重庆海绵城市系统构建策略

一 重庆区域概况及海绵城市建设本底分析

 

（一）区域概况

 

重庆位于四川盆地东南部，长江与嘉陵江交汇处，四周群山环绕，从北至南依次为大巴山、巫山、武陵山、大娄山，总面积为8.24万平方公里，山地丘陵面积约占总面积的94%，区域内形成了盆中方山丘陵、盆东平行岭谷和盆周边缘山地三类地貌单元。其中，盆东平行岭谷面积约为5.3万平方公里，共包含30余条北东—西南走向的山脉，重庆主城区正坐落其中(图1)。重庆主城区包括渝中区、大渡口区、江北区、沙坪坝区、九龙坡区、南岸区、渝北区、巴南区和北碚区，共9个区，面积为5473km?。

 

 

（二）海绵城市建设本底分析

 

重庆城中丘陵起伏，溪河纵横，山水风光秀美，景色丰富多变，具备建设海绵城市的本底条件。

 

(1)山水空间足。

 

重庆主城区面积为5473km?，其中城镇建设用地1188km?，其余大多为山、水、林、田自然生态空间，为海绵城市建设提供了充足的空间。

 

(2)坡陡起伏大。

 

重庆主城区为典型的山地丘陵地貌，坡地面积大，坡度大，大于7度的坡地面积占比达88%；地形起伏大，自然空间立体而丰富，适宜建设具有山地特色的立体海绵城市。

 

(3)雨急径流快。

 

重庆主城区降雨丰沛，70% 以上的降水集中在5～9 月，且雨型急促、降雨历时短，易形成强降雨。大雨及暴雨降水量约占年降水量的 40% 以上，低洼处洪涝灾害风险高。由于地形坡度起伏大，降水多且急，主城区的地表径流速度快，在中小降雨条件下山地径流速度为3～4m/s，是平原地区的2～3倍，径流对地面冲刷强烈。

 

(4)土薄持水难。

 

重庆主城区岩层厚，土层薄，表土层平均厚度为18～23cm，土壤松散，渗透能力强；由于地形坡度大，下渗雨水在低洼处快速出流，持水防冲能力弱，易水土流失，主城区水土流失强烈级以上的土地面积约占总面积的1/4。自然地表径流系数高达0.45～0.50，是气候条件相似的平原城市的1.5～2倍，是北方平原城市的3～4倍，径流总量控制难度大。

 

综上所述，重庆主城区应结合山水空间足、坡陡起伏大、雨急径流快、土薄持水难的自然特征，同时针对径流污染较重的问题，因地制宜地开展海绵城市规划建设。

 

二 重庆海绵城市系统的构建目标与策略

 

为了在城市规划建设中全面落实海绵城市建设要求，深入实践绿色发展理念，按照重庆市政府有关安排，结合本地条件，重庆开展了《重庆市主城区海绵城市专项规划》编制工作。

 

（一）构建目标

 

规划结合重庆自然特征，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，完善生态格局、改善水环境、修复水生态、加强水安全、保障水资源，建设“具有重庆特色的山地立体海绵城市”，以实现“水体不黑臭、小雨不积水、大雨不内涝、热岛有缓解”的目标。具体内容如下所示：

 

(1)针对山地特征，因地制宜地确定海绵城市建设指标及措施。

 

规划综合考虑自然特征、环境容量、建设投资及政策要求，在满足削减径流污染要求的前提下，尽量降低山地城市海绵城市建设的难度和投资，使重庆主城区年径流总量控制率不低于70%，径流污染物削减率不低于 50%。

 

(2)构建具有重庆特色的山地立体海绵系统。

 

规划结合建(构)筑物立体绿化、山地公共海绵系统和活水海绵系统，构建由高到低逐级消纳雨水的山地立体海绵系统。具体措施包括利用建(构)筑物的陡坡面、垂直面或挑悬空间形成建筑立体绿化系统，消纳雨水；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滞留雨水、在洼地布置雨水塘调蓄雨水，并通过生物滞留带、植草沟串联各类海绵设施，形成“高蓄坡滞低缓排”的山地公共海绵系统；利用二、三级支流落差，在适宜河段布置景观坝分级调蓄雨水，形成“梯级滞蓄、溪水常流、自然补给”的活水海绵系统。

 

(3)突出公共海绵设施布局，确保海绵城市建设达到预期目标。

 

规划根据主城区用地情况，因地制宜布局公共海绵设施消纳雨水，削减面源污染，控制径流总量。

 

(4)海绵设施与生态景观相互融合，构建蓝绿交融的生态海绵系统。

 

规划结合绿地、水系、道路布局海绵设施和径流通道，利用径流通道串联“山、水、绿”和海绵设施，使海绵设施与生态景观、城市空间相融合，构建蓝绿交融的生态海绵系统。

 

（二）构建策略

 

根据上述构建思路与目标，规划遵循“空间划定—指标分区—‘多规’协调—规划监管”的技术路线，构建策略框架。

 

(1)框定海绵生态空间。

 

海绵城市最显著的特征是自然积存、自然渗透、自然净化，而最有效的实现途径是保护、修复和低影响开发。规划通过对重庆主城区现状山、水、林、田、湖的自然本底的梳理和对《主城区美丽山水城市规划》的规划评估，在重庆主城区打造其特有的海绵城市生态空间格局，并进一步对生态空间内各类子项空间进行合理布局与规划。

 

(2)构建海绵城市指标体系，并落实指标分区。

 

规划根据总体指标体系，将指标落实到各个分区中，形成“流域—排水分区”两个层级，并根据层级用地进行用地安排。

 

(3)统筹协调海绵城市专项规划与各类规划。

 

对城市已有各相关专项规划，包括绿地规划、排水防涝规划、防洪规划、城市道路规划和用地规划等进行补充与完善。

 

(4)建立严格的规划实施监管体系。

 

建立海绵城市绩效评价体系、海绵城市监测信息系统，对海绵城市建设进行动态评价和监测，并根据需求进行适时调整。

 

三 重庆海绵城市系统构建实践

 

围绕山地城市海绵城市系统的构建目标，结合重庆山地特征，规划遵循“因地制宜、突出特色、生态优先、趋利避害、经济合理、统筹协调、流域管理、长效保障”的原则，分别从空间、指标体系、分区规划、“多规”协调、规划监测方面开展具体实践工作。

 

（一）框定海绵城市生态空间格局，制定子项空间规划措施

 

1.框定生态空间格局

 

规划在重庆主城区打造了“四山穿三谷、两江绕渝州、千溪汇两江”的空间格局(图2)：①“四山穿三谷”，指缙云山、中梁山(含龙王洞山)、铜锣山和明月山四座重要山体斜穿主城区，形成3个平行岭谷，成为主城区主要的城市建设空间载体。同时，“四山”也是主城区主要的水源涵养区。②“两江绕渝州、千溪汇两江”，指主城区被长江、嘉陵江两条主要干流环绕，水系密布。主城区有40条重要的一级支流，2000余条二、三级支流和200余个湖泊水库，千溪百湖是主城区主要的水空间载体。

 

 

2.子项空间规划管控与指引

 

(1)山地区域保护与利用。

 

首先，规划划定1503km?的管制区，提出海绵城市规划管控措施：山体协调区内的地块应结合山体与周边水系的汇流关系，保留重要的地表径流通廊；地表径流通廊应结合小区绿化、道路防护绿带进行控制，宽度不小于2m；保护并利用现状山顶和山脚的坑塘、洼地、湖泊、水库等集水空间，将其作为重要的海绵调蓄设施；结合地表径流通道两侧的绿地空间，设置以减排、净化功能为主的海绵设施，如雨水拦蓄设施、陂塘湿地系统等。其次，加强对“四山”地区生态功能突出、植被本底条件优越及生境敏感性强等原生态区域的保护，改善并提升次生态区域的生态环境。最后，保护“四山”的水源涵养功能，并利用源头区域进行大海绵设施的空间布局，提高主城区的海绵实施效益。

 

(2)水域空间保护与修复。

 

重庆主城区水体按照“三线一路”(河道或水体保护线、绿化缓冲带范围线、协调区范围线及公共道路)的规划要素进行保护和利用。规划建议维持现状嘉陵江、长江防洪工程岸线，采用生态护岸修复技术，逐步修复其他河流工程岸线，规划新增的护岸工程建议采用近自然护坡或生态护岸的方式实施。

 

(3)绿系空间保护与修复。

 

绿系空间保护与修复主要包括两个方面的内容，一是对主城区林地空间提出林地保护与修复策略，二是对城市建设用地内的绿地空间提出保护与利用的策略(表1)。

 

 

(4)城市蓝绿空间设计。

 

海绵蓝绿空间规划主要是对主城区内的水系和绿地进行空间优化和网络构建。首先，对用地内部的绿地空间与街道绿地进行空间上的组织连接，再通过绿道的连通，如串联道路绿化带与河岸缓冲绿化带，将绿色空间与蓝色空间联系在一起；其次，在绿地空间布置相应的海绵设施，如在小区内部或街道绿地中可布置雨水花园、调蓄池等，在道路绿化带布置植草沟、下凹式绿地等，通过地形高差处理，在降雨过程中形成连贯的地表径流通道，以实现蓝绿空间融合、海绵设施高效运作的目的。

 

（二）海绵城市规划指标体系构建与分区规划

 

1.指标体系构建

 

根据《重庆市近期建设规划》，到2020年重庆城市建成区的面积约为900km?，城市建成区 20% 以上的面积(180km?) 达到目标要求。具体规划指标如下所示：①年径流总量控制率不低于70%(强制性)；②新建区域在2年一遇 24 小时降雨条件下，外排雨水峰值流量不高于建设前 ( 指导性 )；③生态护岸比例不低于 55%( 不包含自然岸线，指导性 )；④主城区内的水功能区水质达标率不低于 95%( 指导性 )，雨水径流污染物削减率不低于 50%( 强制性 )；⑤对有需求的地区经过经济技术比选确定雨水资源利用率 ( 指导性 )；⑥中心城区管道设计标准为5年，非中心城区管道设计标准为3年，中心城区重要地区管道设计标准为10年，中心城区地下通道和下沉式广场的管道设计标准为50年(强制性)；⑦在50年一遇降雨条件下，至少有一条车道的积水深度不超过15 cm，居民住宅和工商业建筑物的底层不进水(强制性) ；⑧主城区防洪标准具体参照《重庆市主城区防洪规划》(强制性)。

 

2.分区规划

 

(1)海绵功能分区。

 

结合主城区生态空间格局分析、大海绵体空间分布和功能分析，将规划范围内的用地分为4个海绵功能分区，分别是海绵涵养区、海绵缓冲区、海绵提升区和海绵修复区(图3)。

 

海绵涵养区，包括缙云山、铜锣山、中梁山和明月山“四山”管制区，龙王洞山、桃子荡山、东温泉山等连片山体，以及寨山坪、樵坪山和照母山等具有极高生态服务功能的城中山体区域。海绵涵养区面积约为2578km?，约占规划区域面积的 47.1%。海绵涵养区以生态涵养和生态保育功能为主，该区域内应严格控制各类开发建设活动，加强对水土流失地区、石漠化地区等区域的生态修复，加大生态环境综合整治力度。同时，可结合森林公园、郊野公园和湿地公园等具体项目，设置陂塘系统、雨水花园等海绵设施。

 

海绵缓冲区，指除山体之外的非城镇建设用地区域，是海绵涵养区与海绵提升区之间的过渡区域，主要包括岭谷、河谷地区的农林用地、水体和村庄等。海绵缓冲区面积约为1670km?，约占规划区域面积的 30.5%。海绵缓冲区以生态保护和缓冲功能为主，该区域需控制各类开发建设活动，加强农田林网、河岸防护绿带的建设以及农业面源污染的治理，发展生态旅游、生态农业等生态友好型产业，结合农田、水库、坑塘和洼地等的空间分布，规划设置具有调蓄功能的海绵设施，提高海绵空间的缓冲功能。

 

海绵提升区，指城市规划未建设区域，包括规划范围内小城镇建设用地区域，是城市未来发展的核心区域。海绵提升区面积约为594km?，约占规划区域面积的 10.8%。规划在海绵提升区内优先建设蓝绿空间体系，保护水系及其绿化缓冲区域；综合平衡自然生态保护、城市发展和经济投入，提升海绵城市建设综合效益。规划以绿色基础设施为主，以灰色基础设施为辅，合理规划布局“净、蓄、滞、渗、用、排”等海绵设施，从源头、过程和末端系统性地控制径流、净化水质，提升海绵城市建设质量。

 

海绵修复区，指现状城市建成区域，包括现状区域性基础设施用地等。海绵修复区面积约为631km?，约占规划区域面积的11.6%。规划结合现状公园绿地、道路防护绿地和配套绿地等空间，设置植草沟、滞留池和雨水花园等生态基础设施；结合排水管网及绿地等空间，布置初期雨水设施；采用透水铺装，逐步改造硬化地面；采用生态修复技术，逐步修复渠化河道；尽量恢复建成区的水体生态功能。

 

(2)海绵流域排水分区。

 

在自然汇水流域分区的基础上，结合城市用地、道路规划布局和雨水管渠布置情况，同时充分考虑城市规划管理要求，将主城区划分为80个海绵流域排水分区，对各海绵分区内的各类用地进行分析，以便于指标分解及指引制定。规划结合海绵涵养区、海绵缓冲区、海绵提升区、海绵修复区的划分原则和空间关系，在分析80个流域排水分区的用地比例和主导海绵功能区的基础上，将海绵流域排水分区分为四种功能类型区(图4)：①一类区，指建设用地比例和建成区比例加权值在75%以上的流域排水分区。这类流域排水分区主要分布在海绵修复区内，以现状建设用地为主，总共有12个流域排水分区，其面积约占规划区域面积的4%。②二类区，指建设用地比例和建成区比例加权值大于等于 50% 且小于等于75%的流域排水分区。这类流域排水分区跨越了海绵提升区和海绵缓冲区(或海绵涵养区)，区内建设用地面积比例较大，总共有22个流域排水分区，其面积约占规划区域面积的10%。③三类区，指建设用地比例和建成区比例加权值在大于等于 25%且小于 50% 的流域排水分区。这类分区主要位于海绵涵养区，并且有一定的建设用地，总共有30 个流域排水分区，其面积约占规划区域面积的 27%。④四类区，指建设用地比例和建成区比例加权值小于25%的流域排水分区。这类分区绝大部分位于海绵缓冲区(或海绵涵养区)，流域排水分区内农田、林地等非建设用地比例较大，总共有16个流域排水分区，其面积约占规划区域面积的59%。

 

 

（三）“多规”协调，共建海绵城市系统

 

1.海绵城市水系统规划协调

 

规划与重庆主城区水系相关规划(包括美丽山水城市规划、水资源管控及水利设施布局规划、防洪规划、河道岸线规划等)进行了衔接，落实了水系湖库分布、防洪标准、防洪护岸工程规划、河道控制线和蓝线等规划内容。相关水系专项规划应纳入本次海绵城市规划提出的岸线修复要求，以及生态护岸、植被缓冲带、人工湿地、初期雨水处理设施等海绵设施布局要求，并进一步完善相关标准。

 

2.海绵城市绿地系统规划

 

规划依托城市“大中小结合、点线面结合、多样性结合”的绿地系统，分析绿地自身的海绵功能条件和周边用地径流情况，形成空间合理、布置均匀、多层次、立体化、独具山城特色的城市海绵绿地系统。

 

规划与重庆主城区美丽山水城市规划、主城区绿地系统规划等进行衔接，将绿地分布、城中山体保护与利用、绿色廊道和绿线管控等内容纳入海绵城市规划。相关绿地规划应将海绵城市规划提出的立体海绵系统、绿地海绵指标、绿地海绵设施布局和绿地周边竖向控制要求等纳入规划内容(表2)。

 

 

3.海绵城市道路系统规划

 

规划与重庆主城区综合交通规划、道路红线规划进行衔接。应将海绵城市规划提出的道路海绵控制目标、道路断面LID设施布局和道路红线内外用地竖向控制要求等内容纳入相关道路专项规划中。道路低影响开发设施以渗透(提高雨水下渗率，降低道路综合径流系数)、滞留(实现雨水缓排，延长汇流时间，削减雨水峰值，达到总规提出的道路缓排容积目标)、净化(去除径流悬浮物)和发挥控制面源污染的作用为主要功能(图5)。

 

具体措施包括：①现状道路有条件修建生物滞留设施的，其污染控制容积指标由道路自身分解；不具备条件修建生物滞留设施的，其污染控制容积指标分解到下游绿地内。②大型立交绿地内宜设置下沉绿地、雨水湿地和植草沟等低影响开发设施。立交路段内的雨水应优先引导排到绿地内。城市高架路下应根据建设条件和水质监测情况设置雨水弃流、调蓄和利用设施。③结合主城区快速路、高速路两侧控制绿化带，选择地形、土壤和地质适宜的路段规划布置生物滞留带、植草沟等低影响开发设施。④规划作为超标雨水泄流通道的城市道路，其断面及竖向设计应满足相应的规划要求，并与区域排水防涝系统规划相衔接。⑤在现状建成区内，当道路路幅分配、市政管网敷设和周边绿地满足相关要求时，应设置低影响开发设施延缓雨峰并对道路红线范围内的初期雨水进行净化；在道路路幅分配、市政管网或周边绿地敷设不符合设置生物滞留带、植草沟等低影响开发设施的要求时，可采用将人行道改为全幅透水砖铺装和车行道改为透水材料铺装的方式，最大限度地减少道路不透水面积。⑥在建设区内，次干路及以上的规划道路，沿河道、水库等水体布局的市政规划道路，以及人行道靠近路缘石一侧或中央隔离带应布置生物滞留带。⑦当道路坡度超过2%时，道路旁的生物滞留设施宜设置阶梯式回转型挡水堰，以增加径流流程及有效蓄水容积，增强滞蓄功能。

 

4.海绵城市排水防涝系统规划

 

(1)城市涝水行泄通道。

 

规划模拟管渠规划工程实施后50年一遇暴雨下的一维、二维耦合模型，分析地表积水顺着地形的汇流路径，规划地表涝水的行泄通道，疏导积水汇入河道、湖库、水塘、下凹绿地和低洼广场等，以降低风险；逐步建立和完善规划建设的管理力度，严禁随意侵占和改建行泄通道等违法行为；设立行泄通道标识并建立规范的行泄通道保护信息发布渠道，保证社会公众的知情权，完善公众参与及社会监督体系。

 

(2)城市雨水调蓄设施。

 

规划针对每个流域排水分区分别确定雨水管理目标，推荐适宜的低影响开发设施，从源头降低雨水径流量，以实现削峰、错峰和减量。规划在泄流路径的末端或中间合适区域结合用地性质，设置下凹绿地、雨水塘、人工湖和下凹广场等临时调蓄设施，降低内涝风险。

 

(3)排水防涝应急预案管理。

 

城市排水、防汛和城市管理部门应根据各流域的内涝风险识别成果制定各重要路段，尤其是下穿通道、立交转盘等区域的具体应急排涝预案。现阶段的应急预案包括组织指挥体系、部门应急联动和应急响应措施等，其有利于保障防涝排涝工作及时有效开展，降低损失。

 

5.海绵城市防洪规划

 

规划以主城区河湖水域及岸线综合整治、防洪排涝体系建设、水资源保护与水生态修复、水土保持为重点，逐步构建“格局合理、蓄泄兼筹、水流通畅、环境优美”的水利保障体系，增强主城区的水安全保障能力，与其他海绵城市建设项目和措施统筹衔接，提升城市生态文明建设水平。

 

具体措施包括：①主城区内现状采用的是硬质型防洪护岸工程的河道，应对其进行生态化改造，使其成为生态型护岸；②对于整治的河道宜选用安全性和稳定性高的护岸形式，如植生型砌石护岸、植生型混凝土砌块护岸等；③对于主城区流速较缓、河岸放坡较小的河段，可采用自然驳岸，也可采用生态型护岸形式或天然材料护岸形式，如三维植被网植草护坡、水生态植物护岸。

 

6.海绵城市设施用地布局优化

 

在用地空间上，一方面根据海绵城市建设区域、制定的控制目标等，科学划定城市蓝线和绿线，保护城市河湖水系及其周边对保护生物多样性和水环境有重要作用的绿地；另一方面加强对主城区特有的残余斑块的保护。在用地竖向上，对流域级海绵设施所在的地块，结合周边用地和道路的竖向关系，提出海绵斑块和廊道地块的竖向要求，以有效消纳雨水管网排出的雨水(图6)。

 

 

（四）海绵城市监测信息管理规划

 

(1)海绵城市绩效评价体系。

 

规划根据绩效目标，运用科学、合理的绩效评价指标、评价标准和评价方法，对海绵城市建设的科学性、经济性、效率性和效益性进行客观、公正的评价。在建设施工阶段，由于具体设施尚未运行，该阶段全部考核指标均采用项目建设方填报表格上报，政府部门随机抽查的模式进行考核。

 

在运行管理阶段，由于具体设施或者项目已经建设完成并运行，故此阶段全部指标均采用监测的方式进行考核，分3个层面进行监测考核。

 

首先是具体措施方面的监测，LID设施的监测可对单次降雨、日累计降雨、月累计降雨和年累计降雨进行统计。

 

其次是项目或地块监测，项目或地块的监测布点遵循“所有地块监测出口液位，重点地块监测出口流量，部分地块(水环境敏感区域)进行水质监测”的原则。

 

最后是规划区的监测，监测布点遵循3个原则：一是在区域排口安装流量检测装置，进行径流量削减计算；二是在区域排口测水质，进行径流污染削减计算；三是在区域安装雨量计，每5～10km?安装一个。通过监测可以得到规划区年径流总量控制率、单位面积控制容积和污染物去除率等考核指标，通过填报的方式上报雨污分流比例、排水防涝标准和城市防洪标准3个考核指标。

 

(2)海绵城市监测信息系统。

 

海绵城市监测信息系统主要包括5个子系统：水文在线监测子系统、水环境在线监测子系统、水生态在线监测子系统、水位水量在线监测子系统和人工采样监测平台。这5个子系统通过在线监测和人工监测相结合的形式分别对所属内容进行监测，得到监测结果后，应用到具体的建设过程中，从而提高海绵城市建设质量。

 

四 结语

 

《重庆市主城区海绵城市专项规划》为山地城市开展海绵城市规划建设提供了依据和有益的参考，对重庆贯彻落实绿色发展理念具有重要的引领作用。悦来会展中心、会展公园、张家溪湿地公园、嘉陵江滨江湿地公园、后河湿地公园、建筑小区及市政道路等项目正按照专项规划确定的原则和理念进行建设，重庆已初具山地立体海绵城市的形象。本文通过对重庆实践经验的总结，希望能为其他山地城市海绵城市建设提供借鉴，并为平原城市或其他特殊区域的海绵城市建设提供新的思路与方法，共推我国城市绿色发展，提高城市居民生活质量。

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知识点：重庆海绵城市系统构建策略