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【摘要】本文以重庆主城区为例,探索了山地海绵城市专项规划编制的理念、策略和主要内容,按照因地制宜、流域管理、立体海绵、功能融合的理念开展山地海绵城市规划编制,综合论证了年径流总量控制率不低于70%,将指标分解到80个流域和705个排水分区,以流域为单元开展立体海绵城市系统规划。
【关键词】山地城市;因地制宜;流域管理;立体海绵
0引言
在我国,山地、丘陵和比较崎岖的高原约占全国总面积的2/3,山地城市300多个,约占全国设市城市的一半。山地城市在地形地貌、水文地质、降雨产流等方面都有别于平原城市。基于山地城市的自然特征开展海绵城市规划对于落实因地制宜核心原则,指导山地海绵城市建设,丰富海绵城市内涵具有重要的意义。本文以重庆主城区为例,探索了山地城市海绵城市专项规划编制的理念、策略和主要内容。
1山地海绵城市规划编制理念
山地海绵城市规划应按照因地制宜、流域管理、立体海绵、功能融合的理念开展规划编制。(1)山地城市应因地制宜确定海绵城市建设指标及措施。在规划编制中应根据山地城市的地形地貌、水文地质、降雨产流等自然特征、水系环境容量、面临的主要问题、建设投资水平及政策要求进行综合分析,确定年径流总量控制率核心指标,不宜简单地按分区采用《海绵城市建设技术指南》中年径流总量控制率指标取值范围。对于“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针宜结合本地特征确定优先次序。(2)采用流域管理,实现流域指标刚性管控,地块指标灵活调配。山地城市流域界限清晰,地形呈现山体-坡地-坪坝-河谷逐步趋缓的特征,流域内山、水、绿等海绵体分布不均,雨水难以就地消纳利用。因此需要统筹协调流域内海绵体的雨水消纳能力,以流域和排水分区为管理单位,对年径流总量控制率进行综合管理。将流域和排水分区的年径流总量控制率作为刚性指标,对地块年径流总量控制率给定取值范围,充分利用天然海绵体布置流域性海绵设施,兼具兜底作用。如此,在未来长期的海绵城市建设过程中,可适应各种复杂多变的城市建设影响因素,让海绵城市规划兼具刚性和弹性。(3)山地城市应充分利用地形高差构建立体海绵城市系统。山地城市地形起伏大,沿山顶、坡地、坪坝、河谷可以依次采用“高蓄坡滞低缓排”措施;陡坎、建筑屋顶、建构筑物立面等可采用“立体绿化”;水系可采用梯级滞蓄建设“活水系统”。在径流由高到低的途中通过各类海绵措施逐步消纳雨水,形成山、水、城相互融合的立体海绵系统。(4)山地城市应充分利用众多的溪沟支流建设海绵城市,实现滨水空间多功能融合。溪沟支流、道路生物滞留带等径流通廊不仅是海绵设施的空间载体,还应兼具生态景观、休闲游憩等功能,实现水、景、城相互融合。
2山地海绵城市规划策略
按照山地海绵城市规划理念结合重庆主城区实际情况提出五个规划策略:净化优先保安全、高蓄坡滞低缓排、渗透回用促循环、山水绿文城相映、立体海绵惠渝州。(1)净化优先保安全:规划优先采用净化措施削减初期雨水产生的面源污染,改善水环境质量,确保三峡库区水质安全。完善雨污水管网建设,布置初期雨水收集池,确保年径流总量控制率满足污染物削减要求。采用TMDL最大日污染负荷法计算面源污染削减率,并核算年径流总量控制率。(2)高蓄坡滞低缓排:充分利用山地地形,在高地布置山顶坑塘蓄积雨水,在坡地布置陂塘湿地,沿坡度较大的道路布置生物滞留带滞留雨水,在低洼处布置雨水塘,在二三级支流适宜河段布置生态景观坝分级调蓄雨水,在河流两岸布置植被缓冲带滞留净化雨水,沿地势平缓且条件适宜的河岸布置湿地净化雨水。(3)渗透回用促循环:主城区土层浅薄、不易持水,适当采用透水铺装,用地分类确定透水铺装率,提升城市下垫面渗透能力,鼓励进行雨水回用,促进水在城市内的自然及人工循环过程。(4)山水林田城相映:海绵设施应功能与景观并重,与周边环境相协调,与城市空间相互融合。利用溪沟支流的地形落差,构建“梯级滞蓄、溪水常流、自然补给”的活水系统。利用生物滞留带联通山、水、绿及海绵设施,形成树枝状海绵生态景观系统,如图2所示。(5)立体海绵惠渝州:利用山地地形,沿不同高程分别布置各种功能的海绵设施;利用溪沟支流构建梯级滞蓄的活水系统;利用建构筑物的顶面、立面构建立体绿化;形成具有重庆山地特色的立体海绵系统,提升城市生态环境品质。
3规划案例分析
3.1年径流总量控制率取值
3.1.1现状径流特征
根据《重庆市水资源综合规划水资源调查评价报告》,中洞水文站的多年平均年径流量系数为0.52,中洞水文站位于后河流域上游,流域范围内以农林用地为主,无城市建设,可以作为开发前用地的典型代表。主城区由于地形坡度大、坡地面积大、土壤厚度薄、保水能力弱等因素,自然地貌的径流系数较高,通常在0.4~0.55之间。无论是未开发的典型流域还是主城区全域产水系数,均远高于《海绵城市建设技术指南》中自然地貌按照绿考虑时的年径流系数0.15~0.2。
3.1.2环境容量
长江、嘉陵江是主城区最主要的污染物受纳水体。为满足水体功能要求,需确保污染负荷低于水环境容量,以COD为指标进行水环境容量分析。为确保两江达到水体功能区划水质目标,在点源污染控制达标的基础上,面源污染削减率应不低于47%。经计算,为确保两江水质达标,年径流总量控制率应不低于67%。3.1.3投资分析主城区年径流总量控制率分别按70%、75%进行投资估算。将年径流总量控制率从70%提高到75%,设计降雨量从18.9mm提高到21.9mm增加16%,单位投资增加1600万元/km2,增加27%的投资费用,边际效益大幅降低。参照《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)“将70%的降雨就地消纳和利用”的海绵城市工作目标要求,综合考虑自然特征、环境容量和建设投资将主城年径流总量控制率确定为不低于70%,径流污染物削减率不低于50%。根据主城区自然特征、环境条件和年径流总量控制率论证分析,提出主城区综合采用“净、蓄、滞、渗、用、排”等措施,将70%的降雨就地消纳和利用,建设“具有山地特色的立体海绵城市”的规划目标。
3.2基于流域管理的年径流总量控制率指标分解
3.2.1流域指标分解
在自然汇水流域分区的基础上,结合城市用地、道路规划布局,雨水管渠布置,同时充分考虑城市规划管理要求,将主城区划分为80个流域。综合考虑各流域的水体水质、建成区比例、合流制管网比例、内涝比例等因素,将年径流总量控制率分解至各流域,指标介于53%~82%之间,如表2所示。
3.2.2排水分区指标分解
按照雨水就地消纳、海绵体均匀分布、分区面积适宜、建设地块完整的原则将流域进一步划分为排水分区,作为雨水管理单元。80个流域共划分为705个排水分区,以后河流域为例进行指标流域管理。后河流域为规划新区,有少量建成小区,年径流总量控制率为79%,划分为3个排水分区。首先,按排水分区分类统计各类现状及规划用地。其次,按《重庆市海绵城市规划与设计导则》对各类用地进行指标赋值,见表3。再次,布置公共海绵设施(见图3),划定其汇水区,初定设施容积。最后,校核地块源头及公共海绵设施的总控制容积是否满足流域控制要求,并优化调整地块及公共海绵设施容积。优化调整地块及公共海绵设施后,规划总控制容积略大于控制目标。在规划实施过程中可能因各种原因导致地块指标须进行调整,由于预留了部分的公共海绵设施,具有一定的弹性,依然可以确保排水分区的年径流总量控制率指标刚性落实。
3.3立体海绵城市系统构建
以问题和目标为导向,以流域为单元开展立体海绵城市系统规划,包括布局初期雨水设施;利用地形高差布置调蓄、滞留、净化设施;规划径流通道串联各类海绵设施。以张家溪流域为例构建立体海绵城市系统。在建成区为了控制雨水径流污染,平均按500~1000m雨水管布置1座初期雨水设施截流初期雨水。尽量布置在绿地、道路下共布置6处初期雨水设施,如图4所示。在会展公园山顶布置2座山顶塘蓄积雨水,在山腰凹地布置1座雨水花园,在山脚布置1座雨水塘,沿山坡布置生物滞留带作为雨水径流通道串联各海绵设施,自上而下形成“高蓄坡滞低缓排”的立体海绵系统,如图5所示。公园内高处海绵设施蓄积的雨水可用于低处会展中心浇洒、绿化,形成高蓄低用自流回用水系统。为了控制雨水径流总量、缓解局部积水,在地势较低的绿地内布置4处下凹绿地,3个雨水塘。利用张家溪沿线高差,由上到下布置重光水库、黄桷水库和龙井湾水库,梯级滞蓄确保张家溪常年活水流淌。
4结语
本文结合重庆主城区海绵城市专项规划提出山地海绵城市规划编制应秉承因地制宜、流域管理、立体海绵、功能融合的理念,采用“净、蓄、滞、渗、用、排”等措施,结合地形,构建立体海绵城市。随着海绵城市建设的推进,后续将深入总结山地海绵城市独具特色的规划措施和经验策略。
参考文献
[1]车伍,马震,王思思,等.中国城市规划体系中的雨洪控制利用专项规划[J].中国给水排水,2013,29(2):8-12.
[2]车伍,张鵾,赵杨.我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析[J].建设科技,2015(1):22-25.
作者:吴君炜 单位:重庆市规划设计研究院