黃麗嬌，王川濤

(1.深圳市寶安區(qū)大空港新城發(fā)展事務中心，廣東 深圳 518101；2.中國城市規(guī)劃設計研究院深圳分院，廣東 深圳 518040)

貴安新區(qū)位于長江流域和珠江流域的上游地帶，是長江經(jīng)濟帶和珠江經(jīng)濟帶最重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和生態(tài)保護區(qū)[1]，得天獨厚的山水資源是貴安新區(qū)重要的生態(tài)基底和后發(fā)優(yōu)勢，作為國家級新區(qū)、第一批16個國家海綿試點城市之一，推進生態(tài)文明建設是貴安新區(qū)高標準建設、高質(zhì)量發(fā)展的關鍵，因此新區(qū)的開發(fā)建設應貫徹海綿城市理念，盡量避免對下游水質(zhì)產(chǎn)生影響，系統(tǒng)推進海綿城市建設，探索山地城市的海綿城市系統(tǒng)規(guī)劃的建設路徑。

1 問題的提出

1.1 項目概況

馬場科技新城市位于貴安新區(qū)東部，是直管區(qū)的重要組成部分，總面積103.8km2，城市建設用地面積約50km2。規(guī)劃以創(chuàng)新研發(fā)為引領、以新興產(chǎn)業(yè)和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)為支撐，實現(xiàn)“研-產(chǎn)-城”融合的綜合科技新城。如圖1所示。

圖1 貴安新區(qū)馬場科技新城區(qū)位示意(左)與用地規(guī)劃圖(右)

1.2 海綿城市建設的本底條件

貴安新區(qū)馬場科技新城位于車田河、馬場河和松柏山水庫的流域范圍內(nèi)，總體地勢西高東低，海拔大部分集中在1100～1600m之間，地形復雜、以丘陵、山地為主。多年平均降水量 1157.8mm，汛期占全年降水總量的79.3%，多年平均蒸發(fā)量1367.4mm。全年以東北風為主，夏季盛行風為西南風。如圖2所示。

圖2 馬場科技新城高程圖(左)、坡度圖(中)、水系圖(右)

1.3 海綿城市建設存在問題

馬場科技新城規(guī)劃范圍位于紅楓湖、松柏山水庫以及花溪水庫的匯水范圍內(nèi)，且新城建設用地毗鄰飲用水源二級保護區(qū)范圍線，屬于水環(huán)境高度敏感地區(qū)[2]。

規(guī)劃范圍內(nèi)河流屬于山區(qū)雨源性河流，降水年內(nèi)變化大，現(xiàn)狀資源性缺水與工程性缺水壓力并存，如何利用本地雨、污水資源，是海綿城市建設的難點之一[3]。

另外，現(xiàn)狀河道防洪排澇標準較低，在發(fā)生強降雨時，局部低洼地區(qū)會發(fā)生洪澇積水現(xiàn)象，隨著城市建設的不斷推進，下墊面硬質(zhì)化比例陡增，防洪排澇壓力會進一步增大[4]。

因此，貴安新區(qū)馬場科技新城海綿城市建設面臨著水環(huán)境高度敏感、水資源短缺以及防洪排澇壓力較大等現(xiàn)實問題。

2 系統(tǒng)規(guī)劃方案的編制思路

馬場科技新城海綿城市建設在最大限度保留和保護原有生態(tài)敏感區(qū)域的基礎上，依托藍綠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，嵌入生態(tài)性的措施，全面提升水生態(tài)格局、水安全體系、水環(huán)境保障以及水資源水平，構(gòu)建“水、林、田、湖、城”于一體的生態(tài)、特色、活力、共生的海綿空間，實現(xiàn)城市與自然的交融。如圖3所示。

圖3 馬場科技新城海綿城市總體思路圖

規(guī)劃打造集“生態(tài)海綿”、“彈性海綿”、“活力海綿”、“智慧海綿”為一體的貴安新區(qū)馬場科技城海綿城市。其中生態(tài)海綿側(cè)重于留足生態(tài)空間，讓城市與自然共生；彈性海綿讓城市彈性的應對水患安全與水環(huán)境污染；活力海綿旨在雨污水的水資源化利用和水空間價值的進一步發(fā)掘；“智慧海綿”通過多種“智慧化”的技術方法和手段的鑲嵌與助力，保證海綿城市建設的科學性、合理性與先進性。在縱向上不斷的深化藍綠網(wǎng)絡，在橫向上協(xié)調(diào)其他綠地、豎向等專項規(guī)劃，并統(tǒng)領防洪、水系以及供排水等專項規(guī)劃，最終實現(xiàn)海綿城市建設的穩(wěn)步推進。

3 山地高度水敏感地區(qū)海綿城市系統(tǒng)方案編制探索

3.1 生態(tài)海綿系統(tǒng)建設

留足生態(tài)空間與水域用地，讓城市與自然共生。通過海綿城市的統(tǒng)籌建設，識別重要的生態(tài)斑塊，構(gòu)建生態(tài)廊道，保護山體、水體、水源保護區(qū)等重要生態(tài)敏感區(qū)，通過大疏大密空間的有序指引，留足生態(tài)空間和水域用地，構(gòu)建良性的水文循環(huán)，實現(xiàn)城市與自然的共生。如圖4所示。

圖4 馬場科技新城海綿空間格局分析圖

3.1.1基于層次分析法的生態(tài)海綿空間格局分析

通過采用層次分析法和專家意見法(Delphi-AHP)[5]構(gòu)建生態(tài)敏感性評價指標體系，其中包括生態(tài)資源、自然地理、生態(tài)安全3個一級指標；土地利用、植被覆蓋、生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)、高程、坡度、起伏度、水系安全、地質(zhì)安全、人居安全等9個二級指標。將各因子評價結(jié)果按表1中的權重進行空間疊加，得到綜合評價結(jié)果，并將其劃分為生態(tài)高度敏感區(qū)、生態(tài)中度敏感區(qū)和生態(tài)輕度敏感區(qū)，為馬場科技新城生態(tài)安全格局構(gòu)建、海綿生態(tài)本底劃定和城鄉(xiāng)空間發(fā)展提供支撐。

表1 馬場科技新城海綿城市空間格局評價體系指標表

3.1.2構(gòu)建基于主導風向和局地環(huán)流構(gòu)建城市通風體系

利用TM遙感影像反演地表溫度[6]，馬場科技新城及其周邊冷源主要分布在紅楓湖、麻線河、冷飯河、凱掌水庫、高峰山以及塔冒山等山體和水體通過構(gòu)建基于主導風向和局地環(huán)流的“四楔(紅楓湖—高峰山、塔冒山、松柏山水庫、天河潭—安妹山)、四廊(馬場河、金燕河、冷飯河等河流水系廊道和西縱快速路兩側(cè)綠地形成的廊道)”通風體系，為風環(huán)境的流入和導出創(chuàng)造宏觀空間上的有力條件，緩解熱島效應，打造會呼吸的海綿城市。

3.2 彈性海綿系統(tǒng)建設

讓城市彈性的應對水患安全與環(huán)境污染。提高城市的防洪排澇能力，控制城市徑流，減輕暴雨對城市運行的影響；通過區(qū)域點源、面源污染和城市面源污染的控制，降低對下游水環(huán)境的影響，構(gòu)建良好的水生態(tài)系統(tǒng)。

3.2.1基于水環(huán)境容量的多級海綿削減系統(tǒng)

馬場科技新城毗鄰二級飲用水源保護線，水環(huán)境高度敏感，通過計算花溪水庫、松柏山水庫的水環(huán)境容量，提出三級海綿削減系統(tǒng)：一級海綿系統(tǒng)主要為大型的人工濕地；二級海綿系統(tǒng)主要結(jié)合雨水管網(wǎng)末端進行布局；三級海綿系統(tǒng)主要為地塊的低影響開發(fā)。通過三層系統(tǒng)的耦合，保障高度水敏感地區(qū)的水質(zhì)水環(huán)境。如圖5所示。

圖5 馬場科技新城及其周邊區(qū)域地表溫度反演(左)與通風體系規(guī)劃圖(右)

(1)水環(huán)境容量

馬場科技新城匯水范圍涉及3個流域，即車田河流域、馬場河流域以及松柏山水庫流域。其中車田河匯入花溪水庫、馬場河匯入紅楓湖，因此以匯入花溪水庫、紅楓湖以及松柏山水庫的二級水源保護區(qū)處的斷面為水質(zhì)控制目標，采用MIKE11模型對水環(huán)境容量[7]進行計算，確定在目標控制斷面水質(zhì)達到地表水Ⅲ類時海綿城市建設需要削減的污染物的總量。以氨氮作為模擬因子，車田河流域海綿城市建設需要削減污染物總量為110.44t/a；松柏山水庫流域海綿城市建設需要削減污染物總量為51.21t/a；馬場河流域海綿城市建設需要削減污染物總量為28.36t/a。

(2)三級海綿削減系統(tǒng)

①第一級海綿削減控制

第一級海綿系統(tǒng)主要為大型的人工濕地。結(jié)合城市用地布局以及地形地貌分析，在流域河道較為平緩處設置凈化濕地，其中沿馬場河新增稻香湖濕地、龍川濕地、松山濕地、九峰濕地以及馬場濕地；車田河流域新建車田濕地、龍灘濕地、四寨河濕地以及冷飯濕地；松柏山水庫流域新建七星濕地、羊艾濕地、金燕河濕地以及甘河濕地。

②第二級海綿削減控制

在全面落實海綿城市建設措施的前提下，考慮占地成本、處理效果等因素，結(jié)合地形地勢和雨水管網(wǎng)的分布情況，按照整體分散，適當集中的原則，在雨水管網(wǎng)進入河道前加設塘床系統(tǒng)，均采用“前置塘+漫流濕地”的處理工藝，由兩級塘床系統(tǒng)構(gòu)成，主要配置的植物包括菖蒲、睡蓮、蘆葦、荷花、大葉蓮、再力花等[8]，利用塘床濕地凈化系統(tǒng)處理雨水。

馬場河流域設置23處、松柏山水庫流域設置23處、車田河流域設置72處末端雨水控制設施。

③第三級海綿削減控制

通過水環(huán)境容量以及第一、第二級的污染物削減總量，馬場科技新城通過布局雨水花園、下沉式綠地、透水鋪裝等低影響開發(fā)設施[9]，充分利用調(diào)節(jié)容量，滯留雨水，增加停留時間，進一步凈化雨水，增加生態(tài)效益。

3.2.2建設綜合水系、豎向與雨水管網(wǎng)評估的內(nèi)澇風險系統(tǒng)

通過MIKE FLOOD水力模型[10]，構(gòu)建雨水管網(wǎng)、場地豎向與城市水系為一體的綜合模型，評估地面積水響應，為城市內(nèi)澇風險提供支撐。如圖6所示。

圖6 馬場科技新城3年一遇雨水管網(wǎng)評估圖

(1)雨水管網(wǎng)評估

參考芝加哥降雨雨型[11]，以短歷時降雨作為模型輸入，評價雨水管網(wǎng)的排水能力。模擬結(jié)果表明，馬場科技新城98.5%的雨水管網(wǎng)達到3年一遇的標準。

(2)水系評估

根據(jù)防洪排澇相關設計規(guī)范要求，馬場科技新城的防洪、排澇標準為50年一遇，通過模型分析，確定冷飯河、金燕河、馬場河以及甘河等河道的寬度、河底高程等控制要素，并計算在50年一遇設計工況下的洪峰流量、設計水位，為場地設計提供相關依據(jù)。

(3)豎向積水評估

通過耦合模擬雨水管網(wǎng)、場地豎向以及河道水系為一體的綜合系統(tǒng)，在50年一遇24h降雨下，馬場科技新城大多數(shù)的地面積水均不超過15cm，僅局部綠地公園區(qū)域超過15dm，但持續(xù)時間不超過30min，規(guī)劃管網(wǎng)、水系與場地豎向的設計整體合理。

通過模擬分析，貴安新區(qū)馬場科技新城作為典型山地城市，其道路坡度大，管網(wǎng)溢流雨水徑流的行泄通道主要通過道路來進行組織疏導，并通過低洼地、沖溝等通道最后排往河道以及水庫等周邊水體。因此，在綠地系統(tǒng)中應對道路與河道之間的排水通道予以保留，避免形成內(nèi)澇點。

3.3 活力海綿系統(tǒng)建設

通過雨污水的資源化利用和水空間價值的進一步發(fā)掘，煥發(fā)馬場科技新城活力。在減少水體污染、改善生態(tài)環(huán)境的同時，積存的雨水可凈化再生，用于城市水景觀的塑造和美化，充分利用良好的水空間，傳承良好的“與水為友”、“天人合一”的傳統(tǒng)水文化，改善整體的人居環(huán)境。如圖7所示。

圖7 馬場科技新城道路積水模擬分析圖

3.3.1構(gòu)建循環(huán)回用的再生水利用系統(tǒng)

馬場科技新城共有3座污水處理廠，即湖潮污水處理廠、馬場污水處理廠和龍山污水處理廠，總設計規(guī)模為18萬m3/d，各污水處理廠均設置再生水處理設施深度凈化，用于市政綠化和道路澆灑等城市雜用水、三大運營服務器的循環(huán)冷卻工業(yè)用水以及城市水系的景觀補水。

3.3.2形成自然湖泊蓄存雨水資源利用的綠色系統(tǒng)

雨水資源化利用主要分為滲透利用及集蓄利用兩大類。在滲透利用方面，可以實現(xiàn)對水源的涵養(yǎng)并補充地下水，但該區(qū)域為我國喀斯特地貌發(fā)育的典型地區(qū)，地下水環(huán)境十分脆弱[12]，徑流雨水通過低影響開發(fā)設施、末端凈化設施以及人工濕地凈化處理后，再滲透補充地下水，避免雨水徑流污染對地下水環(huán)境的影響；在集蓄利用方面，通過自然湖泊等積蓄利用設施布局，將收集到的雨水利用于綠地澆灑和道路清洗等市政雜用水，其水量代替城市供水比例不小于 3%，總利用量約130萬m3/a。

3.4 智慧海綿系統(tǒng)建設

依托生態(tài)環(huán)境監(jiān)測以及市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，構(gòu)建集GIS、Web、給排水模型、數(shù)據(jù)庫、在線監(jiān)測等技術為一體的海綿城市智慧綜合管控平臺。馬場科技新城作為一個新建區(qū)域，從城市化初期的本地監(jiān)測收集，到城鎮(zhèn)化進程中后期的積累，實現(xiàn)海綿城市全生命周期的管控，為喀斯特地貌的城鎮(zhèn)化進程動態(tài)積累大量基礎數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

山地海綿城市建設重點應聚焦在生態(tài)海綿空間識別、城市內(nèi)澇積水治理、水環(huán)境質(zhì)量保障、雨污水資源化利用以及通風體系構(gòu)建等方面，通過層次分析法識別出高度水敏感地區(qū)，為城市建設空間提供指引；針對內(nèi)澇積水，構(gòu)建MIKE FLOOD模型評估雨水管網(wǎng)、水系以及場地豎向的關系；針對水環(huán)境保障，構(gòu)建三級海綿體系削減污染物；針對熱島效應，通過遙感解譯，打造通風廊道，打造呼吸城市；針對雨污水資源化利用，強調(diào)最大化的自然雨水蓄存利用以及精準分析用戶需求的污水資源化利用。

作為全國首批16個海綿城市建設試點之一，馬場科技新城位于長江流域和珠江流域的上游地帶，面對水安全、水環(huán)境、水資源等多重壓力，海綿城市建設的有機嵌入恰如其時，通過生態(tài)海綿、彈性海綿、活力海綿以及智慧海綿體系建設，進行城市藍綠系統(tǒng)的統(tǒng)籌，為其長遠發(fā)展提供良好的生態(tài)圖底，力爭做好上游生態(tài)屏障，保護生態(tài)環(huán)境，打造喀斯特地貌的山水田園城市海綿建設樣本。