劉曉青

摘 要韌性城市是當(dāng)前城市規(guī)劃的重要議題之一，建設(shè)韌性城市已成為防范城市安全風(fēng)險(xiǎn)的國家戰(zhàn)略路徑，韌性城市理念的融入對(duì)城市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響巨大。從解析韌性城市理論研究和全球韌性城市實(shí)踐出發(fā)，認(rèn)為韌性水務(wù)應(yīng)具備：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活包容、基礎(chǔ)設(shè)施多元冗余、水務(wù)功能穩(wěn)健成長(zhǎng)、運(yùn)行管理協(xié)同智慧等基本特征。通過在雄安新區(qū)RD片區(qū)的實(shí)踐探索，總結(jié)城市水務(wù)規(guī)劃韌性提升的策略方法主要體現(xiàn)在4方面。①結(jié)構(gòu)化整為零：系統(tǒng)布局由集中式向分布式轉(zhuǎn)變；②設(shè)施多元冗余：提前準(zhǔn)備、未雨綢繆；③空間功能彈性：多功能復(fù)合利用、與風(fēng)險(xiǎn)共存；④專業(yè)統(tǒng)籌協(xié)作：控制風(fēng)險(xiǎn)連鎖反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“多規(guī)合一”。

關(guān) 鍵 詞韌性城市；雄安新區(qū)；水務(wù)規(guī)劃；系統(tǒng)集成

文章編號(hào) 1673-8985（2023）03-0144-07 中圖分類號(hào) TU984 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A DOI 10.11982/j.supr.20230320

0 引言

水是生命之源，《易經(jīng)》強(qiáng)調(diào)“潤(rùn)萬物者，莫乎水”，自古以來，人類逐水而居，城市依水而立。水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施是水務(wù)一體化改革背景下給水、污水、雨水、水系等涉水工程的總稱，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成，是支撐城市健康持續(xù)發(fā)展的生命基石。

水務(wù)規(guī)劃在發(fā)展過程中歷經(jīng)水資源綜合利用、排水防澇、海綿城市等規(guī)劃理念。近年來為應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的不確定性，“韌性城市”理念逐漸崛起，城市水務(wù)規(guī)劃呈現(xiàn)與韌性城市理念結(jié)合的趨勢(shì)。這為水務(wù)規(guī)劃提供了解決問題和面向發(fā)展的新思路，對(duì)提升水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施支撐城市健康持續(xù)發(fā)展的綜合能力具有重要意義。本文從解析韌性城市理論研究和全球韌性城市實(shí)踐出發(fā)，融入韌性城市理念的韌性水務(wù)基本特征，探討城市水務(wù)規(guī)劃韌性提升的策略。通過在雄安新區(qū)RD片區(qū)的規(guī)劃實(shí)踐，探索城市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施韌性發(fā)展的路徑。

1 韌性城市與韌性水務(wù)基本特征

1.1 韌性城市的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科對(duì)韌性城市進(jìn)行大量研究，但對(duì)這一概念的界定至今尚未達(dá)成統(tǒng)一，其中韌性聯(lián)盟、聯(lián)合國國際減災(zāi)署、洛克菲勒基金會(huì)等研究機(jī)構(gòu)對(duì)韌性城市的定義得到了較多認(rèn)可[1]。韌性城市的定義一般強(qiáng)調(diào)城市系統(tǒng)面對(duì)不確定性擾動(dòng)時(shí)迅速響應(yīng)，通過學(xué)習(xí)適應(yīng)、動(dòng)態(tài)反饋及調(diào)整升級(jí)，維持乃至優(yōu)化系統(tǒng)基本功能、結(jié)構(gòu)、特征，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性發(fā)展的能力，韌性城市具有穩(wěn)健性、冗余性、可恢復(fù)性、智慧性、適應(yīng)性等特征[2]。這些基本內(nèi)涵和主要特征得到了學(xué)界的普遍認(rèn)可（見表1）。

紐約、東京、倫敦等城市和荷蘭、新加坡等國較早啟動(dòng)韌性城市實(shí)踐，雖然研究議題各有側(cè)重，但應(yīng)對(duì)全球氣候變化是各城市研究的核心議題[3]，其中以城市洪澇和淡水資源為代表的水務(wù)風(fēng)險(xiǎn)是主要議題之一，基礎(chǔ)設(shè)施韌性是各城市韌性維度共有的關(guān)鍵內(nèi)容，其中水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施韌性被認(rèn)為是保障城市韌性的前提之一。從各國韌性城市實(shí)踐來看，韌性城市規(guī)劃從早期的偏重災(zāi)害應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)化城市韌性發(fā)展，城市韌性從早期的追求平衡性向強(qiáng)調(diào)持續(xù)不斷的適應(yīng)性、學(xué)習(xí)性和創(chuàng)新性轉(zhuǎn)變[4]（見表2）。

1.2 韌性水務(wù)的基本特征

水務(wù)韌性的提升應(yīng)置于城市整體韌性中來考慮。防范各種干擾沖擊風(fēng)險(xiǎn)以及不確定因素是韌性城市規(guī)劃的主要內(nèi)容，城市韌性體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)韌性、過程韌性和系統(tǒng)韌性3個(gè)層面[6]?；诖耍畡?wù)韌性要解決的問題是：在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、不確定性等各種外部變化和壓力沖擊下，保持水務(wù)系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵功能等基本特征，支撐城市持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。將韌性城市的特征融入水務(wù)規(guī)劃，韌性水務(wù)應(yīng)具備以下基本特征。

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活包容。系統(tǒng)具有多尺度、多樣性的靈活結(jié)構(gòu)，可以起到在時(shí)空上分散風(fēng)險(xiǎn)的作用。系統(tǒng)能夠在多尺度上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，利用相互依賴的網(wǎng)絡(luò)交互作用協(xié)同應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。即通過強(qiáng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)不確定風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)能力來提升水務(wù)韌性。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施多元冗余。能夠提供多元化的來源去向，水務(wù)設(shè)施和輸配網(wǎng)絡(luò)具備一定的冗余度，當(dāng)某個(gè)源頭失效、某些設(shè)施受損、某條通道斷網(wǎng)，能夠通過及時(shí)的替代、彌補(bǔ)、轉(zhuǎn)換快速恢復(fù)水務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)。即通過強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施面對(duì)突發(fā)沖擊的恢復(fù)能力來提升水務(wù)韌性。

（3）水務(wù)功能穩(wěn)健成長(zhǎng)。水務(wù)關(guān)鍵功能具有一定的動(dòng)態(tài)持續(xù)性，能夠通過自我調(diào)節(jié)應(yīng)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)情景，維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)的相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)具有一定的兼容性，在面對(duì)技術(shù)革新下的迭代升級(jí)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑演進(jìn)，避免大拆大建。即通過強(qiáng)化水務(wù)關(guān)鍵功能的穩(wěn)健創(chuàng)新能力來提升水務(wù)韌性。

（4）運(yùn)行管理協(xié)同智慧。不同水務(wù)專業(yè)系統(tǒng)之間的運(yùn)行具有綜合性，運(yùn)維管理能夠通過統(tǒng)籌協(xié)作達(dá)到水務(wù)韌性的最優(yōu)組合。深度融合數(shù)字化、智能化等新一代信息技術(shù)，利用智慧水務(wù)提高運(yùn)維效能和加快風(fēng)險(xiǎn)處置。即通過強(qiáng)化水務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同智慧能力來提升水務(wù)韌性。

2 城市水務(wù)規(guī)劃韌性提升策略研究

城市水務(wù)系統(tǒng)除了要應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的城市風(fēng)險(xiǎn)（風(fēng)暴潮、干旱、地震等自然災(zāi)害，設(shè)備事故、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等事故災(zāi)難），還要面臨 “新型不確定性風(fēng)險(xiǎn)”，例如極端氣候、科技革命、重大傳染病傳播、突發(fā)襲擊等[7]2。“新型不確定性風(fēng)險(xiǎn)”往往難以預(yù)料，傳統(tǒng)的單純“放大冗余”或“制定預(yù)案”等水務(wù)規(guī)劃策略已經(jīng)難以有效應(yīng)對(duì)，應(yīng)從提升給水、污水、雨水和水系等各專業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)韌性、功能韌性、過程韌性，以及水務(wù)系統(tǒng)綜合韌性來全時(shí)空地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜多變風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 給水規(guī)劃

傳統(tǒng)的給水規(guī)劃強(qiáng)調(diào)構(gòu)建規(guī)?；沫h(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)。這種規(guī)劃模式雖然能夠滿足基本服務(wù)需求，但從給水行業(yè)未來發(fā)展來看，缺乏適應(yīng)性和可持續(xù)性，主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一是在安全保障方面，管網(wǎng)壓力普遍偏高，系統(tǒng)能耗高、爆管率高，且一旦出現(xiàn)突發(fā)事故，影響范圍大；二是在品質(zhì)提升方面，水廠處理工藝雖然已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)直飲出水，但大體量的統(tǒng)一供水模式，造成管網(wǎng)輸送距離長(zhǎng)，用水在管網(wǎng)的末端停留時(shí)間長(zhǎng)，水質(zhì)極易惡化，制約高品質(zhì)供水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[8]。由此可見，城市輸配水管網(wǎng)是提高給水韌性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，給水規(guī)劃韌性提升的要點(diǎn)應(yīng)該是：給水系統(tǒng)空間布局從大體量、集中化的“統(tǒng)一供水”，向分散化、扁平化、靈活互連的“分區(qū)供水+應(yīng)急儲(chǔ)備”模式轉(zhuǎn)變。

（1）分區(qū)供水。建立輸水、配水2級(jí)系統(tǒng)，輸水系統(tǒng)與配水系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，二者之間設(shè)置配水增壓泵站。水廠通過輸水管網(wǎng)將水輸送至增壓泵站，泵站向各分區(qū)管網(wǎng)獨(dú)立配水；配水分區(qū)規(guī)模一般控制在2 km?以內(nèi)（根據(jù)數(shù)據(jù)模擬分析，2 km?以內(nèi)的管徑總體可以控制在DN300以下），各分區(qū)配水管網(wǎng)平行運(yùn)行，分區(qū)之間建立應(yīng)急聯(lián)通管道（見圖1）。分區(qū)供水模式增強(qiáng)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)韌性，由于配水管網(wǎng)尺度的大幅減小，拉近了用戶與水源的距離，可以有效降低管網(wǎng)平均壓力、降低管網(wǎng)漏損率、減少爆管發(fā)生率。模塊化的平行運(yùn)行布局能夠?qū)⑼话l(fā)沖擊的影響控制在較小范圍并阻斷連鎖反應(yīng)，應(yīng)急工況下可以聯(lián)合各個(gè)配水子系統(tǒng)共同應(yīng)對(duì)突發(fā)事故[9]。分區(qū)供水還便于實(shí)施分區(qū)計(jì)量和精細(xì)化管理，有利于應(yīng)用智能化手段，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行韌性。空間上，2 km?的分區(qū)規(guī)模基本與國土空間社區(qū)層級(jí)的規(guī)模相匹配，通過與城市社區(qū)同步模塊化增長(zhǎng)，能夠更加彈性地適應(yīng)城市發(fā)展。

（2）應(yīng)急儲(chǔ)備。采用多水源供水和設(shè)置水量調(diào)蓄提高給水系統(tǒng)的冗余度。輸水層級(jí)，疊加多源取水、多源供水、備用水源設(shè)置和水廠源頭調(diào)蓄，通過輸水網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合調(diào)度提高水量源頭冗余，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)用水變化和突發(fā)事件的能力；配水層級(jí)，利用增壓泵站配置調(diào)蓄水池，調(diào)蓄量一般不小于服務(wù)區(qū)域日供水量的8%—12%[9]，除了能起到應(yīng)急儲(chǔ)備作用外，還可以降低水廠至泵站的輸水干管管徑。采用中途水質(zhì)控制和動(dòng)態(tài)循環(huán)提高管網(wǎng)水質(zhì)韌性。在增壓泵站加載補(bǔ)氯等消毒設(shè)施進(jìn)行中途水質(zhì)控制，借鑒建筑直飲水供水模式，在配水管網(wǎng)末端增設(shè)回水管道接入增壓泵站，利用增壓泵站實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水動(dòng)態(tài)循環(huán)。

2.2 污水規(guī)劃

傳統(tǒng)的污水規(guī)劃由于污水設(shè)施的鄰避效應(yīng)，污水處理廠普遍布置在城市外圍，日均處理規(guī)模動(dòng)輒達(dá)到幾十萬噸、幾百萬噸，城市污水需要通過長(zhǎng)距離、大口徑的管渠和多級(jí)提升泵站向外輸送。這種規(guī)?；拇蠹小⒋笈欧拍Ｊ?，一方面安全可靠性不足，一旦突發(fā)事故，影響范圍大；另一方面造成大量水資源的浪費(fèi)，即使遠(yuǎn)距離回用，也需要大體量的再生水管網(wǎng)承載而消耗大量建設(shè)成本。因此，污水韌性提升的方向應(yīng)該是污水資源化與就近利用，污水規(guī)劃韌性提升的要點(diǎn)應(yīng)該是：污水系統(tǒng)空間布局從“集中排放”模式，向“分布處理+再生回用”模式轉(zhuǎn)變。

（1）分布處理。按照“大分散、小集中”的原則部署污水再生處理系統(tǒng)。將城市劃分為若干污水再生處理單元，每個(gè)單元的處理規(guī)?？刂圃谌f噸級(jí)別，各個(gè)單元之間建立應(yīng)急聯(lián)通管道。分布式污水再生處理模式增強(qiáng)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)韌性，可以減小突發(fā)沖擊的影響范圍而分散風(fēng)險(xiǎn)，拉近了處理設(shè)施與用戶之間的距離，便于再生水的就近回用（見圖2）。據(jù)研究，分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)際上成本比集中式更低[7]4。萬噸級(jí)的污水處理單元一般控制在10—20 km?，基本與城市國土空間組團(tuán)層級(jí)的規(guī)模相匹配，可以與城市組團(tuán)同步彈性發(fā)展。另外，出于污水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的考慮，建議單元內(nèi)的用地功能布局盡量復(fù)合化、均等化，便于有效應(yīng)對(duì)公共衛(wèi)生事件等突發(fā)沖擊下人口分布變化引起的污水量陡增陡落。

（2）再生回用。相較于將處理后的污水直排水體的傳統(tǒng)方式，污水再生利用是應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)格的環(huán)境政策的經(jīng)濟(jì)替代方案。大量實(shí)踐表明，將污水凈化為可利用的水資源加以回用，與傳統(tǒng)的水資源開發(fā)利用模式相比更具優(yōu)勢(shì)，污水再生回用遠(yuǎn)比遠(yuǎn)距離調(diào)水經(jīng)濟(jì)[10]，應(yīng)作為城市的第二水源。污水再生處理應(yīng)堅(jiān)持以供定需、依用定質(zhì)[11]，再生水應(yīng)用盡用，再生水以污水再生處理廠為水源就近回用。

2.3 雨水和水系規(guī)劃

氣候變化引起的極端天氣是當(dāng)今全球關(guān)注的焦點(diǎn)。有研究通過分析近30年的降雨數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型，指出氣候突變的可能性的確存在，南北方可能出現(xiàn)氣溫逆轉(zhuǎn)，使得降水分布發(fā)生奇異變化[12]。中國是全球自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家，尤以洪澇為甚。近年來我國北方地區(qū)出現(xiàn)多起極端暴雨洪澇事件。以工程手段調(diào)控洪澇的能力總有一定限度，從傳統(tǒng)的硬性抵抗向彈性消解轉(zhuǎn)變，把外界沖擊作為自然動(dòng)態(tài)的變化過程，強(qiáng)化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和自適應(yīng)能力[13]，是城市雨水和水系規(guī)劃韌性提升考慮的要點(diǎn)。

雨水規(guī)劃由“以排為主”向“可持續(xù)水循環(huán)”轉(zhuǎn)變?？沙掷m(xù)水循環(huán)強(qiáng)調(diào)自然積存、自然滲透和自然凈化，應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在源頭至末端的全過程綜合治理中。源頭推行滲、滯、蓄、凈、用、排等設(shè)施靈活組合的低影響開發(fā)系統(tǒng)，發(fā)揮延緩峰值流量、減少外排水量及污染物含量的作用；中途采用蓄排結(jié)合的排水模式，聯(lián)合源頭削減措施，優(yōu)先利用自然排水方式，實(shí)現(xiàn)中小降雨自然積存、滲透與凈化；末端與水系水位、排澇分區(qū)有機(jī)結(jié)合，根據(jù)城市雨水污染特征重點(diǎn)加強(qiáng)初期雨水收集處理。需要注意的是，源頭削減慎用灰色蓄水設(shè)施，蓄水設(shè)施盡可能兼具多種功能，避免以錯(cuò)峰排放為唯一目的專用蓄水池；中途仍須同步規(guī)劃高標(biāo)準(zhǔn)的雨水管渠，保障排水安全底線。

水系規(guī)劃由“硬性防御”向“動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)”轉(zhuǎn)變。城市水系具有很強(qiáng)的自然屬性和隨時(shí)空變化的特征，實(shí)現(xiàn)可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的水系規(guī)劃應(yīng)從順應(yīng)自然和空間彈性入手。水系布局應(yīng)遵循水系自然演變規(guī)律，與水體的自然流向相協(xié)調(diào)，連通河流、湖泊、濕地等要素，采用低影響的自然或仿自然手段，塑造自然連續(xù)的水系網(wǎng)絡(luò)和水體形態(tài)，通過水系的系統(tǒng)調(diào)配分散和疏解洪澇壓力。水系網(wǎng)絡(luò)應(yīng)與綠地網(wǎng)絡(luò)和開敞空間交織布局，通過藍(lán)綠空間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，動(dòng)態(tài)適應(yīng)洪澇蓄排以及自然系統(tǒng)的生態(tài)交換。水系空間應(yīng)適應(yīng)豐水期、常水期和枯水期的水位漲落，彈性滿足不同時(shí)期的水面積需求，柔性應(yīng)對(duì)水文變化?？菟诟鶕?jù)最低可用生態(tài)水量確定水面積，常水期依據(jù)穩(wěn)定的生態(tài)水量確定水面積，汛期按照防洪排澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確定水面積。需要強(qiáng)調(diào)的是，城市空間布局和景觀規(guī)劃切忌不顧自然生態(tài)環(huán)境和水資源條件，盲目部署大面積水體，將景觀功能與生態(tài)功能本末倒置。

2.4 專業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)集成

城市水系統(tǒng)是水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)的耦合系統(tǒng)[14]，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的變化都可能對(duì)整體水循環(huán)造成連鎖影響。傳統(tǒng)水務(wù)規(guī)劃專業(yè)分工明確，割裂的專業(yè)規(guī)劃往往孤立地處理水務(wù)問題，缺乏整體考慮。應(yīng)該將給水規(guī)劃、污水規(guī)劃、雨水規(guī)劃、水系規(guī)劃有機(jī)聯(lián)系起來，構(gòu)建相互協(xié)調(diào)、協(xié)同運(yùn)作的系統(tǒng)性水務(wù)規(guī)劃，提高水務(wù)系統(tǒng)的綜合韌性。

（1）污水資源化。污水資源化是實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用和水生態(tài)健康良性循環(huán)的關(guān)鍵所在。從流域水資源整體平衡和統(tǒng)一配置的角度來看，城市污水量大質(zhì)穩(wěn)定，再生水就近可取、水質(zhì)可控，不受氣候條件和其他自然條件限制，是最可靠的補(bǔ)水水源，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)污水再生和生態(tài)環(huán)境利用，彌補(bǔ)季節(jié)性影響。根據(jù)對(duì)典型城市地區(qū)的計(jì)算分析，城市再生水量扣除城市雜用，其余全部用于城市水系生態(tài)補(bǔ)水，可支撐的水面面積率多超過5%。

（2）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)在統(tǒng)一?，F(xiàn)行國標(biāo)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的最高排放標(biāo)準(zhǔn)是一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的可比項(xiàng)目，絕大多數(shù)指標(biāo)不及地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，污水排放標(biāo)準(zhǔn)與水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺乏內(nèi)在一致性。隨著水環(huán)境理念從事后治理向事前保護(hù)的轉(zhuǎn)變，應(yīng)統(tǒng)一在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系之下對(duì)污水處理提標(biāo)提質(zhì)。

（3）設(shè)施空間融合。調(diào)整割裂的水務(wù)專業(yè)規(guī)劃模式，所有水務(wù)設(shè)施基于“一張水網(wǎng)”統(tǒng)籌部署，協(xié)調(diào)各類設(shè)施上下游關(guān)系、鄰避關(guān)系，推進(jìn)水務(wù)設(shè)施與城市其他基礎(chǔ)設(shè)施和綠色空間融合部署（見圖3）。例如，污水處理設(shè)施可以結(jié)合公園綠地采用全地下的建設(shè)方式，地面與公園綠地融為一體。地下建設(shè)方式，地震破壞力最小，對(duì)周邊環(huán)境基本沒有鄰避影響。建議城市用地規(guī)劃考慮在沿河、地勢(shì)低洼及排水干管沿線布置公園等公共綠地，作為污水和雨水系統(tǒng)韌性發(fā)展的備用空間[15]122。

（4）適度彈性預(yù)留。對(duì)輸配系統(tǒng)干管管徑和重大水務(wù)設(shè)施用地預(yù)留一定冗余。輸配干管的冗余承接未預(yù)見水量，彈性系數(shù)不宜過大，尤其是污水管道，當(dāng)污水量增長(zhǎng)不抵預(yù)期時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致管道流速偏小，易形成沉積而影響排水能力，彈性系數(shù)取1.2較為合適[15]122。水廠、污水廠、水利樞紐等重大水務(wù)設(shè)施的規(guī)劃用地規(guī)模，建議按設(shè)計(jì)規(guī)模1.2倍的彈性系數(shù)預(yù)留發(fā)展備用空間。

3 雄安新區(qū)RD片區(qū)韌性水務(wù)規(guī)劃實(shí)踐探索

雄安新區(qū)地處河北省中部，是繼深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū)。RD片區(qū)是其中開發(fā)建設(shè)的首個(gè)先行區(qū)，肩負(fù)著探索建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新開發(fā)模式的重要使命。片區(qū)占地面積12.7 km?，規(guī)劃人口約17萬人，是以生活居住功能為主的綜合性功能區(qū)。

RD片區(qū)水務(wù)規(guī)劃涉及除水源和凈水廠以外的全部水務(wù)內(nèi)容，規(guī)劃基于韌性城市理念確定水務(wù)各領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。給水領(lǐng)域，聚焦城市輸配水管網(wǎng)韌性，研究建立一套既可以滿足當(dāng)前供水需要，也能為未來水質(zhì)提升預(yù)留充足條件的給水輸配系統(tǒng)；排水領(lǐng)域，面對(duì)華北地區(qū)水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)退化的嚴(yán)峻局面，探索水資源循環(huán)利用的規(guī)劃方法，打通社會(huì)水循環(huán)與自然水循環(huán)之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；水利領(lǐng)域，關(guān)注氣候變化背景下極端暴雨內(nèi)澇防治，研究打造適應(yīng)本地降水特征并應(yīng)對(duì)多種水文條件的彈性水系。

3.1 “分區(qū)供水、回水循環(huán)”的韌性給水規(guī)劃

實(shí)現(xiàn)可直飲的高品質(zhì)供水是供水行業(yè)當(dāng)前的重點(diǎn)突破方向，雄安新區(qū)總規(guī)明確要求“實(shí)施全域高品質(zhì)供水”。但從目前的發(fā)展進(jìn)程來看，各地直飲供水仍處在探索階段，尚未形成統(tǒng)一的水質(zhì)目標(biāo)和系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。RD片區(qū)給水規(guī)劃為避免因水質(zhì)目標(biāo)提升帶來系統(tǒng)的顛覆性影響，圍繞提高給水系統(tǒng)韌性適應(yīng)能力，創(chuàng)新性提出“分區(qū)供水+回水循環(huán)”的供水模式（見圖4-圖5）。

（1）分區(qū)供水：采用模塊化管網(wǎng)布局，結(jié)合社區(qū)單元，按照2 km?左右的尺度劃分6個(gè)供水分區(qū)，相鄰的2—3個(gè)供水分區(qū)合并配建1座增壓泵站，形成“三站六網(wǎng)”的分區(qū)供水格局。根據(jù)水力計(jì)算，管網(wǎng)平均壓力基本控制在0.29—0.30 MPa之間，較“一網(wǎng)統(tǒng)供”的供水模式降低25%以上，有力支撐新區(qū)管網(wǎng)漏損率不高于5%目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。配水管管徑絕大部分控規(guī)在DN200—DN300之間，能夠有效控制管材優(yōu)化的成本。供水分區(qū)設(shè)網(wǎng)間連通管道，增壓泵站按最高日供水量的15%配置調(diào)蓄池，共同保障應(yīng)急工況下的安全供水。

（2）回水循環(huán)：為防止管網(wǎng)中的水停留時(shí)間過長(zhǎng)造成水質(zhì)惡化，在供水分區(qū)管網(wǎng)末梢增設(shè)回水管道，通過可遠(yuǎn)程啟閉的閥門將停留時(shí)間較長(zhǎng)區(qū)域的供水回流至增壓泵站進(jìn)行補(bǔ)充消毒?；厮c(diǎn)和回水流量根據(jù)管網(wǎng)水質(zhì)模型模擬，基本位于管網(wǎng)最遠(yuǎn)點(diǎn)或水量最小點(diǎn)?；厮艿婪笤O(shè)于綜合管廊內(nèi)，便于分期實(shí)施和動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.2 “分布處理、良性循環(huán)”的韌性排水規(guī)劃

RD片區(qū)屬于典型的北方城市，周邊地表水系常年干涸，河道污染嚴(yán)重，地下水超采，水資源嚴(yán)重匱乏。雖然調(diào)引黃河水、南水北調(diào)等工程在一定程度上緩解了生產(chǎn)生活水源的不足，但生態(tài)環(huán)境用水仍然無法保障。把社會(huì)用水和自然用水過程統(tǒng)一起來，實(shí)行水資源、水環(huán)境和水生態(tài)“三水共治”，營造健康良性的水循環(huán)，是RD片區(qū)提升排水規(guī)劃韌性的主攻方向。

污水規(guī)劃：由于片區(qū)所處流域水質(zhì)管控（Ⅲ—Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）要求極高，RD片區(qū)在規(guī)劃伊始就本著污水資源化的理念統(tǒng)籌研究其環(huán)境功能、生態(tài)功能和資源功能。規(guī)劃聯(lián)合相鄰片區(qū)詳細(xì)比選了分散式、分布式、集中式等污水系統(tǒng)布局方式，確定采用分布式循環(huán)再生的污水處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的建設(shè)方式靈活、周期短、投資省、再生利用便捷，相比之下韌性最優(yōu)。片區(qū)規(guī)劃1座污水再生處理廠，規(guī)模為8.0萬m?/d，采用全地下形式與城市公園融合建設(shè)（見圖6）。規(guī)劃1條與相鄰的RX片區(qū)污水廠應(yīng)急聯(lián)通的壓力污水管，敷設(shè)于綜合管廊中，便于分期實(shí)施和動(dòng)態(tài)調(diào)整。

再生水規(guī)劃：實(shí)行污水再生循環(huán)利用，再生水全部回用，納入水資源統(tǒng)一配置。污水處理出水水質(zhì)按“準(zhǔn)Ⅲ類”地表水標(biāo)準(zhǔn)（僅總氮不滿足）控制，既滿足了污水再生回用的水質(zhì)要求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了與流域水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)在統(tǒng)一（見表3）。

RD片區(qū)規(guī)劃了專用的再生水管網(wǎng)系統(tǒng)。以污水再生處理廠為水源，根據(jù)用戶分布，管網(wǎng)采用大環(huán)小枝的系統(tǒng)形式，主干管以環(huán)網(wǎng)的形式沿綜合管廊敷設(shè)，支管呈枝狀向公共綠地、廣場(chǎng)、主要道路、城市水系延伸。主干管的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)可靠性高，沿管廊敷設(shè)便于動(dòng)態(tài)調(diào)整；支管的枝狀布局實(shí)現(xiàn)了以最小建設(shè)成本滿足市政雜用和水系生態(tài)等主要用戶的用水（見圖7）。

雨水規(guī)劃：構(gòu)建源頭削減、中途控制、末端治理多級(jí)控制系統(tǒng)。源頭重點(diǎn)推動(dòng)低影響開發(fā)，圍繞海綿城市指標(biāo)體系，將年徑流總量控制率作為核心控制指標(biāo)，徑流污染控制、雨水資源化利用等作為補(bǔ)充控制標(biāo)準(zhǔn)，按照片區(qū)、宗地、地塊進(jìn)行針對(duì)性差異化逐層分解，深度達(dá)到能夠詳細(xì)指導(dǎo)工程項(xiàng)目具體建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。中途創(chuàng)新排放模式，將雨水管道緊鄰道路綠化分隔帶或人行道布置，檢查井采用偏井的形式，井口采用溢流方式布置在綠化帶或行道樹間隔處，綠化帶采用下凹式輔助排水——雨量較小時(shí)雨水通過土壤過濾下滲，雨量較大時(shí)雨水由溢流口直接排入雨水管道（見圖8-圖9）。該模式不僅響應(yīng)了海綿城市的建設(shè)要求，而且大幅減少了路面井蓋的數(shù)量[16]。末端截留初期雨水，在管網(wǎng)下游集中設(shè)置初期雨水調(diào)蓄池，串聯(lián)相近雨水排放口，將初期雨水錯(cuò)峰接入就近的污水管道，統(tǒng)一輸送至污水廠集中處理。

3.3 “以水定城、豐枯調(diào)劑”的彈性水系規(guī)劃

華北平原水資源時(shí)空分布極不均勻，汛期3—4個(gè)月降水量占全年降水量的比例高達(dá)70%以上，河湖濕地普遍面臨旱季長(zhǎng)期干涸、斷流，雨季短時(shí)洪澇成災(zāi)的問題，造成安全、景觀、生態(tài)等多重影響。為應(yīng)對(duì)水文變化，適應(yīng)水資源時(shí)空分布特征，營造優(yōu)美宜人的水景風(fēng)貌，RD片區(qū)提出打造“彈性水系”——彈性滿足枯水期最低保障、常態(tài)景觀生態(tài)需求、汛期調(diào)蓄排澇需求，形成由枯水位、常水位、澇水位等不同特征水位下的彈性水系布局（見圖10-圖12）。

常水位（6.5—7.5 m）下的水面積根據(jù)可用再生水量確定。RD片區(qū)可供本地使用的再生水量為4萬m?/d，除綠化澆灑、道路沖洗等市政雜用水量1.0萬m?/d（冬季）—1.8萬m?/d（夏季），剩余水量補(bǔ)充水系蒸發(fā)、下滲，以及促進(jìn)活水。按照夏季最不利水量測(cè)算，可支撐水面積近75 hm??？紤]一定的安全冗余，確定常水位水面積70 hm?，水面面積率5.5%。

澇水位（南側(cè)8.5 m，北側(cè)10.0 m）下的水面積依據(jù)排澇標(biāo)準(zhǔn)（30年一遇）所需調(diào)蓄量確定。打造由河、湖、低洼草溝、生態(tài)排洪渠組成的蓄澇滯澇區(qū)，形成蓄排結(jié)合、自排為主、抽排為輔的治澇模式。澇水位下的低洼蓄澇面積165 hm?，蓄澇水面面積率13.2%?？菟竟?jié)最低水位6.5 m，利用多處溢流堰保水，維持中心水域最小水面積；降雨后水位上升，控制不超過啟排水位7.5 m，超過7.5 m沿排澇干渠開始向外排水，水系發(fā)揮排澇功能，雨洪滯留水深1 m左右。

針對(duì)水文特征和彈性水系，組合形成湖、河、溪、濕地等不同的水景風(fēng)貌?？菟谛纬珊?旱溪的水景風(fēng)貌，維持中心湖持續(xù)水景；日常形成湖+溪的水景風(fēng)貌；汛期形成湖+河+濕地的水景風(fēng)貌。

4 結(jié)語

總結(jié)城市水務(wù)規(guī)劃韌性提升的策略與方法，主要包括4個(gè)方面。

（1）結(jié)構(gòu)化整為零。由傳統(tǒng)的集中布局向分布式轉(zhuǎn)變。分布式布局能夠有效控制風(fēng)險(xiǎn)影響力，某個(gè)單元一旦失效，即刻切換至其他單元，避免城市功能大面積中斷或癱瘓。

（2）設(shè)施多元冗余。在面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)沖擊和技術(shù)發(fā)展變革的不確定性時(shí)具備一定的預(yù)判能力，通過多元路徑和適度冗余提前準(zhǔn)備、未雨綢繆，為城市未來發(fā)展提供充足的條件。

（3）空間功能彈性。主要強(qiáng)調(diào)水務(wù)空間與國土空間的多功能復(fù)合利用，使某些空間能夠在日常狀態(tài)和特殊狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)功能的自由轉(zhuǎn)換，促進(jìn)城市與風(fēng)險(xiǎn)沖擊和諧共生。

（4）專業(yè)統(tǒng)籌協(xié)作。從水務(wù)各專業(yè)系統(tǒng)整體關(guān)聯(lián)角度出發(fā)，控制風(fēng)險(xiǎn)在專業(yè)系統(tǒng)之間的連鎖反應(yīng)，通過多方協(xié)作、統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)在城市水務(wù)規(guī)劃層面的多規(guī)合一。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出建設(shè)韌性城市，韌性城市建設(shè)已經(jīng)上升為城市風(fēng)險(xiǎn)防控的國家戰(zhàn)略路徑，對(duì)城市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響巨大。本文嘗試將韌性城市理念融入城市水務(wù)規(guī)劃，探索城市水務(wù)規(guī)劃韌性提升的策略與方法，以期在新時(shí)期歷史大變革的背景下為城市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型發(fā)展提供新的研究視角和參考借鑒。

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