缺水型地區海綿城市規劃建設路徑探索
——以壽光市為例

宋 源，毛 斌

（中國城市規劃設計研究院上海分院，上海市 200335）

0 引 言

在巨大的人口規模和高速城市化進程的背景下，我國城市的發展面臨種種挑戰，如何協調城市發展和環境資源稟賦之間的關系是城市建設管理者面臨的重要難題之一[1]。2013年12月，習近平總書記在中央城鎮化工作會議上提出“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。2014年10月，住房和城鄉建設部發布了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》（以下簡稱“《指南》”），指導各地新型城鎮化建設過程中推廣和應用低影響開發建設模式，保障海綿城市建設的順利開展。

海綿城市建設在國內處于起步和探索階段，需要結合實際建設進一步深入討論和研究[2]。《指南》是全國通用性文件，但不同城市的水文、氣象、土壤等特征差異較大，其建設重點和策略也不盡相同[3]。本文以山東省壽光市為例，結合壽光自然地理環境特點，探討山東半島半干旱型地區海綿城市建設的實施策略和控制要點，為其他類似地區的海綿城市建設提供參考和借鑒。

1 現狀概況與問題分析

1.1 本底條件

壽光位于山東省中北部，渤海萊州灣西南岸，地處魯中北部沿海平原區，屬暖溫帶季風區大陸性氣候。壽光多年平均降水量為591.7 mm，多年平均蒸發量為1 099.4 mm，干旱指數為1.8~2.2，具有典型的北方半干旱氣候特征。同時，年際和年內降水分布嚴重不均，多年降水年際變化率為4.30倍，而年降雨量中夏季降雨量占比超過75%，易造成旱、澇和水土流失等自然災害。

壽光市內有彌河、小清河、塌河、丹河、桂河等大小河及其支流16條，基本上自南向北流入渤海灣。全市河流多為季節性河流，近二十多年來，由于氣候變化、城鎮建設等原因，河湖濕地不斷萎縮，正常生態功能逐步衰退。

1.2 現狀主要問題

1.2.1 水資源極度缺乏

由于特殊的降水條件和上游的大型水利工程影響，壽光市的水資源極度緊缺，多年平均水資源量為3.39億m3，人均水資源占有量為293 m3，產水模數為15.4萬m2/km2[4]，遠低于全國平均水平。由于地表徑流對地下水補給量不足，地下水的過度開采形成了大范圍的地下水漏斗。壽光市全市漏斗區面積已達1 403 km2，占總面積的64%。全市水系萎縮嚴重，除彌河、小清河有部分徑流外，其他河道已基本干涸無徑流。

1.2.2 內澇隱患逐步升高

長期干旱少雨的氣候特征導致對城市排水安全的重視不足，中心城區目前已無排水河道。東躍龍河、益壽新河等河渠被侵占填埋，原有水系遭到破壞。工業排水溝等河渠由明渠改為暗渠暗管，渠道淤積、堵塞現象嚴重。此外，隨著城市快速擴張，大量硬化地面增加，徑流峰值和徑流量均顯著增加，進一步加劇了城市排水防澇壓力。

1.2.3 水資源利用方式有待優化

在水資源稀缺的背景下，城市水資源利用方式尚有較大改善空間。供水量約為多年平均水資源量的90%，水資源總體處于過度開發的狀態。非常規水資源使用程度較低，中水僅供熱電廠回用，雨洪資源未得到充分利用，部分公園內還有利用市政自來水補充水資源的現象。

綜上所述，傳統的城鎮化進程導致壽光市水城矛盾極為突出，壽光的城市發展亟待一種新的城市發展模式。

2 海綿城市建設路徑探索

2.1 建設思路

海綿城市建設的最終目的不限于建立一套雨水系統或LID設施建設，而是城市建設的一種新理念，從原來水泥城市及雨水“快排”轉向現在的“生態優先，彈性排水”[5-6]。

壽光市具有典型的降雨量較少、地下水位低、土壤滲透系數較大等水文地質特征，應在構建海綿城市的建設體系過程中予以重點考慮，因地制宜解決城市發展過程中存在的水系統問題。

基于壽光的現狀實際問題，筆者將壽光海綿城市建設的目標分解為三部分。首先是明確海綿城市建設指標，并進行分區分層的指標分解。其次是保護及改善城市水生態體系，緩解水資源緊缺的同時提升城市排水防澇能力。再次是以綠地公園調蓄系統建設為代表推進雨水資源化利用。

2.2 明確可持續的建設指標

為明確壽光市建設海綿城市的核心目標和建設方向，有效指引海綿城市建設的有序開展，規劃提出以水資源為導向的壽光市徑流控制指標體系（見表1）。

表1 壽光市海綿城市建設指標體系

徑流總量控制率是未來海綿城市建設成效的考核指標，作為本指標體系中的核心指標，用以加強源頭雨水的蓄積，同時削減徑流峰值和徑流污染。根據《指南》中全國徑流總量控制率分區控制圖[7]，結合壽光實際需求，確定壽光市徑流總量控制率75%，對應控制降雨20.7 mm。

在確定核心控制指標的基礎上，基于水資源稀缺的特征，本次規劃還選取了單位面積控制容積、雨水替代城市供水比例、污水再生利用率等針對性指標，強化雨水的源頭調蓄和利用、污水的再生利用，提升非常規水資源的利用程度，緩解城區缺水狀況。

2.3 分區分層落位徑流控制系統

徑流總量控制率是海綿城市建設的核心指標，但由于城區內各片區的本底條件（實際需求、建設難度等）均有較大差異，不適宜選用統一的徑流控制目標。因此，需要在空間層面對徑流控制指標進行分解，因地制宜地指導各片區的海綿建設。

通過分析城市用地的建設狀態、開發強度、排水分區、雨污合流制分布、內澇區分布等要素，進行多因素空間分析，劃定壽光市海綿功能區。具體為7類，分別是場地徑流與污染控制區、雨水資源化示范區、合流制溢流污染削減區、綜合海綿示范區、居住區海綿工程建設區、大型綠地雨水徑流污染控制區、中密度建筑徑流與污染控制示范區。以城市徑流控制率總體目標為基準，根據每個功能分區的差異，確定每個流域單元的徑流總量控制率（見圖1）。

圖1 壽光市海綿功能區劃分

為了進一步細化徑流總量控制率，加強與控規單元的銜接，協調下位實施，在每個海綿功能分區內，確定其下屬二級管控單元的徑流總量控制率指標，即以分區指標為基準，考慮規劃用地屬性和建設實施難度，確定每個管控單元的指標調整幅度，形成二級管控單元徑流控制目標體系[8]（見圖2）。控制單元內有相對獨立的排水系統和相對完整的街區，單個控制單元平均面積控制在2~6 km2。通過加權平均計算分區的年徑流控制率，核算各一級分區徑流控制率能否達標，進而判斷壽光市整體徑流控制率是否滿足海綿城市建設目標要求。

圖2 二級管控單元徑流控制目標分解

2.4 多項工程并舉，恢復水系生態功能

河流廊道自身具有提供水源、調節小氣候、維持生物多樣性、凈化水體等多重生態服務功能，也是海綿城市建設中需要重點保護和修復的海綿基底。基于壽光現狀水資源稀缺、水系受損和內澇風險升高的情況，本規劃以水生態修復為理念，在區域和中心城區兩個層面進行水網連通、水源涵養和水系修復。生態措施和工程措施并舉，逐步增加生態水量，恢復河道生態功能，提升河道防洪排澇能力。

在區域層面，加強區域水網建設，優化配置地表水資源，增加地表水供水量。首先，壽光市除引黃濟青渠道貫穿東西外，主要河流基本為南北平行分布，具有建設區域水系聯網工程的有利條件，通過水系的溝通連接，形成縱橫交接的藍道系統，建設北線-中線-南線三條骨干連接水系（見圖3）。其中，北線包括塌河、彌河、小清河連通工程；中線主要為引黃濟青工程；南線包括溎河、丹河、彌河、益壽新河連通工程。其次，在彌河干流適宜位置建設河道型地下水庫，充分利用地下儲水空間，實現地表水和地下水的聯合調度，增加供水量。根據水網構建的需求，調蓄外調水源，近期應加快雙王城水庫、清水湖水庫和龍澤水庫的配套建設，遠期規劃新建一座平原區水庫——新港水庫。再次，實施河渠梯級開發，選擇有利地形，在彌河下游增建一批攔河工程攔蓄地表徑流，提高河道的調蓄能力，利用地下水回灌工程增加地下水源地滲補水量，實施地表水、地下水聯合調度，改善流域生態功能，增加洪水資源化地下蓄存量。

圖3 區域藍道系統規劃圖

在中心城區層面，通過實施河道連通、拓寬疏浚、明渠恢復等工程，重塑城市水系，恢復城區河流水生態功能。北部東西向開挖聯通渠道，將益壽新河、東躍龍河等城區南北向河流連通，形成六河串聯的水系格局，提升中心城區水網的調蓄能力和排水能力。結合鐵路遺址公園雨水箱涵建設，合理開挖水系，構建連通彌河與張僧河西支的河渠通道。引彌河地表水至張僧河西支東部，形成局部的循環水系，構建圣城街以南地區的主要排水通道，在構筑生態水系的同時，也營造出良好的景觀效果（見圖4）。

圖4 中心城區河網水系規劃圖

結合河網水系布局，建設多座節制閘與橡膠壩，對內河的水系進行調蓄。在旱季時，引彌河河水至城區內河，利用節制閘和橡膠壩進行水位控制，回補中心城區地下水，緩解地下水超采造成的生態破壞。在雨季時，打開節制閘、放低橡膠壩，將河道的水位進行預降，騰空出容量滿足城區排澇需求。

對城區各河道采取生態岸線改造，采用自然型護坡和植物纖維網護坡，保障更好的雨洪控制利用和生態系統的良性循環。針對以倉圣公園為代表的黑臭水體開展生態修復工程，構建環湖濕地，通過控制多級水深、引入本地水生物種的方式提高湖泊水生態系統的健康性和穩定性，利用在濕地中生長的動物、植物、細菌形成食物鏈，吸附、截留、降解水體中的污染物質，恢復水體生態系統，維護生物多樣性，提高水體的自凈能力。

2.5 分類實施綠地雨水調蓄系統建設

壽光市現狀水資源極度稀缺，但目前非常規水資源利用仍處于較低水平。綠地系統作為城市建成區內優良的調蓄空間，集蓄積、凈化、回用、景觀等多重效果于一體，是缺水型城市雨水資源化利用的重要載體[9-10]。

在壽光市海綿城市建設中，中心城區綠地系統應著重發展“滲、滯、蓄、凈、用、排”六類低影響開發設施中的“蓄”“滲”和“用”類技術，提高雨水資源利用率，緩解水資源緊缺的現狀。規劃形成公園綠地調蓄為主，防護綠地調蓄為輔，生態綠地、附屬綠地調蓄相結合的綠地低影響開發系統，實現雨水在城市中的自然遷移、低碳循環（見圖5）。

圖5 公園綠地建設項目技術路徑圖

由于壽光降水的季節性、地下水常年超采和干旱的氣候特征，公園綠地內的池塘、湖面的水資源難以得到補充，且現狀通過自來水補充公園景觀用水的做法也不符合“優水優用”的原則[11]。因此，在利用公園進行雨水調蓄后，可通過補給景觀用水達到綠地雨水資源的有效回用。規劃公園綠地通過采用下凹式綠地、植被草溝、景觀水體、滲透性路面、雨水調蓄池等工藝，對雨水進行收集、凈化和蓄積[12]。

對于彌河濕地為代表的濱河綠地，重點發揮其生態涵養功能，規劃按多功能城市濕地的模式進行建設。通過合理的場地設計，將公園及周邊地塊產生的徑流匯入人工濕地內進行末端調蓄和凈化。同時，也將雨水作為人工濕地的生態補水，結合水生植物營造合適的景觀效果。

對于附屬綠地，在城市綠地建設中所占比重較大，分散范圍廣、建設空間較為靈活。因此，將附屬綠地作為壽光市海綿城市體系中的“面”狀元素，成為城市各地塊內控制雨水徑流的重要場地。

經計算，在公園綠地系統徑流總量控制率達到85%～90%，下沉式綠地率控制在20%～40%，下沉深度為0.1～0.3 m時，年調蓄總規模可達到15.56萬m3，占城區生態環境用水量的31.1%，將有效緩解城市水資源供給壓力。

3 結語

海綿城市概念自提出以來，逐漸演變成了一種城市發展方式[13]。海綿城市專項規劃作為伴隨著海綿城市建設概念應運而生的新型規劃，是系統性解決城市水問題的協調性規劃[14]，在編制過程中必須重視城市特征把握和因地制宜的策略措施，強化管理落實，重視強制指標的確定、與法定規劃的銜接和落實[15]，避免模式化，增強可操作性。目前不同類型城市海綿城市規劃與建設技術體系的研究與總結仍需完善[16]，以推動海綿城市理念得到更廣泛的推廣與應用。

對于北方缺水型城市如何建設海綿城市，本項目進行了一次有益的探索。結合壽光市的水文氣象條件和實際需求，以缺水背景下的徑流控制為核心目標，確定了海綿城市建設指標體系，制定了海綿城市建設策略，提出了海綿城市建設管控要求，可為以山東半島為代表的北方半干旱氣候地區的海綿城市規劃建設過程提供借鑒和參考。