流域尺度海绵城市专项规划的方法研究 —以上海临港国家试点区为例

导读

海绵城市建设是一项多专业、多部门协同完成的系统工程，需要专项规划的有效指导。本文以上海临港国家试点区为例，从海绵城市建设需求分析和目标入手，明确总体思路，重点构建了海绵生态格局和划分汇水分区，同时划分管控分区，明确管控指标要求，并提出海绵城市建设的系统方案和与相关规划衔接的内容，从流域尺度明确了海绵城市专项规划的方法，以期为其他地区同层级海绵城市的专项规划编制提供参考。

2013 年 12 月，中央城镇化工作会议首次提出“海绵城市”的概念。海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、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 。海绵城市是一种城市建设理念，强调在建设的每个细节都要考虑其对自然的影响，倡导顺应自然、回归自然。海绵城市具体的建设过程涉及到住建、水务、环保、绿化、交通等多部门的协调，以及建筑、排水、景观、道路交通等多专业的协同，不同部门和专业之间如何有效衔接是目前海绵城市建设推进的重点和难点。在“规划引领”的理念下，有必要编制海绵城市专项规划来统筹管理整个建设过程。

结合城市规划的层级，海绵城市专项规划也分为城市尺度、流域尺度和排水分区尺度等，不同规划尺度由于其规划范围和对象的不同，规划方法也有所侧重。本文以上海临港国家试点区海绵城市专项规划为例，研究流域尺度海绵城市专项规划的方法，以期为其他地区同层级海绵城市专项规划的编制提供参考。

1  临港试点区概况

临港试点区位于上海市东南角，地处长江口与杭州湾的交汇处，规划总面积为 79.08km2，主要包括临港主城区、临港森林一期、临港国际物流园区和芦潮港社区四个功能板块。地势由西向东低微倾斜，西部略高，东侧滩涂围垦地区地势略低，坡度基本小于 1%。临港地区属于亚热带湿润季风气候区，四季分明、雨量充沛，多年年平均降水量达 1228mm。6 — 8 月为汛期，降雨量占全年降水的 42%，其中 6 月份降雨量最多，约占全年的15.7%。

2 海绵城市建设需求分析

结合现状和问题分析，临港试点区海绵城市建设需求主要包括以下几点。

2.1  进一步提升区域河湖水环境的质量，尤其是保障主城区滴水湖的水质及改善老城区河道水质

立足陆域污染源的削减及河湖生态系统的构建，重点对城市面源污染进行拦截净化，建设生态型河湖，增加水体的自净功能，缓解试点区河湖水环境污染。

经过前期整治，目前老城区已基本消除黑臭，水质处于Ⅴ类或劣Ⅴ类，但由于面源污染等因素，河道水质存在恶化的可能，下一阶段通过源头截污纳管、河道底泥疏浚、生态护岸建设等综合措施提升老城区河道的水质。

2.2  提升区域防汛安全保障能力，着力消除内涝风险区域

通过高标准排水、内涝防治、防洪（潮）等体系构建，建设临港区域海绵城市可持续内涝防治系统。科学调控降雨地表径流，削减降雨径流总量和降雨峰值流量，充分利用雨水资源，减轻城市排水压力；过程蓄排，局部管道标准提升；同时，通过水利措施对末端河道水位进行调控。通过以上综合措施缓解和治理城市内涝问题，确保临港地区的水安全保障能力，尤其是解决芦潮港社区等老城区、主城区、国际物流园区等建成区域易涝积水的问题，着力消除内涝风险区域。

3  海绵城市建设目标和总体思路

3.1  建设目标

结合国家考核要求，试点区以年径流总量控制率为主要管控指标，统筹水生态、水环境、水资源、水灾害治理等具体项目，全面实现“5 年一遇降雨不积水、100 年一遇降雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”的总体目标要求。具体指标如表 1 所示。

表1 临港试点区海绵城市建设指标要求

3.2  总体思路

根据临港地区的特殊性，以问题导向、目标导向为主线，提出“系统构建先行，源头控制补充，问题重点突破，生态效益综合提升”的总体思路。

（1）先行统筹构建生态空间保护

和城市常规灰色设施系统，统筹“河道—管网”的一体化运行效率和“低影响开发—生态空间”的一体化生态效果。

（2）在充分发挥地形地貌、自然植被、绿地、湿地等天然“海绵体” 功能的基础上，发挥源头设施的水量、水质调节作用。

（3）针对现阶段重点突出的问题进行逐个突破，如滴水湖水质保持和提升老城区易涝点整治等。

（4）坚持并贯彻长期以来临港地区生态优先的建设理念，在城市建设中统筹兼顾生态空间的功能和景观要求。

3.3  技术路线

以上海市海绵城市专项规划为主要依据，结合相关区域低影响开发专题研究，遵循建成区以问题为导向、新建区以目标为导向的原则，编制了流域尺度海绵城市专项规划的技术路线，如图 1 所示。

图1 临港试点区海绵城市专项规划技术路线

4 海绵格局构建和汇水分区划分

4.1  海绵格局构建

综合考虑规划试点区的生态资源要素分布、用地生态敏感性、内涝风险及地形标高，形成“一核、两环、六楔、多片”的海绵城市自然生态空间格局（图 2）。

图2 临港试点区海绵城市建设总体布局图

“一核”是指滴水湖水生态敏感核心，其功能定位是生态保护，保持和提升水体水质。滴水湖是临港地区的精神象征，易受外围现状环境影响，又是生态脆弱的水体，作为生态敏感的核心，规划的重中之重是生态保护，保持和提升水体水质。规划在加强对环湖 80m 绿地进行低影响开发的同时，注重对城市功能与雨水系统净化、滞纳、蓄积等综合效应的提升，做好滴水湖的“最后一道屏障”，并释放重要的景观和公共活动空间。

“两环”包括临港森林通廊的外围生态环带和二环带城市公园环带，其功能定位是雨水调蓄和生态净化。“两环”作为滴水湖生态敏感核心外围两道重要的生态屏障，既是优质的雨水净化区，又是潜力巨大的汇水调蓄空间，在充分考虑地形的基础上，通过河、湖、湿地、生态绿地等的“渗、滞、蓄、净、用”等功能，减轻地块消纳雨水量及净化初雨径流的压力，在极端情况下可作为收纳和行泄的空间。

“六楔”是由橙、黄、绿、青、蓝、紫六条河及周边绿地空间形成的楔形绿地，其功能定位是生态净化，主要发挥雨水径流污染拦截、净化等作用，集中性地解决雨水滞留，净化湿地，净化后的雨水补充河网的生态需水。楔形绿地是“居住岛”与“居住岛” 之间雨水汇聚的主要流向区域，并使雨水最终汇入滴水湖。

“多片”是指试点区范围内主要的集中建设空间。依据源头控制的原则，这些空间是未来城市建设管控的重点区域，通过低影响措施开发，依靠“蓄、净、用、排”的手段，达到区内雨水充分消纳、径流污染分流控制及超标雨水及时排出的效果。

4.2  汇水分区划分

流域尺度海绵城市建设的关键是划分汇水分区，结合试点区水系及涵闸分布，试点区可分成主城区和老城区两个汇水分区（图 3）。其中，主城区内自成圩区，河湖水位通过涵闸控制；而老城区水系与外河连通，不属于单独圩区，水位受浦东片区圩区水位总体调控的影响。

图3 临港试点区汇水分区划分图

5  指标分解和管控

流域尺度管控指标主要分解至管控单元，应结合下一阶段的海绵城市专项规划将指标落实到地块和建设项目。

5.1  管控分区划分

基于试点区现状规划建设的情况，规划将试点区划分为七个海绵建设示范区（图 4），示范不同的项目类型，分别是湖泊水体生态保护、商务街区海绵化建设、生态廊道雨水滞蓄净化、已建城区海绵化改造、新建城区海绵化建设、围垦区生态保护与利用、老城区积水改造及水体综合治理等内容。根据规划，此次试点区范围涉及中心区规划的五个社区，其中包括九个单元、九个特定区，加上芦潮港社区 DA 单元、国际物流园区和临港森林一期三个独立规划单元，总计 22 个控规单元（图 5）。结合海绵城市建设示范区和管控单元分区情况，规划将试点区划分为29 个指标控制单元，也是下一阶段控制性详细规划落实海绵城市各项管控指标的最小单元（图 6）。

图4 临港试点区海绵城市建设示范区示意图

图5 临港试点区规划控制单位分布图

图6 临港试点区海绵城市建设控制单元分布图

5.2  指标分解

5.2.1 分解技术路线

综合考虑径流污染削减 45% 的控制需求、滴水湖生态补水需求和未建区海绵城市建设综合经济效益，规划对试点区陆域范围内的年径流总量控制率进行分解，其余部分结合生态岸线工程进行雨水排放口生态化改造，作为试点区水系生态补水的来源，技术路线如图 7 所示。同时，规划应明确：原则上，单元指标应在单元内部统筹平衡，如确实因为特殊原因无法在单元范围内实现建设目标的，应通过规划评估，在控规单元内进行平衡；如地区控规发生调整，应结合控规调整，通过海绵专题研究，重新核定相关指标，经专家审核通过并获得有关部门确定执行。

图7 临港试点区指标分解技术路线

5.2.2 管控单元指标分解

依据《上海市海绵城市建设导则》中的指标分解方法，综合考虑管控单元内地块的用地性质、建成状况、绿地率、建筑密度等要素，并结合近、远期地块建设的进展，规划将年径流总量控制率分解至管控单元，确保整体指标达标 80%（图 8）。需要说明的是，规划临港海绵城市建设三年行动计划，试点区东北区均属于未来规划区域，本底值较高，但规划至 2035年在此区有大面积的开发与建设，根据规划用地属性，年径流总量值会有所下降，为达到 80% 的总体目标，须同时改造提升目前保留的现状地块。

图8 临港试点区规划年径流总量控制率汇总图

6 系统方案和相关规划衔接

6.1  系统方案

充分分析现状，重点关注试点区内现状水生态、水安全及水环境问题，兼顾水资源，将“源头减排、过程控制、系统治理”统一考虑，即注重小海绵体系、中海绵体系、大海绵体系的相互衔接，建成区以问题为导向、新建区以目标为导向，共同构建海绵城市。

6.1.1 海绵总控，全程落实

基于 WSUD 理念，建设高品质的公共海绵空间；在海绵指标和海绵专业的总体控制下，确保海绵理念在规划、设计、施工和运行的全过程中得到落实。

6.1.2 四大系统，安全提升

通过源头减排、排水管渠、排涝除险、应急管理四大系统，全面实现“5 年一遇不积水、100 年一遇不内涝” 的总体目标。其中，源头减排和排水管渠建设共同实现“5年一遇不积水”；源头减排、排水管渠、排涝除险共同实现“100 年一遇不内涝”；应急管理确保试点区内涝防治设施发生事故或遭遇“超过 100 年一遇降雨”时能正常运转。

（1）源头减排—利用源头低影响开发措施，按用地类型及雨水控制利用的特点，进行分区雨水径流峰值控制，构建源头低影响开发系统。

（2）排水管渠—结合道路建设和改造，提出实现市政排水管网、管渠提升改造的需求；同时，于局部低洼地区增设排水泵站或增加涝水分流管设施，保障管网的排水能力。

（3）排涝除险—结合试点区水系规划，完善规划河网，增加水面，同时通过泵闸建设及优化调控，预降区域水位，完善水体蓄排系统。通过地表蓄渗沟、行泄通道等的规划和建设，排除地面在超过内涝防治设计重现期标准降雨时产生的涝水，构建地表超标雨水排除系统。

（4）应急管理—完善应急管理系统，确保其在源头减排设施、排水管渠设施和排涝除险设施发生事故或在超过内涝防治设计重现期标准降雨时能正常运转。

6.1.3 系统治理，水质保障

主城区基于 TMDL（Total Maximum Daily Loads 最大日负荷总量）的方法，从控源截污、内源治理、生态修复、活水提质等方面入手，确保区域河道的水质达标；老城区主要通过控源截污和内源治理，确保区域河道水质不劣于上游来水。此外，研究、制定并严格执行保障河道水环境的制度，确保河道长治久清。

（1）控源截污 —通过源头LID 设施控制径流污染，同时通过闸控，降低周边污染水体对内部造成的影响。

（2）内源治理—通过新开河达到水系规划的要求，同时轮疏现状河道，疏浚底泥。

（3）生态修复—建设生态护岸及部分岸边人工湿地，修复河道水质。

（4）活水提质—在临港新城主城区内，考虑通过设置泵闸使滴水湖与涟河、射河形成可分可合的相对独立水系，即沿滴水湖及赤风港规划闸站，增加主城区内水体的流动性，并调控滴水湖是否参与换水，提高涟河、射河的换水效率，一定程度上能够改善水质。

（5）“长制久清”—上海市及试点区已发布与河道水质保障相关的机制政策，并全面推进“河长制”。

6.1.4 因地制宜，拓展水资源

在常规水资源集约利用的基础上，因地制宜，鼓励非常规水资源的开发利用。在试点区内，主要通过水系生态补水和雨水回用两个方面，来实现雨水回用率不小于 5% 的目标。

6.2  相关规划衔接

政府作为海绵城市建设的责任主体，应统筹协调规划、国土、排水、道路、交通、园林、水文等职能部门，在法定规划和各相关专项规划的编制过程中，落实海绵城市的建设内容。其中，总体规划负责顶层设计，提出海绵城市建设相关的目标、路径和原则；专项规划展开具体研究，在海绵城市建设的理念下，构建新型的水系、绿地、道路和排水防涝建设体系；详细规划负责具体落实，将控制指标分解至宗地、道路，将具体建设内容落实到地块（图 9）。

图9 海绵城市建设相关规划衔接关系图

7  结语

海绵城市建设需以规划为引领，流域尺度海绵城市专项规划应在构建总体生态格局的基础上，结合现状和规划建设情况，明确各单元的管控指标，进而指导下位规划的编制。同时，结合水生态、水安全、水环境和水资源目标建设，提出海绵城市系统方案，并将有关海绵城市建设内容反馈至相关总体规划、控制性详细规划和相关专项规划中。

作者信息

吕永鹏  上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院院长，高级工程师（通讯作者）

莫祖澜  上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院海绵所副所长，工程师

张  辰  全国工程勘察设计大师，上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司总工程师，教授级高级工程师

邓 婧  上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院海绵所所长助理，工程师

*本文原载于中国城市规划协会会刊《城乡规划》杂志2019年第2期。

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