计和环境保护的综合性设计。其核心内容是围绕城市水系统的可持续性来科学规划城市设计,倡导将水文设计与城市规划相结合,在城市开发设计和建设过程中保持场地的自然特征;并将城市水循环作为一个整体进行综合管理,将雨水、供水、河道、污水处理和水的再循环视为水循环中相互联系、相互影响的环节,加以统筹考虑。
? 新西兰——低影响城市设计与开发
2003年,新西兰政府在借鉴美国最佳管理措施、低影响开发和澳大利亚水敏性城市设计理念并结合本国法律及规划的基础上在全国推广低影响城市设计与开发体系。从城市设计的角度,低影响城市设计与开发强调利用以自然系统和低影响为特征的规划、开发和设计方法来避免和尽量减少环境损害,通过一整套水系综合管理方法来促进城市发展的可持续性、保护水生和陆生生态的完整性。
(1)坚持规划引领
海绵城市建设的目标和对象是系统而综合的,其手段相应地作用于区域水文循环过程,必然是跨尺度的,因此必须首先建构跨尺度的规划方法体系,将这个理念从宏观到微观、从整体到局部、从系统到场地进行逐层落实。
(2)坚持灰绿交融
海绵城市建设应当统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统三大系统。
低影响开发雨水系统(微系统)包括生物滞留池、绿色屋顶、透水铺装、植草沟等源头相对小型分散的绿色基础设施,可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能,有效控制径流总量、径流峰值和径流污染,主要应对1年一遇以下的大概率小降雨事件。
城市雨水管渠系统(小系统)即传统排水系统,包括管渠、泵站等灰色雨水设施,与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放,主要应对1~10年一遇的中、暴雨事件。
超标雨水径流排放系统(大系统),用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流,一般通过综合选择自然水体、多功能调蓄水体等大型绿色基础设施,以及行泄通道、调蓄池、深层隧道等大型人工灰色设施构建,主要应对10~100年一遇的小概率暴雨事件。
(3)坚持新老分策
对于未来还将成片增加的新城区,应以目标为导向,实行源头管控,结合区域和城市特点,制定和严格执行城市建设开发标准与规范,严把工程规划建设审批关,并将低影响开发设施建设和运营纳入工程建设投资和运营的成本,由政府加强监督。对于普遍存在系统性问题的老城区,则以问题为导向,重点解决逢雨必涝的区域和黑臭水体,通过管网改造升级、利用现有地形地貌及沟塘、增设强排设施等做法,解决密切影响民生的问题,同时逐步结合城市道路、园林绿化提升、旧城更新等开展低影响开发改造。
(4)坚持统筹推进
我国幅员辽阔,水系统特征多样,有温带大陆性季风气候,也有亚热带海洋性气候,差异巨大,海绵城市建设的路径也各有不同。因此,我国海绵城市建设在首先转变管理者、设计者和使用者理念的基础上,需要通过在各类代表性区域进行试点,探索经验,建立模式,进而向全国逐步推广。
(1)海绵城市建设组织管理
海绵城市建设内容庞杂,涉及专业包括给排水、城市规划、生态学、水利、水文、环境工程、道路、景观等。专业的多样性必须要求建立专业统筹衔接机制,在团队成员配置上,需考虑专业的全面性,这样才能保障海绵城市项目符合各专业要求。一般来讲,海绵城市建设涉及规划、住建、市政、园林、水务、交通、财政、发改、国土、环保、水文等多个部门。
(2)海绵城市规划管理
住房城乡建设部发布《关于印发海绵城市专项规划编制暂行规定的通知》(建规〔2016〕50号)(以下简称《通知》),要求海绵城市专项规划可与城市总体规划同步编制,也可单独编制。对于单独编制的海绵城市专项规划,城市人民政府城乡规划主管部门会同建设、市政、园林、水务等部门负责海绵城市专项规划编制的具体工作。
(3)海绵城市建设运营模式
海绵城市建设,与城市基础设施建设有不少交叉、重叠之处,从理念到落地,均面临着巨额投资、复杂的系统性关联、多头管理、回报机制不明等诸多挑战,单凭政府一己之力难以为继,需要以市场化方式调动更广泛的社会资源参与进来。
近年来,国家也陆续出台了不少相关政策,并不断细化相关细则。目前国家在海绵城市建设领域大力推广的建设模式主要为PPP(Public-Private-Partnership),即政府和社会资本合作模式。
(4)海绵城市维护管理
根据当前海绵城市相关项目的投融资模式,可将其分为政府投资类项目、社会类项目以及PPP类项目,应根据不同项目类型,遵循“谁建设,谁管理”的原则,由该设施的所有者或其委托方负责维护管理,并要求完善人员的管理和培训,认真落实设施维护责任制。
海绵城市设施的维护管理应采用日常巡查和专项巡查相结合的模式。日常巡查频率遵循原有巡查制度的相关规定;专项巡查频率建议最低为一年两次,分别为每年雨季来临前和雨季后期,应参照各项设施运行维护要点,对海绵城市设施进行集中专项巡查,保证设施正常、安全运行。
本文内容摘自中国建筑工业出版社《新型市政基础设施规划与管理》系列丛书,丛书主要作者:司马晓、丁年、刘应明、俞露、任心欣、韩刚团、杜兵、曾小瑱、江腾、卢媛媛,责任编辑:朱晓瑜。丛书成果形成书摘,于2020年4月底,由中国建筑出版传媒有限公司“建设智库简报”(智库书摘)专刊出版,并报送住房和城乡建设部、中宣部等部门。本文由刘应明、朱安邦共同整理。
作者
刘应明,教授级高级工程师,深圳市城市规划设计研究院副总工程师
朱安邦,哈尔滨工业大学市政工程硕士,现就职于深圳市城市规划设计研究院