基于LID雨水系統的海綿城市系統研究

姚若軍

摘要：為科學制定海綿城市系統建設方案，以琿春市為研究對象，基于低影響開發（LID）思路，探究海綿城市內涵與及其構建途徑。首先，采集分析琿春市城市地理數據，闡述海綿城市系統及其構成元素，分析低影響開發策略的內在機理，探析基于LID雨水系統的海綿城市系統建設途徑，制定琿春市海綿城市總體方案框架。研究成果能為海綿城市建設提供科學指導依據。

Abstract： To formulate the construction plan of sponge city system for science， we take hunchun city as the research object， and explore the connotation and construction way of sponge city based on the idea of low-impact development（LID）. First， we collected and analyzed the urban geographic data of huichun city， and expounded the sponge city system and its constituent elements， and analyzed the internal mechanism of low-impact development strategy； and secondly， we explored the construction approach of sponge city system based on the LID rainwater system； at last， we formulated the overall plan framework of sponge city in huichun city. The research results can provide scientific guidance for the construction of sponge city.

關鍵詞：LID；雨水系統；海綿城市；系統規劃；建設方案

Key words： LID；rainwater system；sponge city；system planning；construction programme

中圖分類號：TU992；TV213.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0200-04

0 引言

琿春市隸屬于吉林省延邊朝鮮族自治州，位于東部的圖們江下游，是一座“水在城中，人在畫中”的東北亞明珠城市，是東北亞地區的幾何中心。該地區屬中緯度、中溫度、近海洋性季風氣候區，氣候溫和濕潤，冬暖夏涼，生態環境極好。城市瀕江臨海、依山擁水，擁有河流、湖泊、濕地、草原、森林、沙漠等多種地貌類型，森林植被覆蓋率高，空氣質量在全國居于前列。按照國家賦予琿春國際合作示范區的功能定位，全市圍繞建成通達開放的國際合作示范城市、山清水秀的生態宜居城市、區域休閑旅游城市的目標，堅持把生態文明理念全面融入城市開發建設過程中，加快提升開放窗口城市的基礎設施功能和承載力，在新型城鎮化建設、推動建設美麗琿春，打造中國北方邊境風貌城市等方面取得突出成效，2015年城鎮化率已達到65%左右。良好的自然生態本底條件，以及城鎮化推進和建設國際化邊境開放城市要求，使得城市低影響開發雨水系統的構建具有了切實的必要性和可行性，“海綿城市”建設試點勢在必行。

圍繞以LID理念、水敏感性要素為核心的城市規劃與設計方法[1]，主要工程性措施聚焦于城市內部排水系統和雨水管理、利用，包括雨洪管理、生態防洪、水質凈化、地下水補充、棕地修復、生物棲息地的營造、公園綠地營造，以及城市微氣候調節等等[2]。因此，如何界定LID雨水系統的海綿城市系統內涵，成為琿春市海綿城市建設的關鍵科學問題。本文在全面了解琿春市海綿城市建設背景和基本建設條件后，采集項目規劃區域基礎數據，依據城市總體規劃、發展規劃，界定LID雨水系統的海綿城市系統內涵，提出項目主要建設內容和建設實施方案。

1 海綿城市系統及其元素構成

當前我國正在進行大規模的城鎮化建設，快速推進的城鎮化一方面有力地推動了城市的發展，但同時給城市發展帶來巨大的資源環境壓力。按照《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》，我國的城鎮化必須轉到重視質量的發展。在黨的“十八大”報告中也明確指出，“面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位”[3]。“海綿城市”的建設理念，暨自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市理念，是實現城鎮化與環境資源協調發展的一條現實路徑。

在海綿城市的實施中，強調生態優先原則，最大限度地平衡雨水在城市區域的留存凈化，促進雨水資源化和促進保護生態環境[4]。

根據當前的研究成果，海綿城市的建設主要包括以下內容，一是保護城市原有生態系統。盡可能留有足夠林地、草地、湖泊、濕地，以應對較大強度降雨，盡量使開發前后水文特征變化不大，這是海綿城市建設的基本要求；二是生態修復、恢復。對傳統粗放式城市建設模式下，已經受到破壞的水體和其他自然環境，運用生態的手段進行恢復和修復，并維持一定比例的生態空間；三是實施低影響開發。通過合理控制開發強度，控制城市不透水面積比例，保留足夠的生態用地，并根據需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。

海綿城市建設應規劃先行、規劃引領、規劃統籌。應做好總體規劃策劃，做好低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統等幾方面的策劃。

2 低影響開發雨水系統的內在機理

低影響開發（Low Impact Development，LID）指在場地開發過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發前的水文特征。其核心是實現包括徑流總量、峰值流量、峰現時間在內的水文指標在開發前后沒有大的變化等（見圖1）；實現開發后一定量的徑流量不外排，以保持徑流總量不變；采取滲透、儲存、調節等措施削減峰值、延緩峰值時間[5]，維持峰值流量不變。由于我國大多數城市土地開發強度普遍較大，須綜合采取源頭削減、末端及過程控制措施，才能實開發前后水文特征接近。

從以上論述可知，低影響開發理念的發展也是一個漸進的過程，從強調源頭控制到同時注重中途和末端等控制措施。目的是實現雨水資源的良性水文循環，實現雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放，實現城市的海綿化功能。

3 基于LID雨水系統的海綿城市系統構建途徑

海綿城市—低影響開發雨水系統構建需統籌協調城市開發建設各環節。在城市各層級、各相關專業及綜合規劃中均應遵循低影響開發理念，確定低影響開發控制目標，結合城市開發區域或項目特點確定相應的規劃控制指標，明晰低影響開發設施建設的主要內容。在建筑與小區、城市道路、綠地與廣場、水系等規劃設計階段，應對不同設施及其組合進行合理交叉設計，統籌景觀水體、濱水帶等開放空間，建設低影響開發設施，構建低影響開發雨水系統充分考慮項目所在區域的水文、氣象、土地利用條件[6]，進行工程價值分析，優化設計方案[7]。優化細化管護方案，確保低影響開發設施運行正常。低影響開發雨水系統構建途徑示意圖如圖2所示。

4 琿春市海綿城市總體方案

根據LID雨水系統的海綿城市系統內涵，統籌協調城市開發建設各個環節，以節水優先、空間均衡、排蓄結合、系統治理為導向，重點實施規劃區域內的市政道路系統、園林綠地系統、城市水系統等工程。按主體工程類別主要建設海綿型道路工程、海綿型公園與綠地、水系整治生態修復與防洪以及管網改造、排水泵站等基礎設施建設。總體方案如下：

4.1 城市道路系統

本項目海綿型道路工程共10條，主要采用下沉式樹池綠地、透水鋪裝、雨污分流技術措施，實現海綿城市低影響開發的要求。下沉式樹池綠地142800m2，滲透鋪裝面積623138m2，鋪設污水管道52550m。具體工程規劃見表1。

4.2 園林綠地系統

本項目改造海綿型公園與綠地共27個，主要采用透水鋪裝、節點綠化、植草溝、雨水花園以及園區海綿綠植景觀提升技術措施，實現海綿城市低影響開發的要求。建設滲透鋪裝面積103270m2，雨水花園面積11891m2，海綿綠植面積334148m2。具體工程規劃見表2。

4.3 城市水系統

本項目城市水系統包括防洪、生態建設及合流制排水管網改造三部分。其中防洪工程和生態建設工程主要是對庫克那河及北干渠進行治理，總計新建堤防79公里；清淤467700m3，生態修復232000m2；新建堤頂路2.2km；排水管涵91座。具體工程規劃見表3。

5 結語

本文提出在分析海綿城市內涵、低影響開發（LID）雨水系統內在機理的基礎上，提出海綿城市建設-低影響開發（LID）雨水系統構建的基本原則，構建了規劃控制目標分解、落實及其構建技術框架，明確了基于低影響開發（LID）雨水系統構建的內容、要求和方法。

①分析海綿城市系統的城市原有生態系統的保護、生態恢復和修復和低影響開發三要素內涵，闡明三者相互補充、相互依存的系統聯系機制，深度揭示海綿城市建設的重要基礎元素內涵。

②通過分析源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等雨洪管理手段，闡述滲、滯、蓄、凈、用、排等多種雨洪治理技術，研究城市良性水文循環過程，探究徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，揭示低影響開發（LID）雨水系統的內在機制。

③基于責任主體、規劃設計、建設實施、運行管理等視角，分析LID雨水系統的海綿城市系統構建途徑，制定了琿春市市政道路系統、園林綠地系統、城市水系統等海綿城市工程方案框架。

參考文獻：

[1]俞孔堅，李迪華，袁弘，等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規劃，2015（06）：26-36.

[2]董淑秋，韓志剛.基于“生態海綿城市”構建的雨水利用規劃研究[J].城市發展研究，2011（12）：37-41.

[3]車武，李俊奇.從第十屆國際雨水利用大會看城市雨水利用的現狀與趨勢[J].給水排水，2002（03）：12-14.

[4]俞孔堅.建筑與水澇共生—哈爾濱群力雨洪公園[J].建筑學報，2012（10）：68-69.

[5]王云才，崔瑩，彭震偉.快速城市化地區“綠色海綿”雨洪調蓄與水處理系統規劃研究-以遼寧康平臥龍湖生態保護區為例[J].風景園林，2013（02）：60-67.

[6]晉良海，胡瑤，朱忠榮，等.復雜地形條件下供水管線點對間線程的離散優化方法[J].水電能源科學，2015（02）：108-110.

[7]梁汝豪，蘭甜，林凱榮，等.基于SWMM的城市雨洪徑流模擬研究-以廣州市獵德涌流域為例[J].人民珠江，2018，39（06）：1-5.