上海海綿城市規劃建設策略研究

戴慎志

上海海綿城市規劃建設策略研究

戴慎志

簡述海綿城市的內涵和規劃建設目的，分析上海的地理水文特性、氣象氣候特性和城市水環境與水安全問題，提出上海海綿城市規劃建設需關注的關鍵問題和總體策略，闡述統籌水利規劃建設，全面提升抗潮、排澇能力；完善、更新道路、廣場、綠地系統，科學有效排蓄雨水；建設街區雨水調蓄系統，保障街區水安全；聯通城市地下雨水調蓄系統，適度解決飲用水水源安全問題等具體策略。

上海 | 海綿城市 | 規劃建設 | 策略研究

戴慎志

同濟大學建筑與城市規劃學院

教授，博士生導師

上海同濟城市規劃設計研究院

總規劃師

1 海綿城市的內涵

1.1 海綿城市的內涵

海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路、綠地和水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。因此，要優先考慮把有限的雨水留下，優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。

以雨水徑流減排、積蓄回用、污染控制、灰色綠色基礎設施相結合的多目標雨水系統構建為切入點，建立科學的城市建設方式，建成具有彈性的海綿城市。

1.2 海綿城市規劃建設的目的

海綿城市規劃建設的目的是，通過海綿城市建設確保城市水安全、合理利用和保護城市水資源，有效保護和提升城市水環境，科學保護和修復城市水生態，因地制宜地維持和營造城市水文化，從而使城市具有良性的水循環、良好的生態環境和優美的城市景觀系統。

海綿城市規劃建設原則應遵循：規劃引領、生態優先、安全為重、因地制宜、統籌建設。

海綿城市規劃建設抓住雨水徑流總量控制、雨水徑流峰值控制、雨水徑流污染控制、雨水資源充分利用等多目標控制，采用多種技術使雨水快速浸透、無損滯留、安全蓄存、有效凈化、科學使用、適時排放。通過降落雨水的削減、轉輸、調蓄，多途徑保護、修復、建設城市水環境和水生態，確保城市水安全，營造城市水文化。

1.3 海綿城市建設的政策要求

自2013年起至今，中央政府出臺了一系列政策和規定，著力推動海綿城市規劃建設。2015年10月，國務院《關于推進海綿城市建設的指導意見》明確要求：通過海綿城市建設，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70％的降雨就地消納和利用。到2020年，城市建成區20％以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80％以上面積達到目標要求，并從加強規劃引領、統籌有序建設、完善支持政策、抓好組織落實等4個方面，提出了科學編制規劃、嚴格實施規劃、完善標準規范、統籌推進新老城區海綿城市建設、推進海綿型建筑和相關基礎設施建設、推進公園綠地建設和自然生態修復、創新建設運營機制、加大政府投入、完善融資支持、抓好組織落實等10項具體措施。

2015年12月，中央城市工作會議提出要提升城市建設水平，加強城市地下和地上基礎設施建設，建設海綿城市。城市供排水、污水處理等基礎設施，要按照綠色、循環、低碳的理念，進行規劃建設，城市建設要以自然為美，把好山、好水、好風光融入城市。

2 上海城市水環境特性與水安全問題

2.1 上海的地理與水文特性

上海地處長江入?？诘臇|海沖積平原，市域內河流眾多，全市有河道33 127條，總長度24 915 km，河網密度3.93 km/km2，面積569.6 km2，湖泊20個，面積73.1 km2，河湖總面積642.7 km2，河面率為10.1％。河流受潮汐影響，晝夜潮漲潮落，河流水位變化大。市域大部分河流匯入黃浦江，流經長江口，歸入東海，少部分河流直接流入東?；蜷L江。

上海的河流和近海水位受潮汐影響，近海潮高低水位之差有3.6 m左右（蘆潮港測站），黃浦江入長江口潮水位高低差有2.7 m左右（吳淞口測站），黃浦江中段潮水位高低差為2.2 m左右（黃浦公園測站），黃浦江上段潮水位高低差為1.1 m左右（米市渡測站）。上海市域內河流匯入黃浦江、長江、東海處均已建有水閘，以防御潮汐和黃浦江漲潮高水位對內河的倒溉侵入，調控內河水位和排泄。

上海地下水位高，通常從地面下挖0.5—1 m，便見地下水，土壤入浸率低，上海猶如一塊吸滿水的海綿。

2.2 上海的氣候氣象特性

上海屬亞熱帶氣候，降雨量充沛，平均全年降雨量為1 092.9 mm，歷史上最大年降雨量為1 587 mm。降雨主要集中在每年6—10月份，經常發生連續幾天下雨，降雨量集中，暴雨出現頻繁，連續時間長，且瞬時雨量大，極易造成河道水位猛漲，城區雨水排放不暢，致使內澇。尤其7—9月份，常遇海洋大汛，再加臺風和暴雨，以及黃浦江上游地區連續大雨，流經本市域的河流水位高。屆時，城區排放極度困難，極易致使城區內澇。

2.3 上海城市水環境和水安全問題

上海城市具有地下水位高、土地開發強度高、不透水面積多、土壤入浸率低的特點，城市因建筑密度高、建筑容積率高和道路、廣場、鋪裝硬地等不透水面積多、雨水徑流快，以及河流水位高而蓄水空間少，雨水管渠排放受阻等因素，遇到大暴雨，就會造成城市較大范圍的內澇；城市水安全受到嚴重影響。尤其在遇受臺風襲擊的情況下，城市水安全問題更為嚴重。如2012年8月8日，受“海葵”臺風影響，上海普降暴雨到大暴雨，平均日降水量為100.2 mm，普陀區真南路站最高達224.3 mm，人民公園站小時降雨量最大達58.9 mm，造成城區大范圍內澇。又如2013年10月6日起，受雙臺風“菲特”和“丹娜絲”的影響，全市普降大暴雨到特大暴雨，24小時最大降雨量達332 mm，使上海發生嚴重內澇。暴雨和臺風是上海城市最突出的自然災害。

上海城市供水原水主要取自黃浦江上游和長江水源，現已建成黃浦江上游、青草沙、陳行、東風西沙等4大水源地，其中青草沙、陳行、東風西沙水源地屬長江水源。

黃浦江水源地（位于松江區內）集中原水供應始于20世紀80年代，在青草沙水源地建成前，一直承擔著上海城市供應原水的重要使命。但是黃浦江流域的松江、金山、青浦、奉賢、閔行等西南五區采用“一區一點”的就近分散取水格局。原水水質和供水保障極易受流域水體突發水污染等事故影響。同時，現黃浦江水源地（位于松江區內）也受上游流域地區水體突發水污染等事故影響，其原水水質也趨劣。因此，上海市人民政府已在黃浦江更上游地區建金澤水庫，該工程計劃2016年底具備通水條件，2017年投入運營。該水庫建成后庫容達910萬m3，應急備用庫容525 m3。該水庫供給上海市西南五區（松江、金山、青浦、奉賢、閔行）670萬人的優質原水。

上海的長江水源處于長江入?？诘母浇嫌?，易受東海海水漲潮倒灌，原水咸化，影響水源安全。尤其青草沙水源地離長江入?？谧罱钜资芎Ｋ疂q潮倒灌，致使原水咸化；該水源地承擔上海城市58％的原水供應量，對上海城市供水安全影響很大。

上海兩大水源水質均有上海自身難以控制的因素：①長江水源除海水倒灌致咸外，還受長江中上游及附近流域水污染影響，若上游流域發生如遼化事件等突發水污染事故，長江水源就難以使用。②黃浦江上游水源雖已在建金澤水庫，試圖提高原水水質，但該水庫仍在浙江和江蘇兩省河湖水系下游，其原水水質受江、浙兩省河湖水系水質污染影響，上海難以控制其水質。

縱觀上海供水水源狀況，可以得出結論：上海自身的水資源非常豐富，但水質差，且難以憑自己能力有效控制。上海城市供水安全難以自控的問題，需深遠仔細考慮。

城市暴雨內澇和供水原水水質是上海城市水環境和水安全的最關鍵問題。

3 上海海綿城市規劃建設策略

3.1 上海海綿城市規劃建設需關注的關鍵問題和總體策略

上海猶如一塊吸滿水的海綿，水資源非常豐富，水環境和水生態狀況也較好，有一定特色的水文化。但是，存在著城市內澇、供水原水水質難控制等水安全問題。因此，上海海綿城市規劃建設首先從解決暴雨、臺風造成城市內澇問題為突破點，使上海“這塊已經吸滿水的海綿”在確保安全的前提下，還能吸納雨水，并為城市提供可靠生活飲用水水源，從市域、城市、道路、廣場綠地、街區等各個層面，系統地保障城市水安全，維護和修復城市水環境與水生態，營造和彰顯城市水文化。

圖1 上海市域河流水閘、排澇泵站規劃示意圖

所以，上海海綿城市規劃建設應關注系統解決上海城市防潮排澇，合理科學、因地制宜地吸納雨水，蓄備可控可靠的生活飲用水源。為此，上海海綿城市規劃建設總體策略為：第一，必須對全市水利進行統籌規劃建設，降低地下水位，增強調控河流水系抗御外水和排泄內水能力，擴充河流水域的納水空間，溝通水系聯系，形成抗得住外潮、承得起暴雨、排得出河水、蓄得住雨水的海綿城市水系機體，確保城市水安全；第二，通過道路、廣場、硬質鋪地、綠地系統改造建設，有效排泄受污染的初期雨水，滯留清潔雨水；第三，建設街區雨水調蓄系統，滯留蓄存街區內清潔雨水，保障街區水安全；第四，聯通各街區地下雨水調蓄設施，配建地下雨水凈化處理廠，生產達標生活飲用水，解決城市飲用水水源安全問題。

3.2 統籌水利規劃建設, 全面提升抗潮排澇能力

上海海綿城市規劃建設與全市水系規劃建設統籌進行，適宜采用下列措施：

（1）疏浚、溝通、挖深全市域河流、湖池，降低地下水位，擴充河流水系的容水空間。

全市有河道33 127條，總長度24 915 km，河網密度3.93 km/km2，河湖總面積642.7 km2，河面率為10.1％。全市河湖若能平均挖深1 m，按河湖總面積計，將增加64 270萬m3的蓄水空間；若按河湖總面積的50％計，能增加32 380萬m3的蓄水空間。

（2）增建市域邊界和外環線外的河流水閘，利用水閘、排澇泵站調控市域和中心城區河流水位，調控預留蓄納雨水空間。

目前，全市所有匯入黃浦江、長江、東海的河流均在其匯入口處建有水閘和排澇泵站，防御黃浦江漲潮水、長江潮水和海潮侵襲內河；并將內河水用泵排入黃浦江、長江和東海。增建市域邊界和外環線外河流水閘，與上述閘泵站聯合調控內河水位。一是能在暴雨前，預留中心城區段河流的蓄納雨水空間，阻擋內河上游河水下涌。二是在平時，能利用黃浦江潮水、海潮的高低水位差，沖刷疏洩各段河道，保持河道暢通。具體步驟為：

（1）暴雨前預留中心城區段河流的蓄納雨水空間，利用黃浦江漲落潮的水位差，在黃浦江落潮時關閉外環線外河流水閘和市域邊界河流水閘，開啟匯入黃浦江處的水閘，使中心城區段河流水位降至最低，且該河流上游水不流入該段；待黃浦江開始漲潮時，即刻關閉水閘，阻擋黃浦江潮水進入內河。使中心城區段河流內水位保持最低，留有足夠的蓄納空間，迎接暴雨時雨水管渠的雨水排入，確保城區不內澇。

（2）平時利用黃浦江漲落潮水位差，沖刷疏洩河道。首先，在黃浦江第1次落潮時，關閉外環線外水閘，開啟匯入黃浦江處水閘，使中心城區段河流水位降到最低；等黃浦江第1次漲潮時，關閉水閘，保持中心城區段河流最低水位。然后等到黃浦江第2次落潮至最低時，開啟匯入黃浦江處水閘和外環線外水閘，使外環線外高水位河水沖刷中心城區段河道，起到疏洩作用。再到黃浦江第2次漲潮時，關閉匯入黃浦江處水閘和市域邊界水閘。當黃浦江第3次落潮開始至最低點時，開啟匯入黃浦江處水閘和市域邊界水閘，讓市域外河流高水位水沖刷市域邊界至中心城區外的河道，起到疏洩此段河道作用。按此重復操作，達到利用黃浦江漲落潮水水位差和分段河道水位差，沖刷疏洩河道之目的（圖1）。

（3）結合綠地系統規劃建設，開挖暴雨常澇地區的人工湖河，蓄納雨水；并連通附近河流，形成串通流動的具有納雨排澇、休閑觀賞等多功能的水系，使常澇地區免遭澇災。

采取上述3項措施，建成完善的海綿城市河湖水系機體，有效保障城市水安全，保護城市水環境。

上海曾有修建黃浦江吳淞口水閘的規劃設想，試圖更大力度地保障上海城市水安全，調控黃浦江水位，抗御海潮倒灌，應對海平面上升對上海的影響。該設想利用吳淞口漲落潮水位差，建閘減少海水對黃浦江水的頂托，調控降低黃浦江水位，從而減輕黃浦江漲潮高水位對沿江兩岸河流的壓力；并可加快黃浦江匯入長江、東海的流速，減輕黃浦江水污染程度。這有利于保障上海城市水安全，有利于內河排澇和城市雨水管道排放；同時，這也將對黃浦江流域的水生態和水環境產生重大影響。因此，需要對該設想作進一步深入研究和必要的水利、水環境模擬試驗求證，必須引起高度重視。

3.3 改造道路、廣場、綠地系統, 科學有效排蓄雨水

（1）系統進行城市道路海綿性改造更新，科學承接、排泄雨水。除對暴雨時常澇地區道路雨水管道和泵站進行擴容更新外，重點進行透水人行道鋪設，敷設溢流式雨水口和浸管，改建生態樹池。建成區改造人行道透水鋪裝應大于30％。人行道雨水由透水鋪裝及生態樹池滲透吸收，車行道雨水通過開孔側石進入生態樹池。溢流式雨水口收集雨水先進入道路下雨水管道；發生超標降雨時，雨水由溢流口排入滲管系統，就近排入河道。根據道路兩側綠帶高程情況，在高于道路高程的綠帶中，設置植草溝和蓄滲模塊；在低于道路高程的綠帶中，設置下凹式綠地和植草溝。使綠帶雨水就地滯留，不排入城市道路的雨水管道，減少道路雨水排放壓力。

（2）建設廣場系統低影響開發雨水系統，改善雨水排蓄功能。對現有廣場和鋪裝硬地，進行透水鋪裝改造，采取設置生態樹池、滲渠等措施，形成海綿型廣場。改建廣場的透水鋪裝率應大于30％。建設生態停車場，采取敷設植草磚、生態樹池等措施，改造現有硬質停車場，提高雨水滲入率。改造停車場的透水鋪裝率應大于30％。

（3）增強綠地系統的雨水滯蓄功能，培育特色水文化。在城市綠地系統中設置多功能雨水調蓄公園，蓄存降雨，營造水景，培育水文化。在公園、公共綠地設置下沉式綠地（雨水花園），無雨時作為具有高程層次感的休憩綠地，降雨時可蓄存雨水，保障周圍地區水安全。新建公園的透水鋪裝率應大于50％，改建公園的透水鋪裝率應大于30％。

3.4 建設街區雨水調蓄系統, 保障街區水安全

根據《上海市人民政府貫徹落實<國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見>的實施意見》要求：規劃用地面積2 hm2以上的新建建筑物要配套建設雨水收集利用設施；硬化面積大1 hm2及以上的地塊應按照不低于250 m3/hm2的標準配建雨水調蓄設施。街區是實施海綿城市的基本單元，建設街區雨水調蓄系統，保障街區水安全，營造街區水文化。針對建成區和新建區，采取下列策略措施：

（1）建成區。結合街區公共綠地、停車場庫建設，因地制宜地建設雨水花園或地下雨水調蓄池，以及透水人行道、透水鋪裝硬地、生態停車場。在用地較寬敞的街區，修建以雨水花園為核心的公共休憩綠地，調蓄雨水，豐富居民的日常休閑生活。在用地較緊湊的街區，結合街區綠地、停車庫及市政設施建設，修建地下雨水調蓄池。

（2）新建區。與街區修建性詳細規劃統籌規劃建設雨水花園或地下雨水調蓄池以及生態停車場、透水人行道、透水鋪裝硬地、綠色屋頂等。根據街區用地條件、建筑狀況、開發強度等因素，選擇修建雨水花園或地下雨水調蓄池。地下雨水調蓄池可建于高層建筑或地下停車庫下面。

3.5 聯通城市地下雨水調蓄系統, 保障城市用水安全

在建設街區地下雨水調蓄池的基礎上，規劃建設聯通各地下雨水調蓄池的地下管渠和調配設施，使蓄存的潔凈地下雨水能流動使用。由于街區的初期雨水在降雨初期已排入城市道路雨水管道，街區地下雨水調蓄池所蓄雨水為潔凈雨水，可用作生活飲用水水源?？筛鶕叵掠晁{蓄池水源分布情況，配建地下雨水凈化處理廠，生產達標生活飲用水供應居民使用，在一定程度上解決上海城市飲用水源水質安全問題。

References

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[5]上海市人民政府辦公廳. 關于貫徹落實<國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見>的實施意見[R]. 2015. General Office of Shanghai Municipal People’s Government. Suggestions on the implementation of ‘Guideline to promote building sponge cities’[R]. 2015.

Research on the Planning and Construction Strategy of Sponge City in Shanghai

This article briefly introduces the connotation and planning objective of sponge city, analyzes the features of hydro-geography, meteorology and climate, and the issues of water environment and water safety, presents the key points and the overall strategy on the construction of sponge city in Shanghai, and indicates the specific strategies such as planning and constructing water conservancy projects as a whole to entirely improve flood drainage capability, updating road, square and green space systems to effectively discharge and store rainwater, building rainwater storage system in blocks to ensure water safety, and connecting underground rainwater storage system to appropriately solve problems on drinking water source safety.

Shanghai | Sponge city | Planning and construction | Strategy research

1673-8985（2016）01-0009-04

TU981

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