张埭桥流域海绵专项建设性详细规划的编制
1 项目背景
2015年, 厦门市成功入选厦门市成功入选首批国家“海绵城市”建设试点。厦门市政府高度重视海绵城市建设工作, 以海绵城市试点建设为契机, 深化认识、转变观念, 积极推进全市海绵城市建设工作, 将海绵城市建设作为厦门市生态文明城市建设的重要内容, 从长期发展和城市战略高度进行实施。
截止目前, 厦门市翔安区在试点项目的建设推进过程中, 发现存在部分设计、建设单位对海绵城市的设计、建设指标依据不足, 落实困难等问题。厦门市海绵城市领导小组办公室及翔安区政府提出, 以试点区内水文分区为单元, 开展试点区内的海绵城市修建性详细规划编制工作。本次编制内容为张埭桥流域的海绵城市建设规划 (修规) 。
2 海绵体系
2.1 用地特征
依据上位规划要求, 结合现状条件, 经过深入研究分析项目特征。将本规划区域内用地按照水系、公共绿地、市政道路、村庄、建设用地5大类分类计算制定地块海绵指标, 以期有理、有利于建设单位的理解和落实。表1为下垫面指标概况。
表1下垫面指标概况
Tab.1 Underlying surface profile indicators
用地类型 |
用地面积/hm2 | 占比/% | ||
河流水系 |
35.48 | 6.77 | ||
公共绿地 |
公园绿地 |
31.48 | 6.0 | 16.97 |
防护绿化 |
57.44 | 10.96 | ||
市政道路 |
182.80 | 34.89 | ||
现状村庄 |
54.78 | 10.45 | ||
建设用地 |
162.03 | 30.92 | ||
总用地面积 |
524.00 | 100 |
2.2 海绵系统构建
区域内河流水系主要部分包括:宋洋水库、乌石盘水库及张埭桥河, 其中宋洋水库及乌石盘水库均通过溢洪道排至下游新规划的张埭桥河。上位规划对水系予以了最大程度的保留, 水系承担了区域防洪排涝功能, 也是本规划区内最大的海绵生态空间。水系生态廊道主要依托乌石盘水库、宋洋水库、张埭桥水库及其溢洪道水系组成的2条水生态廊道。
3 指标分解
3.1 分解原则
根据统计的不同用地类型及具体指标, 以及区域海绵系统的布局, 结合片区各建设用地的建设情况, 分析研究河流水系大海绵系统的相关指标、公共绿地、市政道路、村庄、建设用地等小海绵系统的具体海绵设计指标的分解、核算。
分解原则:①防洪安全及工程安全为基础;②区域规划及海绵规划为条件;③充分考虑项目用地现状;④流域规划指标、控制单元目标与建设地块分解指标相统筹;⑤兼顾指标可达性和投资经济性;⑥技术措施普遍性兼顾地区特殊性;⑦“绿色”设施与“灰色”设施相耦合。
3.2 分解思路
本规划区域年径流总量控制率目标为75%, 对应设计降雨量为32.0 mm。指标分解过程中紧扣“海绵城市”建设总体目标, 采用低影响开发设施源头, 分散控制雨水径流, 从而实现你按径流总量控制率目标。
根据规划区流域特点, 首先校核规划区域内“大海绵”容积是否满足区域调蓄要求。同时根据用地类别及项目性质对各地块海绵城市雨水径流总量控制率指标进行分解。
3.3 分解方法
3.3.1 区域大海绵系统校核
本规划区域占地5.24 km2, 主要排水出路为宋洋水库和乌石盘水库及其下游水域, 根据《厦门翔安新城海绵城市建设试点区水环境综合整治实施方案》, 宋洋水库、乌石盘水库及其下游水系将通过连通涵联通为一个完整的水系。总调蓄容积增加至22.5万m3。根据《翔安南部新城试点区域市政专项规划 (调整) 》, 区域内雨水几乎全部排至宋洋水库、乌石盘水库及其连通水系。
表2 规划区域内综合净流系数及径流总量控制容积
Tab.2 Integrated net flow coefficient and total runoff control volume in the planned area
项目 |
面积 /hm2 |
径流 系数 |
综合 径流 系数 |
径流总量 控制目标 |
需设置 容积 /万m3 |
|
村庄用地 |
54.78 | 0.60 | 0.65 | 75%/32 mm | 16.76 | |
公建 |
商业 |
74.52 | 0.80 | |||
行政办公 |
1.22 | 0.65 | ||||
教育、医疗及其他服务 |
86.29 | 0.75 | ||||
市政道路 |
182.80 | 0.85 | ||||
集中绿地 |
88.92 | 0.35 | ||||
水系 |
35.48 | 1.00 | ||||
区域总面积 |
524.00 | - |
根据规划条件, 可将区域内地表水系作为末端调蓄设施校核区域海绵城市建设雨水径流总量控制率目标。区域内各规划不同分区综合径流系数及面积核算见表2。从表中可以看出, 满足75%雨水径流总量控制率要求的情况下, 区域需设置调蓄容积16.76万m3, 目前宋洋水库及乌石盘水库及其下游水系总调蓄容积约22.5万m3, 满足总体指标要求。
3.3.2 绿地
规划区域内除保留村庄、市政道路及已建项目外, 大部分建设用地原始状态为农田和林地。绿地的年径流总量外排率为15%~20% (相当于年雨量径流系数为0.15~0.20) , 年径流总量控制率最佳为80%~85%。综合考虑, 规划区内绿地综合径流总量控制率按85%计。
3.3.3 道路
道路指标分解步骤:①根据市政道路现状用地情况、道路规划、分析当前主要存在问题;②对区域内道路按照级别、断面形式进行分类;③分析满足不同径流总量控制率目标时需设置的调蓄设施及规模 (按道路延米计) ;④综合建设成本及可实施性, 确定市政道路径流总量控制率分解目标 (海绵城市建设指标) ;⑤根据区域特点结合市政道路清洁和区域消防, 在路网密集区设置集中调蓄设施 (市政防护绿地) , 以满足海绵城市建设雨水径流总量控制、防洪排涝及雨水回用的需求。
规划区域一次道路路面清洁及道路绿化灌溉用水量约为2 066 m3, 综合考虑道路竖向、路网分布、区域易涝点以及绿化清洁回用取水点设计, 拟在规划区域利用道路两侧防护绿地设置集中雨水调蓄设施8处, 分别为400 m3, 总容积3 200 m3。
3.3.4 村庄
翔安区近些年来经济发展迅速, 村庄设施较以前有很大程度的改善, 规划区域内几乎全部实现户户通水, 家家通电, 村庄主干道都为沥青或水泥铺装, 便捷了村民生活。同时, 由于市政基础设施建设的时序性, 市政污水及雨水管线的基础设施较为薄弱, 目前大部分区村庄均为雨污合流系统, 雨季大部分雨水混合着污水排至道路两侧排水边沟, 最终汇至末端水塘 (坑) , 径流污染较为严重。因此对于村庄海绵改造应以问题为导向, 按照海绵城市设计理念进行改造, 通过截留改造、雨污分流、增设合流制溢流调蓄池等技术, 控制径流污染, 使其整体达到海绵城市建设目标。
3.3.5 建设用地
分解步骤:①根据规划将项目用地进行分类, 依据用地性质分为住宅小区、办公建筑、商业建筑、教育建筑、服务办公建筑、基础设施等。②调查用地范围内现状情况、原状情况和规划性质, 明确用地控制单元控制目标 (径流总量控制率) , 分析目前主要存在的主要问题;目前建设用地范围内是否为空地、在建工地、已建建筑, 当为新建建筑时, 为了避免海绵城市建设造成的大拆大建和不必要的浪费, 应尽量降低对应控制目标, 即指标取低限值。③对建设用地径流总量控制率指标进行分解;主要在上位海绵规划指标基础上进行分项分解, 调整地块雨水径流总量控制率目标;考虑到试点区域项目的示范性和展示度, 区域内教育用地、行政办公用地、公共服务设施等用地雨水控制指标适当提高 (不低于85%) ;当建设用地自身条件有限, 但毗邻公共绿地, 且具备雨水统一汇入和消纳条件时, 应优先考虑利用地块周边集中绿地 (公园绿地、防护绿地等) 进行控制指标的分担, 可适当提高建设用地控制指标。④根据各建设用地占地面积、绿化率、容积率等规划指标、《厦门市海绵城市建设技术规范) 》和海绵城市建设技术措施的经济性对各建设用地径流总量控制率分解指标进行分析。⑤结合河流水系、公共绿地、市政道路、村庄用地对应海绵城市建设控制目标, 校核规划区域内径流总量控制率是否满足75%要求, 以及径流污染控制目标 (45%) 要求。如满足, 则指标分解过程结束, 如不满足, 则重新对地块进行指标调整。⑥对规划区域内典型项目进行案例分析, 明确建设项目分解指标的可达性。⑦提出适合厦门市翔安区的海绵城市建设技术指引。
3.3.6 指标校核
由表3可以看出规划区域内降雨径流总量控制厚度约为32.1 mm, 略高于32.0 mm的控制要求, 满足上位规划控制目标要求 (75%) 。
表3 规划区域径流总量控制率核算
Tab.3 Planning area total runoff control rate calculation
用地类别 |
面积 /km2 |
径流总量控制 容积/m3 |
综合控制降雨厚度 /径流总量控制率 |
河流水系 |
0.35 | 21 658 |
32.1 mm/75% |
公共绿地 |
0.89 | 39 100 | |
市政道路 |
1.83 | 44 556 | |
村庄 |
0.55 | 16 918 | |
建设项目 |
0.16 | 41 860 | |
合计 |
5.24 | 168 203 |
规划区内径流雨水通过源头生态滞蓄、末端生态治理等综合措施后, 综合去除率取60%, 则径流污染控制率不低于45%, 满足上位规划要求。
4 技术指引
本次规划中, 根据指标分解后的海绵设计指标条件, 选取翔安试点区内具有代表性的案例进行海绵设计, 包括河流水系、市政道路、村庄、公共绿地、建设项目等10项案例。所选案例兼顾了典型性及现状项目改造、新项目建设等不同用地性质及不同建设阶段的需求。在海绵城市建设要求下, 实现海绵城市控制目标, 最终总结出适宜本地的技术及设施, 为区域内相关海绵项目提供指引。
4.1 河道水系
河道作为雨水排放的终端, 应严格限制雨水直接排放。建议将雨水排水口移至绿化带内, 利用植物的净化作用减少径流对水体的污染。雨水径流经植被浅沟、低势绿地、雨水湿地、生态堤岸等设施处理后, 再排入河道, 可减少对河道的污染和冲刷。如条件有限, 雨水只能直接排入河道时, 则建议在雨水排水口处设置旋流沉砂池、前置塘等截污处理装置。
4.2 绿地
雨水经过绿地的滞留、净化、传输, 再进入河湖水系, 避免雨水径流通过雨水干管直接排入水体, 造成水体污染及水资源的浪费。
4.3 村庄
村庄一般径流污染和内涝问题较突出, 低影响开发雨水系统改造主要以雨水径流削减及水质控制为主, 根据地形特征及竖向分布划分为若干个汇水区域, 将雨水通过植被浅沟导入雨水花园或低势绿地或者周边水体, 进行处理、下渗, 对于超标准雨水溢流排入市政管道。同时通过相应政策鼓励村民可以将屋面雨水经弃流后导入雨水桶进行收集利用, 还应积极鼓励村民采用屋顶种植的形式进行屋面绿化。
翔安新城试点区域内村庄改造实施难度大, 内部基本为合流制管道, 降雨期间径流污染及合流制污染问题严重, 因此, 实施方案以强净增排为主, 采用源头低影响开发+管线提标改造+末端截污等措施, 有效控制合流制溢流污染、提高排水标准。
主要建设内容有:①对村庄内部有机更新, 通过源头LID 设置, 提升小区源头控制能力;②对村庄内部有条件的道路进行低影响开发改造;③对存在改造条件的部分合流制管道进行合改分的改造, 同时利用截流干管、小管弃流、管网更新等对管网进行提标改造;④增加管道末端截污措施, 保护区域水环境。
4.4 市政道路
城市道路径流污染程度相对较高, 如果道路规划有绿地, 可利用空间较大, 可结合道路红线内绿地布置生态沟渠、低势绿地等处理措施, 对雨水进行净化、下渗和排放。此外, 可在道路红线外的公共绿地中设置形式多样的措施组合, 如分散式的雨水花园、低势绿地、植被浅沟, 以及集中式的雨水湿地、雨水塘、多功能调蓄设施来对道路雨水进行处理与利用, 减少道路径流污染无排入河道, 同时增加雨水的下渗量, 形成林水相依的道路景观;如果道路周边没有绿化带, 可在人行道采用透水铺装、渗透树池等, 并尽可能结合建筑后退红线的空间进行布置。
4.5 建设用地
(1) 已开发用地特点:
①建筑密度大, 地表硬化率高, 绿化面积极其有限, 综合径流系数大;②可利用空间有限, 改造难度大。
改造思路:①优先考虑雨落管断接方式, 将建筑屋面、硬化地面雨水引入周边绿地中分散式雨水控制利用设施 (如雨水花园、植草沟、雨水桶等) 下渗、净化、收集回用;②坡度较缓 (小于15°) 的屋顶或平屋顶、绿化率较低、与雨水收集利用设施相连的老旧居住区 (村庄) 可考虑采用绿色屋顶;③对于建筑周围没有绿化空间的普通屋面可以选择雨水桶收集或者通过雨水口排入市政管道等方式, 雨水口宜采用截污挂篮式;④住区无大容量汽车通过的路面、住区停车场、步行及自行车道应改造为渗透性铺装。
(2) 新建区特点:
①注重景观绿化, 地表绿化率较高, 综合径流系数相对降低;②一般都设有景观水体、广场等设施;③排水体制为雨污分流;④径流污染相对较轻。
设计思路:①低影响开发改造应结合住区景观设计、建筑布局、景观水体、广场等, 充分利用既有条件设置雨水湿地/雨水塘等调蓄设施;②优先采用雨落管断接的方式, 利用建筑周围绿地设置雨水花园等承接、净化屋顶雨水;③普通平屋顶应考虑改造为绿色屋顶, 一方面净化雨水, 提高水质, 另一方面可以延缓汇流时间, 缓解住区内涝压力;④住区内绿地应改造成下凹式绿地、植被渗透沟 (槽) 、雨水花园等滞留设施的形式, 并设置溢流口。可结合景观设计采用微地形、下凹式绿地等措施, 建议优先采用植被浅沟、渗透沟槽等地表排水形式输送、消纳、滞留雨水径流, 间接提高住区内雨水管道排水能力。若必须设置雨水管道, 宜采用雨水口截污挂篮、环保雨水口等措施;⑤雨水径流经各种源头处理设施后方可作为景观水体补水和绿化用水, 严格限制自来水作为景观水体的补水水源;⑥因地制宜地开展雨水积蓄利用, 采用经济、适用的措施进行雨水收集;收集雨水优先用于绿化、喷洒道路、补充景观水体。
5 问题与建议
(1) 海绵城市的控制目标和指标。“渗、滞、蓄、净、用、排”即精炼地概括海绵城市建设的多目标、多途径特征。海绵城市实施方案或专项规划中, 需要特别注意避免僵化分割控制指标与项目建设方案, 而是要根据具体条件的不同, 根据各种设施的特点、适用性和多功能特征, 综合分析和选择, 进行系统的优化组合, 及项目的总体安排。
(2) 海绵城市建设, 基于每个城市的具体条件来科学地运用并落实。而具体应用于老城区改造, 必须考虑城区现有绿化率条件, 建筑雨落管的改造、既有雨水管网排水能力的提升和道路坡度与地形竖向的综合利用等复杂现实条件, 广泛采用“绿-灰结合”的基础设施建设模式。
(3) 在两三年内完成试点区域建设与改造, 普遍涉及数百个改造与新建项目的规划设计、施工建设和运行评估。不仅项目数量大、周期短, 还必然涵盖基础设施的选择和合理组合, 甚至还可能涉及河道、湖泊及流域的综合整治, 如何尽快、有序地完成实施方案的整体规划, 科学、有序、全面开展各个项目的设计及施工建设, 是一项异常紧迫又有很大难度的工作。应全面梳理海绵城市建设面临的困难、误区和障碍, 把握关键, 从长远着眼, 从近期入手, 制定近远期规划, 才能构成更科学、持续的推进力, 保障海绵城市建设的有序和科学发展。
(4) 应完善评估体系, 实施动态监控和跟踪督查, 推动各区改进工作、争先创优;强化监督管理, 明确奖惩措施, 综合考核结果与激励鞭策班子和班子调整、干部交流相结合。制定细化的考评权重分值及相关配套文件, 根据实际运作情况不断修订完善制度体系, 总结经验, 宣传推广。