武夷新区规划建设和开发中海绵型城市理论和实践探索

陈钢兵

摘要：指出了随着山地城市近些年的大规模开发建设，森林破坏，生态的脆弱，山洪瀑发的频度和强度有逐年增强的趋势，同时城市生态环境及城市的防洪安全都面临严竣的考验。融合国内外最新的生态还原、低碳城市、自然调节等改善城市环境理念，提出了新型绿色手段，营建绿地、水体，构建海绵型城市，探索了山地城市构建海绵城市的技术和措施。

关键词：海绵城市；混交林；雨水花园；湿地防洪 LID（低影响开发）景观设计

中图分类号： TU986

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06007803

1 引言

近年来，我国南北重要的几个城市，如北京、上海、广州、南宁、厦门等多个城市，频繁出现雨涝灾害；重庆、武汉、福州等城市炎热干旱，很多城市出现热岛效益等问题，气候的变幻无常经常对城镇居民的生活造成了严重的影响，对城市的安全也造成重大的考验。以闽北南平市为例，近些年来多次深受洪灾其害。1998年和2010年的两次大洪灾给闽北的经济和人民生命财产安全造成了巨大的损失。尤其是2010年6.18洪灾洪峰水位远超1998年，武警和解放军官兵迅速转移了近60万灾民，这一场景还历历在目。

此前，国务院刚批复了福建省南平市武夷新区的总体规划，闽北掀起了一次大规模的规划、设计和建设的高潮。建设“世界遗产地、绿色生态城”是武夷新区的发展定位。如何作好高起点，高标准，低影响的开发，武夷新区面临开发和生态保护的双重压力，尤其是水土安全。本文总结和分析国内外一些先进排水防洪规划理念和设计技术，从生态、景观、防洪等方面，用“海绵城市”理念探索和研究我国山地城市排深防涝“海绵型城市”的新技术和新举措。

2 “海绵城市”的概念

海绵城市的概念来源于20世纪90年代，对城市的排水防涝采用低影响开发。根据住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南》中的解释：“海绵城市”是指城市像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容，是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现，也是城市建设的重大任务。让人造城市，转变为能够吸纳雨水、过滤空气、污染物质的超级大海绵，达到降温、防洪、抗旱、捕碳等效益，根本上解决城市阻绝水与生态的问题，迈向真正的生态与低碳城市。

海绵城市建设应遵循生态优先等原则，自然与人工手段相结合，确保城市排水防涝安全，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。

德国、美国、澳大利亚和日本等西方发达国家经过多年的探索和实践已取得了较为丰富的实践经验。近年来，我国的雨水资源化利用与管理逐渐起步，深圳、福建等地也开始规划推动海绵城市建设工作。

3 相关政策支持

根据习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神和近期中央经济工作会要求，财政部、住房城乡建设部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。

福建以省域专项行动和技术指南引导海绵城市建设，为减缓因城市不透水地表增加引发的城市内涝等系列生态问题，福建省政府开展了提高城市透水率专项行动。福建省住房和城乡建设厅近日组织编制了试行的技术指南，主要围绕推广和提高透水材料在城市规划、设计和建设中的应用。

3.1 明确海绵城市建设的具体途径

指南明确了提高城市透水率的途径包括加强城市绿化、推广透水性铺装和强化雨水生态管理。加强城市绿化的主要方式包括通过因地制宜多建设城市湿地公园、郊野公园、小绿地、小公园等构建完整的城市绿色透水网络；通过采用雨水花园、植草沟等下凹式绿地建设形式，提倡屋顶绿化，提高绿地的雨水滞留和渗透能力；提倡建设城市片林，绿地内宜多种植乔木、灌木等涵养水分能力强的植被。推广透水性铺装材料是将目前采用的不透水硬化法改为透水硬化法，使建筑室外地面、道路、广场和停车场等成为可透水地表，以便雨水入渗回补地下水。强化雨水生态管理主要是利用植物、砾石、沙土等自然要素，通过建造生物滞留池、渗井、渗透沟、砂滤池和采用透水路面、过滤带、植草沟、屋顶绿化等措施，对不透水地表产生的降雨径流进行蓄留、过滤、传输、渗透等，实现对地表径流污染物的处理和地下水的补给，缓解因不透水地表面积增加引发的一系列城市和生态问题。

3.2 明确规划设计目标和任务

指南提出，规划设计优化要以建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”为目标，将透水型城市发展理念融入规划全过程，将低影响开发、精明增长、生态网络、生态补偿等理论内化到城市规划的各个层面，在城市化快速发展的同时，有效地控制城市不透水地表面积，提高城市透水率。

3.3 明确工程设施推广的着力点

在工程设施推广方面，指南要求，通过各类提高城市透水率工程措施的应用，达到减少暴雨径流量、延缓地表径流洪峰生成时间、减少面源污染以及涵养地下水的目的；通过绿地透水优化措施、城市硬化区域透水优化措施以及入渗、存储设施等，以入渗、过滤、蒸发和蓄流等方式，使地块开发后透水率尽量接近或优于之前的状态。此外，还要充分考虑城市空间布局，综合利用绿地、水体等自然条件，优化园林景观设计，增加园林景观的雨水生态管理功能。

4 国内外相关理念实践情况

国外有诸多实践实例。如：美国注重径流控制在源头，强调收集雨水、储存并净化之，采用可提高天然渗透能力的措施，与绿地、水体植被等自然景观生态设计相融合。德国通过逐步建立和完善相关雨水利用的政策和技术研究而逐渐成熟。法规明令禁止除特定情况外降水直接排入公共管网，确保城市开发“排放量零增长”。逐步通过城市水量和透水量的核定、改造不透水路面、绿色屋顶、雨水花园、雨水调蓄池和湿地调蓄等方法，以及对饮用水保护区、城市排水费率、雨水调蓄与利用建造标准等进行立法工作，减少雨水对城市的不良影响。澳大利亚则采用改进的水敏性城市设计（WSUD），强调城市规划设计，合理利用暴雨径流及天然河道这一天然资源，通过整体分析的水量的调蓄、渗透、蒸发等措施来减少对自然水循环的负面影响和保护水生生态系统的健康，而不是考虑以最快的速度将雨水排出。日本的雨水利用则主要采用例如降低场地（操场、绿地、公园、花坛、楼间空地）的地面高程；硬化场地铺设透水路面或碎石路面，建设渗水井，加速雨水渗流；修建大型地下水库，利用高层建筑的地下室作为水库调蓄雨洪；在特大城市建设地下河将低洼地区雨水导入地下河；在城市上游侧修建分洪水路、旁通水道分流疏导雨水。其中，最具特色的技术手段是建设雨水调节池，同时发展了设计标准高、规模大、效益投资高多功能调蓄设施。在非雨季或没有大暴雨时，多功能调蓄设施还可以全部或部分地发挥城市景观、公园、绿地、停车场、运动场、市民休闲集会和娱乐场所等多种功能。作到城市各功能的有机结合，值得借鉴。

我国对“海绵城市”的研究和实践刚刚起步，主要是作宏观尺度的雨洪管理规划和小尺度应用，以工程设施的探讨为主，缺乏整体的雨洪管理、水质保护和景观综合效应的研究与应用，对雨水的概念大多仅限于储存、利用、导排等方面，尚未形成完整“海绵型城市”体系。但部分城市和学者也开展了相关尝试，如深圳早在2004年就引入低冲击开发理念，积极探索在城市发展转型和南方独特气候条件下的规划建设新模式。十年来，通过创建低冲击开发示范区、出台相关标准规范和政策法规，以及加强低冲击开发基础研究和国际交流，低冲击开发模式在深圳市已初见成效。还有北京首钢工业改造区进行的雨水利用综合规划、哈尔滨群力雨洪公园、厦门五缘湾湿地公园，厦门五缘湾环湾景观带综合整治工程、福建南平武夷新区水之门、廊、厅景观水系工程、崇阳溪滨江两岸景观等，都是海绵城市新理论、新技术、人工和自然措施相结合的综合尝试。

5 武夷新区“海绵城市”主要理念和技术措施

5.1 森林生态修复

森林生态的修复是一个综合性的手段，涉及到政策面、经济层面、就业面、生态层面等诸多方面。需要相关政策对林权的保护和划分，闽北多为经济林和次生林。原生态的林也有逐年减少的趋势，在相关政策支持下，退耕还林等多条经济杠杆正有效地鼓励当地林农还林于山，同时出台了相关的补贴政策。

森林生态研究报告显示，单一林相对水土的保持不利。自然生态的混交林，尤其是根系庞大的阔叶林和灌木林对林地的海绵作用明显。森林生态的修复就是从林相改造和自然生态修复为主的，恢复植物多样性和生物多样性还山于自然。闽北山地城市不缺水，也因为如此，山林的单一性，山林的无规划的任意开垦，每每雨季来临，山洪瀑发，河流猛涨，从而影响了城市的安全，由此山地城市的海绵体不仅只是规划建城区的事，应该是整个汇流域层面的事，森林生态层面的修复尤其重要。

5.2 城市生态的修复

随着城市的开发，城市的不断扩大，建城区的面积也随着不断增加，道路、建筑、广场、硬地也随着不断硬化着大地，对城市生态的修复首先得从规划层面入手。留足大地的呼吸孔，从工程设计的角度多采用新理念、新技术，新措施。

5.2.1 原有生态系统的保护

保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区，留有足够涵养水源，是最有效应对较大强度降雨的自然生态措施；最大限度地保护林地、草地、湖泊、湿地，维持城市开发前的自然水文特征，这是海绵城市建设的基本要求。

5.2.2 自然生态恢复和修复

对城市开发建设中已经受到破坏的水体和其他自然环境，最大限度地运用生态的手段进行恢复和修复，并维持一定比例的生态空间，促进城市生态多样性提升，治理水污染推行低影响开发合理控制开发强度，减少对城市原有水生态环境的破坏，保留足够生态用地，增加水域面积，促进雨水积存净化通过减少径流量，减少暴雨对城市影响。

5.2.3 低影响开发雨水构建

城市的开发建设应秉持对生态环境影响最低理念，合理控制开发强度，留足生态用地，提高城市透水面积比例，最大限度地减少对城市原有水生态环境的破坏，同时可适当开挖河湖沟渠、增加低洼地、增加水域面积，促进雨水的积存、渗透和净化。低影响开发（Low Impact Development，LID）和雨水构建的核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等，做到对水体人工破坏的最小化。

5.3 海绵城市建设的具体的措施探索

（1）改建、扩建或新建城市水系，增加雨水储蓄容量。改扩建和新建城市水系的过程中，可采取如加深蓄水池深度、开挖新的河道、增加自然水体面积，降低水温来增加蓄水量并合理控制蒸发量，充分发挥自然水体的调节作用等系列手段，增加一定的雨水储蓄能力。目标：蓄水量增加率≥20%，蒸发量变化≤10%。

（2）改造城市道路、广场等硬化场地，增设必要的调蓄水池。通过建设雨水调蓄系统、地下水的调蓄池或者下沉式雨水调蓄广场等设施，最大程度地把雨水保留下来。力争保证道路广场的透水地面比例≥70%，下凹式绿地比例≥25%，综合径流系数≤0.5。

（3）透过透水路面收集和下渗雨水。在居住区、工商业区LID设计中，改变传统的集中绿地建设模式，将小规模的下凹式绿地渗透到每个街区中，在不减少建筑面积的前提下增加绿地比例，可实现透水性地面≥75%，绿地率≥30%（其中下凹式绿地≥70%），径流系数≤0.45。

（4）居住区、工商业区LID设计。雨水构建与景观绿地和城市绿地空间的设计和建设有机综合紧密结合，有效利用居住区和工商业区引入生态和景观元素的设计，通过绿地空间有效控制雨水的合理分配，通过实现人均绿地面积≥20m2、绿地率≥40%、绿化覆盖率≥50%、透水性地面≥75%（其中下凹式绿地≥70%）的目标，有效控制径流系数在0.15左右。同时，收集的雨水可以循环利用作为应急水源地。

（5）园林绿化LID设计。目标：人均≥20m2，绿地率≥40%，绿化覆盖率≥50%，透水性地面≥75%（其中下凹式绿地≥70%），径流系数≤0.15。

（6）建筑雨水利用与中水回用。建筑LID设计与改造目标：绿色屋顶普及；透水停车场普及；雨水收集普及中水回用率≥30%。

（7）弹性城市和建筑园林垂直绿化植栽措施。

（8）结合水景观再造。传承历史文化、由下而上再设计。如雨水花园、人工湿地公园、滨水公园、水景公园等。

（9）减少面源污染，改善城市水环境。

（10）其它综合措施。

除上述的常用措施外，还有许多措施可用于低影响开发雨水系统，如雨水过滤池、渗透沟渠、渗井、生态堤岸、生态浮床等。除工程性措施外，非工程性生态措施等综合措施。

6 结论与建议

“海绵城市”建设的重点是构建低影响开发雨水系统，强调通过控源、分流等设施，维持和保护场地或城市开发前后的自然水文条件，发挥水量的自然调节功能，通过增加城市透水面积，维持有效的滞洪水面，疏通自然河道、湖泊、水系，有效控制水量分配和平衡，保证城市地面的自然呼吸，从而有效减少洪峰流量、降低地表径流系数、控制面源污染等城市问题。海绵型城市理念是在长期城市开发建设过程中不断的理论和实践结合、探索和总结的产物。以上是对海绵城市的一些理论和实践的基本探索，为建设海绵城市提供些许技术参考，同时为武夷新区的建设作个理论研究。新区的建设既是城市发展的需要，也是生态建设的需要，以海绵型城市理念和技术来建设，既满足“世界遗产地、绿色生态城”的城市定位，又是实现新型生态型城市，努力实现“中国梦”的需要。

建设海绵型城市是实现城市、人与自然生态协调发展的重要组成措施，既要注重以源头减量、生态还原、自然调蓄等方法，又得从政策及资金保障、技术研究和探索方面下手，在短期内以建设示范案例作为经验的技术积累；中期阶段，加快制定相关法律和规范，要求新建筑、绿地等设施要具有雨水调蓄功能，加强透水工程材料研究和应用，推动政府、企业、院校、科研机构的深化研究。开放行业竞争，提高建设和运营水平；远期阶段，促成全民参与监督，增强全民环保和生态意识，全面建设并完善海绵型城市。

参考文献：

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