本文以厦门市思明区为例,从系统化方案的编制原则、思路及具体问题需求、规划目标指标体系和各目标所对应的系统方案上进行探讨,提出基于老城区的海绵城市实践模式。

统筹考虑规划区内市政道路、建筑小区、行政办公及商业、公园绿地等源头控制工程对流域系统海绵城市建设的贡献,保证海绵城市规划目标的实现。

充分评估规划区现状建筑小区、行政办公及商业、公园绿地、市政道路等海绵城市设计目标,在技术上最大程度可行性,充分考虑区内场地条件(市民接受度、场地大小、下垫面情况以及居民其他需求等),以此合理确定海绵城市建设指标。

结合规划区的地形条件和实际问题,合理利用地形及管网条件,充分发挥绿色雨水设施和管网不同设施的耦合功能;优先选择施工成本低,操作维护方便的技术措施和材料,采用适当的海绵城市设施,降低施工和维护成本。

推进绿色基础设施建设,综合利用自然和人工强化功能,在区域内实施减排项目。在项目设计中,必须注意并兼顾景观效应,发挥环境经济和社会的综合效益。

厦门系统化方案的总体思路为精心建设小海绵体,补充、完善和提升中海绵体,重新构建大海绵体。对于规划区存在雨水径流污染控制率低、城市下垫面硬化程度高、流域水生态环境有待提高、城市内涝防治形势严峻等问题,以问题为导向,遵循场地现状,避免大拆大建,结合低影响开发设施布局,有效利用现有绿地、建筑小区和行政办公、商业及市政道路等实现海绵化改造,分期实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”^[1]的海绵城市建设目标。

思明区为厦门的城市核心区域,涵盖鼓浪屿世界遗产片区、万石山国家风景名胜区和中山路历史文化街区。2020年海绵城市重点建设区域包括4个片区,分别为2.28 km²厦大、1.11 km²曾厝垵、5.24 km²黄厝和3.1 km²观音山片区,总面积为11.74 km²。厦大、曾厝垵片区位于思明区西南部,是厦门市重要的教育、旅游综合区域;黄厝片区位于思明区东南部,是厦门市重要的民俗文化村;观音山片区位于思明区东部,是厦门市东部新型商务区。

规划区现状为城市建成区,现状开发力度大且基本接近饱和,城市面源污染无法得到有效控制,严重影响了该地区地表水体和下游海域的水环境质量。此外,黄厝、观音山片区市政排污纳污系统尚未完善,黄厝片区新村、茂后以及曾厝垵片区上何、兜岭等自然村尚未进行雨污分流改造,雨水管涵水质主要指标DO、NH₃-N、TN、TP超标,导致近海景观岸线水环境受到污染。

2018年5月7日暴雨,厦门市共出现积水点38处,其中28处集中在思明区南部与东部片区,规划区内存在7处积水点,分别为演武路厦大门口、演武小学、黄厝隧道、环岛干道白城隧道东出口、环岛干道软件园下穿通道、何厝社区、岭兜村。造成规划区严重内涝的主要原因可归纳如下:①积涝点地势低洼。②大面积客水径流至积涝点。③地势坡度大,排涝设施建设标准低,雨水收集能力有限。厦大片区、曾厝垵片区、黄厝片区北靠万石山,片区坡度大,原有下穿通道和其他低洼区的排涝设施规模仅按小区域汇水面积计算,没有考虑到超标雨水其他区域的汇水。④城中村雨水管网建设滞后,且维护不足。

除观音山片区外,其他片区建设区内绿化普遍较低,片区内建筑小区虽然建成年份较晚,但作为厦门市重要旅游景区,部分建筑小区多处地面铺装破损、屋顶景观单一等问题对城市形象造成不良影响。

本规划区为建成区,进行海绵城市改造不是为了海绵而海绵,需要通过三维建模、水文水质模型等先进技术手段,分析本规划面临的实际问题,从而科学评判本规划区海绵城市建设需求。

厦大片区、曾厝垵片区、黄厝片区为本岛重要旅游景点,观音山片区为城市文化、商业综合新区,以上区域均位于思明区滨海岸线廊道,雨水通过排水主干排入海域,城市面源污染作为近海主要污染源,是海绵城市建设需要突破的重要问题。本规划建筑小区、行政办公及商业市政道路位于汇水区源头,需进行下垫面改造,削减雨水径流污染。

规划区作为思明区乃至厦门市旅游、文化、商业、金融、居住的重点区域,是厦门市城市发展水平的集中体现,对环境品质也有更高的要求,代表厦门城市门面,特别是第5立面——屋顶,有进一步提升美化的空间。通过海绵城市建设,综合改善区域环境品质,营造亲民、宜居的城市生态环境。

规划区排水管网建设尚未完善,存在局部低洼点,外加雨水主干管埋深较深,受海水顶托的影响大,现状存在7处易涝点。规划采用数字模型对雨水排水系统进行综合评估,针对现状积水问题,提出源头减排、过程控制、末端治理相结合的排水措施体系,消除易涝点或积水风险点。

依据《厦门市海绵城市专项规划》对本规划区的海绵城市建设要求,将雨水年径流总量控制率作为片区控制指标,区域的径流总量控制目标为不低于60%,对应的设计降雨量为不小于19.5mm^[2]。对于改建地块项目,以问题导向为主,依据最大程度技术可行性和实事求是的原则,可适度下调雨水年径流总量控制率控制目标。

污水收集处理率达到100%;晴天污水全截流,雨水径流污染、合流制管渠溢流污染得到有效控制;雨水管网不得有污水直接排入水体;非降雨时段,合流制管渠不得有污水直接排入水体。

通过采取综合措施,有效应对不少于50年的暴雨,即50年一遇降雨时:城市道路积水深度不超过15 cm,累计积水时间不超过2 h;学校、医院、防讯指挥部等敏感区域出入口保持畅通;建筑物的底层不进水,地铁、大型地下商场的出入口标高高于50年一遇洪水位。

径流控制是城市水生态系统构建的首要目标,在本规划区进行海绵城市更新改造的建设活动,应首先遵循低影响开发理念,明确雨水年径流总量控制率和径流污染控制率,从而确定海绵城市建设方案。海绵城市建设的目标、实现方式多种多样,需通过深入分析规划区建设情况,摸清城市不同区域内建设管理存在的问题后,进行综合分析确定。根据规划区海绵建设现状分析结果,以及城市内涝防治体系和城市污水治理策略等情况,结合开发建设强度,土壤渗透性和地下水分布情况等因素,识别适宜进行海绵城市建设的区域,合理确定各个区域的海绵城市建设重点和规划管控内容,在规划区进行海绵城市建设的战略统筹。

对于现状已建地块,重点解决地块内的硬质铺装、雨污混接等问题,并适当进行雨落管断接、雨水花园、透水铺装、屋顶绿化等措施,从源头对初期雨水径流污染进行削减控制。对于规划新建地块,完全按照海绵城市建设理念进行开发建设,在不新增投资的情况下,实现径流总量控制和初期雨水径流控制的生态海绵地块。

在此基础上,选用英国InfoWorks ICM排水模型的水动力LID/SUDs模块,结合各地块的实际开发建设情况,分别对各片区的年径流总量控制率和污染削减率进行评价,结果和指标可以指导海绵城市近远期的建设和改造,同时还可以评估改造之后的地块污染削减率对环境的贡献和影响。以厦大片区规划情况为例,年径流总量控制率如表1所示。

水污染控制主要以控源截污和内源污染治理为抓手,在污染源调研的基础上,针对点源污染,采用村庄污水截流整治、片区污水系统完善及末端溢流污染控制等工程,对集中性污染源进行全流程管控,进一步削减排入海域的污染量,提升水环境质量。针对面源污染,提出建设用地低影响开发策略,从源头削减初期雨水径流污染。

通过对规划区沿线涉及的雨水排放口进行摸排,现状共有51个排放口,其中已完成截流的排放口9个,旱天疑似有水的排放口15个。在此基础上,对旱天有污水排放的雨水排放口进行污染源溯源,共发现有4片区域存在雨污水混接错接。同时,在村庄水环境治理方面,对涉及的前后厝社、前田社、仓里社、西边社、新村、黄厝村6个村庄实行雨污分流改造,并对片区涉及的3座现状污水系统泵站及污水管网规模进行复核,最终提出相应的工程措施。

对于现状老城区,按照最新的排水防涝标准,在排水模型中结合潮位及降雨雨型,以现状模型评估结果为基础,改造策略上力求尽量减少对现状道路及交通的影响。对不能满足设计标准的内涝风险区域^[3,4]3,4],规划结合新增调蓄受纳水体,合理增加雨水干管及排水通道,优化排水分区高水高排等措施,对于新建规划区,合理划定城市排水分区,布局城市雨水管渠,保留城市现状水体,并预留超标雨水行泄通道。以厦大片区为例,该片区部分区域位于2年一遇潮水位以下。2018年5月6日,厦大片区遭遇了2 h 128.7 mm的强度降雨,相当于厦门100年一遇的降雨量,强降雨造成厦大西门区域严重积水,积水深度约30～50 cm,积水面积约1 hm²,靠近厦大西门的展览馆及部分教室进水。通过模型评估可以发现,现状管网有72.6%满足不了3年一遇的排水防涝要求,在3年一遇设计降雨下,演武路、厦大西村校门口已开始出现超过15 cm的地面积水;在5年一遇设计降雨下,部分路段出现超过25 cm地面积水;在10年一遇设计降雨下,地面积水范围进一步扩大;在50年一遇设计降雨下,厦大西村公交站附近出现超过40 cm地面积水,对周边居民交通出行造成非常大影响。为此,结合模型评估分别提出规划改造工程量,在满足50年一遇设计降雨及多年平均潮位的条件下,需新建一座5 m³/s排涝泵站,改造管网312 m,若需满足50年一遇设计降雨及2年一遇潮位条件下,还需在演武大桥下新建一座10 m³/s排涝泵站。通过模型评估,在2 h 50年的设计暴雨和2年的潮位下,当没有建造10 m³/s泵站时,该区域积水深度超过15 cm的积水时间约为15 min。最终,规划近期改造管网312 m,新建5 m³/s排涝泵站,远期结合片区的实际情况再决定10 m³/s排涝泵站的投入建设。

结合规划区开发建设时序与建设要求,建立海绵城市建设工程项目储备制度,制定年度实施计划,逐步落实海绵城市建设实施项目,分别从水生态系统、水环境系统和水安全系统三方面,对建设项目进行安排,进行海绵城市的建设。在建设策略上,通过近期建设典型项目、典型区域带动,实现海绵城市建设目标,为全市全面推进海绵城市建设积累经验、提供示范。规划区2020年前海绵城市建设工程总投资约2.012 7亿元,共42项,具体水生态系统工程、水环境系统工程、水安全系统工程规划如表2～表4所示。

2016年,厦门市首次将海绵城市建设任务纳入市生态环境保护建设的考核内容,主要对象为国家海绵城市试点区所在的海沧区政府、翔安区政府,考核结果将影响区内行政管理部门的年度绩效和党政领导干部提拔任免。2017年,厦门市发布《厦门市生态文明建设目标评价考核办法》及《厦门市海绵城市建设绩效考核办法》^[5,6]5,6],将考核对象扩展到市区发改委、财政局、规划委、建设局、市政园林局、水利局、交通运输局,对照海绵城市部门职责分工进行考核。

根据《厦门市海绵城市建设管理办法》^[7]7],全市新、改、扩建建设项目均应按照海绵城市要求进行建设。已建公共建筑结合老旧小区提升同步完成海绵城市改造;鼓励已建住宅小区、商业区、单位庭院开展海绵城市建设改造;新建公共建筑应综合考虑并尽量融入屋顶绿化、雨水花园等海绵城市建设措施。

厦门市海绵城市建设工程应与项目主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。全市财政性投融资项目及需落实海绵城市建设要求的项目,应严格执行海绵城市建设相关技术规范和标准。建设单位应确保项目的方案、设计和施工保持一致,设计单位应做好海绵城市建设同步或专项设计,审查机构应按照海绵城市建设要求进行审查。

厦门市经过3年的试点探索,不断大胆实践,对海绵城市理念的认识由浅及深,一步一个脚印地摸索出老城与新城建设模式,并以点带面地在全市推广开来。3年的海绵试点建设只是起点,长期的生态文明建设更是今后的重要使命。

海绵城市建设不是独立存在的体系,而是扎根于现有体系的创新理念,不是简单的项目拼凑,而是一项系统性工程,不是单专业的工程,而是多专业融合的系统。海绵城市建设需要专项规划引领、详细规划传导、系统化方案衔接,才能让海绵城市从规划真正落实到实处。