基于雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析的海綿城市規(guī)劃指標(biāo)分解方法研究

呂永鵬，謝 勝，楊萬(wàn)眾

[1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092；2.上海城市排水系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，上海市 200092；3.滄州市自然資源和規(guī)劃局，河北 滄州 061014]

0 引言

2016 年3 月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于印發(fā)海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃編制暫行規(guī)定的通知》（建規(guī)﹝2016﹞50 號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)定》），要求各地“結(jié)合實(shí)際，抓緊編制海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃”（以下簡(jiǎn)稱海綿規(guī)劃）。海綿規(guī)劃涉及城市水方面較多，但其中的水環(huán)境綜合整治、排水防澇、水資源利用等方面及自然生態(tài)空間格局劃分等內(nèi)容均在城市相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃中已開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)[1]，而“明確雨水年徑流總量控制率等目標(biāo)并進(jìn)行分解”的要求為首次提出，且在城市規(guī)劃建設(shè)中統(tǒng)籌考慮“年徑流總量控制率”等指標(biāo)，是落實(shí)海綿城市理念的重要途徑[2-3]，因此，合理分解年徑流總量控制率指標(biāo)，保障海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)和項(xiàng)目管控目標(biāo)的可達(dá)性，是海綿規(guī)劃的工作重點(diǎn)和工作難點(diǎn)之一。

本研究以滄州為例，基于區(qū)域海綿城市建設(shè)總體目標(biāo)和建設(shè)項(xiàng)目控制指標(biāo)的“雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”，探索了海綿規(guī)劃中年徑流總量控制率的指標(biāo)分解方法，可供全國(guó)其他城市海綿規(guī)劃編制中指標(biāo)分解提供參考和借鑒。

1 “雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”的指標(biāo)分解思路

1.1 海綿規(guī)劃指標(biāo)分解的常見(jiàn)問(wèn)題

由于暫未有相關(guān)導(dǎo)則對(duì)年徑流總量控制率指標(biāo)分解進(jìn)行規(guī)范指導(dǎo)，經(jīng)梳理，目前已編海綿規(guī)劃中指標(biāo)分解存在如下幾種常見(jiàn)問(wèn)題：

（1）指標(biāo)分解的層級(jí)深度不夠，可用性不強(qiáng)。

根據(jù)《規(guī)定》的要求，海綿規(guī)劃指標(biāo)分解需要“分解到排水分區(qū)或控規(guī)單元”，且存在相關(guān)研究和實(shí)踐僅將指標(biāo)分解至控規(guī)單元[4]。而實(shí)際上年徑流總量控制率指標(biāo)有效應(yīng)用是基于法定程序管控地塊開(kāi)發(fā)，“由點(diǎn)及面”實(shí)現(xiàn)區(qū)域的海綿城市建設(shè)效果。因此，指標(biāo)分解時(shí)應(yīng)在滿足《規(guī)定》要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化指標(biāo)分解至地塊，提高海綿規(guī)劃分解指標(biāo)的可用性。

（2）由上至下分解指標(biāo)，而忽視項(xiàng)目管控指標(biāo)的可達(dá)性。

部分城市海綿規(guī)劃中，僅基于海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（年徑流總量控制率）達(dá)標(biāo)的角度，由上至下分解年徑流總量控制率指標(biāo)，卻忽視了項(xiàng)目管控指標(biāo)的合理性論證，即未論證海綿項(xiàng)目建設(shè)指引指標(biāo)是否可有效支撐項(xiàng)目管控指標(biāo)的可達(dá)性，從而導(dǎo)致項(xiàng)目管控指標(biāo)的可達(dá)性較差，進(jìn)而影響海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)的可信度。

（3）未考慮新建和改造項(xiàng)目管控指標(biāo)的性質(zhì)差異。

部分指標(biāo)分解案例中不論新建或改建項(xiàng)目，將項(xiàng)目管控指標(biāo)（年徑流總量控制率）作為強(qiáng)制性指標(biāo)，而未考慮在海綿城市規(guī)劃建設(shè)中改建項(xiàng)目的指標(biāo)性質(zhì)與新建項(xiàng)目不同。針對(duì)新建項(xiàng)目，可通過(guò)將年徑流總量控制率融入法定規(guī)劃并融入“兩證一書”的法定程序中，“有法可依”地強(qiáng)制執(zhí)行項(xiàng)目管控指標(biāo)；而改造項(xiàng)目通常不需要建設(shè)工程規(guī)劃許可證等流程，則無(wú)強(qiáng)制執(zhí)行依據(jù)[5-6]。因此，不同于新建項(xiàng)目管控指標(biāo)的強(qiáng)制性，改建項(xiàng)目管控指標(biāo)通常僅作技術(shù)指引之用。

1.2 基于“雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”的指標(biāo)分解思路

“雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”的指標(biāo)分解方法，是在梳理分析用地特征的基礎(chǔ)上，將海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（詳見(jiàn)表1 的指標(biāo)①）分解為各類用地類型和各類用地特征的項(xiàng)目管控指標(biāo)（詳見(jiàn)表1 的指標(biāo)②）；通過(guò)數(shù)學(xué)模型模擬，構(gòu)建適宜的項(xiàng)目引導(dǎo)性指標(biāo)（詳見(jiàn)表1 的指標(biāo)③），確保項(xiàng)目管控指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

表1 海綿城市低影響開(kāi)發(fā)指標(biāo)體系

經(jīng)多輪試算，最終實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)和項(xiàng)目管控指標(biāo)兩者同時(shí)達(dá)標(biāo)的目的。具體指標(biāo)分解的步驟和要求如文所示。

（1）合理確定區(qū)域總體目標(biāo)?？紤]國(guó)家要求、區(qū)域建設(shè)特征、水文條件、水問(wèn)題等因素，合理確定海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（指標(biāo)①）。

（2）梳理用地建設(shè)特征體系。針對(duì)城市遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)用地區(qū)域，考慮新城區(qū)和老城區(qū)的區(qū)域特征、不同用地類型，以及新建和改建項(xiàng)目的建設(shè)特征，梳理城市規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)建設(shè)用地特征體系。

（3）初步構(gòu)建海綿指標(biāo)體系。在梳理用地建設(shè)特征體系的基礎(chǔ)上，初步構(gòu)建年徑流總量控制率指標(biāo)體系，將海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（指標(biāo)①）分解為各類用地類型和各類用地特征的項(xiàng)目管控指標(biāo)（指標(biāo)②），確保區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)目加權(quán)計(jì)算后能滿足海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（指標(biāo)①）的要求。

（4）海綿項(xiàng)目指引指標(biāo)試算。通過(guò)調(diào)研各類用地的典型項(xiàng)目用地指標(biāo)，如建筑密度、綠地率等，構(gòu)建各類用地類型項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)項(xiàng)目指引指標(biāo)體系，包括下凹式綠地面積比、透水鋪裝面積比、單位面積調(diào)蓄容積等；并采用數(shù)學(xué)模型模擬評(píng)估其典型項(xiàng)目的年徑流總量控制率水平，確保在落實(shí)項(xiàng)目指引指標(biāo)（指標(biāo)③）的基礎(chǔ)上，各類建設(shè)項(xiàng)目能達(dá)到項(xiàng)目管控指標(biāo)（指標(biāo)②）的要求。

（5）確定海綿指標(biāo)分解體系。經(jīng)過(guò)步驟（4）數(shù)學(xué)模型評(píng)估后，若存在部分用地類型項(xiàng)目難以達(dá)到初步構(gòu)建的項(xiàng)目管控指標(biāo)（指標(biāo)②）要求，則在調(diào)整步驟（3）中的年徑流總量控制率指標(biāo)體系后，再次優(yōu)化項(xiàng)目指引指標(biāo)體系，確保建設(shè)項(xiàng)目管控指標(biāo)（指標(biāo)②）的可達(dá)性。經(jīng)過(guò)步驟（3）和步驟（4）多輪試算，結(jié)合技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)適宜性分析，合理確定符合國(guó)家要求和區(qū)域特征的年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系。

圖1 為基于“雙向達(dá)標(biāo)”的指標(biāo)分解技術(shù)路線圖。

圖1 基于“雙向達(dá)標(biāo)”的指標(biāo)分解技術(shù)路線圖

2 實(shí)施案例

2.1 區(qū)域概況

滄州市是京津冀區(qū)域重要節(jié)點(diǎn)城市，中心城區(qū)規(guī)劃范圍170 km2（見(jiàn)圖2），年均降水量543 mm。作為北方典型平原城市，滄州市亦面臨著“水多”、“水少”和“水臟”等城市水系統(tǒng)問(wèn)題。

圖2 滄州市中心城區(qū)規(guī)劃用地范圍

2.2 合理確定區(qū)域總體目標(biāo)

2.2.1 滄州市年徑流控制率與設(shè)計(jì)降雨量關(guān)系

通過(guò)統(tǒng)計(jì)滄州市氣象局30 a 日降雨量，計(jì)算出滄州市年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量之間的關(guān)系，其中年徑流總量控制率75%對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為23.8 mm，具體見(jiàn)圖3、表2。

圖3 滄州市年徑流控制率與設(shè)計(jì)降雨量關(guān)系圖

表2 滄州市年徑流控制率與設(shè)計(jì)降雨量關(guān)系表

2.2.2 國(guó)家相關(guān)要求

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（試行）對(duì)我國(guó)不同地區(qū)提出的年降雨總量控制率的要求，滄州市屬Ⅲ區(qū)，其年徑流總量控制率要求為75%～85%。

2.2.3 城市開(kāi)發(fā)前水文特征

選取6 片總面積為2.25 km2的典型未開(kāi)發(fā)用地，其下墊面情況見(jiàn)表3。采用SWMM 模型模擬評(píng)估近30 a 逐日降雨量條件下上述6 片典型區(qū)域的年徑流總量控制率水平，并將其均值作為滄州市城市開(kāi)發(fā)前水文本底值。模擬結(jié)果表明，滄州市城市開(kāi)發(fā)前的本底年徑流總量控制率約為77.3%（見(jiàn)表4）。

表3 典型未開(kāi)發(fā)用地下墊面情況 單位：%

表4 城市開(kāi)發(fā)前滄州市水文狀況模擬結(jié)果

2.2.4 小結(jié)

綜合考慮滄州市降雨特征、國(guó)家相關(guān)要求和區(qū)域開(kāi)發(fā)前水文特征研究，確定滄州市海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)（年徑流總量控制率）為75%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為23.8 mm，對(duì)應(yīng)年降雨頻次控制率為82.8%。

2.3 梳理用地建設(shè)特征體系

按照用地類型和建設(shè)狀態(tài)（已建成或未建設(shè)），梳理滄州市規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)建設(shè)用地特征體系。考慮到滄州市老城區(qū)（北至永濟(jì)路、西至浮陽(yáng)大道、南至黃河路、東至千童大道，總面積約為11.04 km2）建成年限較久，其建設(shè)項(xiàng)目的綠地率等用地指標(biāo)與其他區(qū)域存在明顯差異，因此將其與其他區(qū)域的用地建設(shè)特征分類梳理，具體滄州市規(guī)劃建設(shè)范圍用地特征統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表5。

表5 滄州市遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)用地特征統(tǒng)計(jì)表 單位：hm2

2.4 初步構(gòu)建海綿指標(biāo)體系

在梳理滄州市規(guī)劃建設(shè)范圍用地建設(shè)特征體系的基礎(chǔ)上，初步構(gòu)建滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系，確保區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)目加權(quán)計(jì)算后能滿足滄州市海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)的要求。具體分解體系見(jiàn)表6。

表6 滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系 單位：%

2.5 海綿項(xiàng)目指引指標(biāo)試算

2.5.1 梳理不同類型項(xiàng)目的用地指標(biāo)

梳理當(dāng)?shù)亟谛陆?xiàng)目用地指標(biāo)，并選取典型已建項(xiàng)目通過(guò)航拍圖解譯，整理不同建設(shè)特征和不同類型建設(shè)項(xiàng)目的用地指標(biāo)情況，包括建設(shè)密度和綠地率，并針對(duì)典型已建項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)狀年徑流總量控制率評(píng)估，具體見(jiàn)表7、表8。

表7 滄州市新建項(xiàng)目的用地指標(biāo)限值 單位：%

表8 滄州市典型已建項(xiàng)目下墊面解譯表 單位：%

2.5.2 構(gòu)建建設(shè)指引指標(biāo)體系

在梳理不同類型項(xiàng)目用地指標(biāo)（建筑密度、綠地率等）的基礎(chǔ)上，構(gòu)建各類項(xiàng)目海綿城市建設(shè)指引指標(biāo)體系，包括下凹式綠地面積比、透水鋪裝率面積比、單位面積調(diào)蓄容積等；同時(shí)，假設(shè)各類項(xiàng)目上述海綿設(shè)施布置合理（發(fā)揮100%的功能），采用SWMM 模型模擬評(píng)估其年徑流總量控制率水平，并優(yōu)化海綿城市建設(shè)指引指標(biāo)體系，確保各類項(xiàng)目能達(dá)到滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系要求。

2.6 確定海綿指標(biāo)分解體系

經(jīng)過(guò)多輪試算，結(jié)合技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)適宜性分析，最終確定符合國(guó)家要求和區(qū)域特征的滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系（見(jiàn)表9），經(jīng)加權(quán)平均計(jì)算，滄州市中心城區(qū)的年徑流總量控制率為75.2%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為24 mm，可保障滄州市海綿城市建設(shè)目標(biāo)的可達(dá)性；此外，構(gòu)建滄州市各類項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)項(xiàng)目指引指標(biāo)體系（見(jiàn)表9），可有效指引項(xiàng)目實(shí)施，確保海綿城市建設(shè)項(xiàng)目管控指標(biāo)的可達(dá)性，從而實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)和項(xiàng)目管控指標(biāo)的“雙目標(biāo)可達(dá)”。

表9 滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系和海綿城市建設(shè)項(xiàng)目指引指標(biāo)體系

最終，將各建設(shè)項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)指標(biāo)落入控規(guī)單元內(nèi)，出具海綿城市管控分區(qū)指標(biāo)分解圖（見(jiàn)圖4）。

圖4 滄州市海綿城市管控分區(qū)指標(biāo)分解圖

3 結(jié)論與建議

（1）在梳理現(xiàn)狀海綿規(guī)劃中指標(biāo)分解常見(jiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于“雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”的海綿城市規(guī)劃年徑流總量控制率指標(biāo)分解方法，具體步驟為合理確定區(qū)域總體目標(biāo)、梳理用地建設(shè)特征體系、初步構(gòu)建海綿指標(biāo)體系、海綿項(xiàng)目指引指標(biāo)試算、確定海綿指標(biāo)分解體系。

（2）以河北滄州開(kāi)展案例研究，構(gòu)建滄州市各類項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)項(xiàng)目指引指標(biāo)體系，并采用SWMM 模型多輪試算，確保建設(shè)項(xiàng)目的項(xiàng)目管控指標(biāo)的可達(dá)性。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了符合國(guó)家要求和區(qū)域特征的滄州市年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系，從而實(shí)現(xiàn)滄州市海綿城市建設(shè)區(qū)域總體目標(biāo)和項(xiàng)目管控指標(biāo)的“雙目標(biāo)可達(dá)”，可為全國(guó)其他城市海綿規(guī)劃編制中指標(biāo)分解提供參考和借鑒。

（3）在進(jìn)行“雙目標(biāo)達(dá)標(biāo)分析”指標(biāo)分解過(guò)程中，需通過(guò)詳盡的資料調(diào)研、選取適宜典型已建項(xiàng)目來(lái)收集區(qū)域建設(shè)項(xiàng)目用地指標(biāo)等信息，以確保SWMM模擬評(píng)估結(jié)果以及構(gòu)建的年徑流總量控制率指標(biāo)分解體系和建設(shè)項(xiàng)目指引指標(biāo)體系符合區(qū)域?qū)嶋H情況。