西北地區海綿城市建設路徑探索——以西咸新區為例

西咸新區概況

西咸新區位于陜西省西安市和咸陽市建成區之間，轄空港新城、灃東新城、秦漢新城、灃西新城、涇河新城等五個組團。屬溫帶大陸性季風型半干旱、半濕潤氣候區。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，四季干、濕、冷、暖分明。

根據臨近的秦都區國家基本氣象站1960-2014年日最大降雨量和1981-2010年月平均降雨量的統計分析，西咸新區多年平均降雨量約520mm，其中，7-9月降雨量占全年降雨量的50％左右，且夏季降水多以暴雨形式出現，易造成洪、澇和水土流失等自然災害。

西咸新區是我國首個以創新城市發展方式為主題的國家級新區，被國務院賦予建設絲綢之路經濟帶重要支點、我國向西開放重要樞紐、西部大開發新引擎和中國特色新型城鎮化范例的歷史使命。2012年以來，西咸新區將海綿城市建設作為創新城市發展方式的重要著力點和突破口，按照低影響開發理念開展海綿城市建設探索和實踐。

西咸新區海綿城市建設

建設目標
根據《指南》中我國大陸地區年徑流總量控制率分區，西咸新區位于Ⅱ區，年徑流總量控制率目標為80%≤α≤85%。綜合考慮西咸新區降雨特征、土壤性質、建筑密度等因素，結合已有規劃和研究，確定年徑流總量控制率目標為80%。
通過搜集統計秦都區國家氣象站近30年的日降雨(不包括降雪)資料，扣除資料中小于2mm的數據，通過統計處理，得出當設計降雨量為15.9mm時，小于該降雨量的降雨總量占總降雨量的80%。故年徑流總量控制率80%對應的設計降雨量為15.9mm，即西咸新區要實現80%年徑流總量控制率的目標，海綿城市各項設施需容納單位面積用地上不低于15.9mm的降雨量。

指標分解
海綿城市建設指標的分解是落實年徑流總量控制率的重要環節，是將總量控制目標分解至排水分區、開發地塊及海綿設施等不同層次的設計和控制指標的關鍵步驟，分解后的指標能夠有效地指導海綿城市設施具體的建設和實施，同時也為后期實施方案的考核評估提供了數據依據。

下面以西咸新區海綿城市建設試點區域的1號排水分區為例，介紹指標分解的方法和步驟(表1)。
(1)排水分區年徑流總量控制率目標初步分解。根據排水分區的規劃用地性質、綠地數量、末端控制設施規模等，將西咸新區年徑流總量控制率80%初步分解至不同的排水分區。

(2)地塊年徑流總量控制率目標初步分解。以控制性詳細規劃中每個地塊為單元，按不同用地性質對各地塊目標進行初步設定，保證地塊控制容積之和等于分區總控制容積。

(3)地塊建設控制指標初步設定。設定各類地塊詳細控制指標，包括下沉式綠地(生態滯留設施)的建設比例，可滲透地面面積比例，生態綠色屋頂覆蓋比例，不透水下墊面徑流控制比例等。

(4)道路指標初步設定。鑒于道路的特殊性，其控制指標不宜設置過高，一般應比地塊的指標低。道路建設控制指標包括下沉式綠地(生態滯留設施)的建設比例，人行道透水鋪裝的建設比例等。

(5)搭建SWMM模型。利用SWMM軟件，基于地塊、道路、集中調蓄設施和規劃管網構建水力模型進行仿真模擬，計算地塊年徑流總量控制率是否可以達到初步設定的值。根據計算結果，結合技術經濟分析，依據總體最優化的原則調整
地塊和道路建設控制指標，直至達到采用最少的設施滿足示范區80%年徑流總量控制率的結果。

(6)各級指標最終確定。利用優化后的模結果得到每個地塊的控制指標及目標，對每個分區內的各地塊指標進行加權平均，得到各分區的控制指標和目標。

通過以上步驟，將西咸新區年徑流總量控制率80%的目標，逐步分解至各排水分區、控規地塊及海綿設施。在指標分解過程中，需要注意以下要點：舊城更新項目(道路)目標和指標低于新建項目(道路)；按已出讓地塊考慮到協調難度，目標和指標低于未出讓地塊；地塊控制指標應與控規確定的建筑覆蓋率、綠地率、容積率等相協調。

建設策略

西咸新區作為西北地區的典型城市，屬于半干旱、半濕潤氣候區，具有降雨量較少、水資源短缺、砂質土層較多、土壤滲透系數較大等水文地質特征。在構建海綿城市的建設體系過程中，必須結合本地特點，因地制宜解決城市發展過程中存在的水系統問題。

(1)生態優先，強化生態保護區的管控和涵養。最大限度地保護原有河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區，留有足夠涵養水源、應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發前的自然水文特征。以秦嶺生態
區、渭河干支流、渭北淺山丘陵生態區為骨干，以自然保護區、林地、大遺址為基本要素，延續區域生態格局，構建“兩帶、三廊、多綠楔”的生態安全格局。

構建城市發展與自然生態、田塬水系相結合的生態綠地系統，主要包括生態公園綠地、道路附屬綠地、生態防護綠地、特色農田、濱水生態綠地等類別。在滿足綠地系統生態景觀、游憩空間、碳匯、隔離帶等基本功能的條件下，合理預留或創造空間條件，對綠地自身及周邊硬質化地面的雨水徑流進行“滲、滯、蓄、凈”等處理，并與城市傳統雨水排放系統、超標雨水排放系統進行銜接(表2)。

(2)節水為重，通過非常規水利用緩解水資源壓力。西咸新區屬于嚴重缺水地區，亟需通過海綿城市建設提高非常規水資源利用比例，以直接回用或者間接涵養的方式，緩解水資源壓力。采取以地下水和地表水為主，適時利用中水和雨水資源的水資源配置方式，將開源與節流并重，通過“蓄住天上水、攔住過境水、保護地下水、開發再生水”的水資源利用策略，使水資源得到優化配置、循環利用，滿足區域生活、生產、生態用水(圖2)。

西咸新區目前的城市用水均來自地下水，結合西咸新區土壤滲透系數較大的特征，采用低影響開發設施中的滲井技術，將雨水回灌至地下以補充地下水，緩解地下水位逐年下降的趨勢，形成地下水庫。

(3)系統治水，修復并發揮山水林田湖的綜合生態效益。山水林田湖是一個生命共同體，以海綿城市建設為載體，統籌山水林田湖建設，最大限度修復水體水系和優化生態環境，實現綜合生態效益最大化。

建立從源頭到中途再到末端的雨水徑流管理模式，立足現狀，從單純依靠城市排水設施外排雨水向城市雨洪全過程管理轉變，遵循“源頭控制、中途蓄滯、末端排放”的原則，構建低影響開發規劃、雨水排水系統規劃、城市內澇防治
規劃三位一體的城市排水(雨水)防澇綜合規劃體系，建立低影響開發、雨水排水系統與內澇防治系統的有機結合，相互協作保障西咸新區有效應對50年一遇暴雨。

(4)研究先行，因地制宜探索西北地區的海綿城市技術。加強對低影響開發設施的理論研究，確定在西北地區的土壤、降雨、水質、水量等條件下，各項低影響開發設施對城市雨水徑流水量水質的調控效果、設計和運行參數，為低影
響開發的本地化應用提供數據基礎和技術支撐。以干濕分明地區的雨水調蓄、民間傳統設計方法的傳承等為重點，探索適用于西北地區的技術和標準。研究實踐雙側收集滯滲、單側收集存蓄、分段收集凈化三種道路收水方式，為道路低影響開發設計提供指導。

(5)規劃引領，各級城市規劃中加強海綿城市管控。城市規劃是落實海綿城市建設的具體載體，規劃部門則是海綿城市相關規劃編制的執行部門，應當充分發揮規劃的先導作用，將海綿城市的建設目標、控制指標及設計指引等，分解落
實至不同層面的城市規劃中，對低影響開發設施的布局、規模、用地等進行全面的規劃管控，為海綿城市下一層次的方案設計、建設施工以及運營維護提供指導和依據。

在城市總體規劃層面，應當在規劃方法和理念上進行創新，結合規劃區的本地條件，開展低影響開發適宜性的專題研究，確定年徑流總量控制率目標和對應的設計降雨量，明確海綿城市建設的總體實施策略和重點發展片區。

在詳細規劃層面，應當對總體規劃及上層次規劃確定的海綿城市建設目標進行分解和細化，結合建筑覆蓋度、容積率、綠化覆蓋率等約束性控制指標，提出各地塊的徑流總量控制率、綠地下沉比例、透水鋪裝比例、綠色屋頂比例等控制指標，納入地塊規劃設計要點。

在專項規劃層面，道路、豎向、綠地、排水防澇、水系等規劃應當與海綿城市建設的相關要求進行銜接，規劃確定的低影響開發設施應在相應的專項規劃中予以落實和布局。

西北地區海綿城市建設探索

(1)西北濕陷性黃土地區的低影響開發。

濕陷性黃土是一種特殊性質的土，其土質較均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。當在一定壓力下受水浸濕，土結構會迅速破壞，產生較大附加下沉，強度迅速降低。西咸新區部分地區存在濕陷性黃土，對低影響開發中的雨水入滲技術存在一定的限制和影響。

為避免在濕陷性黃土區應用低影響開發時引發的技術風險，在進行詳細的地質勘查的前提下，確定西咸新區的濕陷性黃土的具體分布，并提出低影響開發的分區建設策略。對濕陷性黃土區(主要分布于渭河以北)開展海綿城市建設，應盡量避免采用深層、大型入滲的低影響開發設施，采用淺層、小型入滲設施時，應采取防滲措施；車行道路不建議采用透水瀝青和水泥。

(2)缺水地區的海綿城市建設導向。

西咸新區可利用水資源緊缺，涇河、灃河、皂河三條過境河流水量豐富，但缺乏攔蓄工程，且水質較差，難以直接利用。除地下水資源外，基本依靠區外客水。西咸新區海綿城市建設中，著重發展“滲、滯、蓄、凈、用、排”六類低影響開發設施中的“蓄”和“用”，提高雨水資源利用率，緩解水資源緊缺的現狀。

借助自然力量排水，構建四級雨水收集利用系統，實現雨水在城市中的自然遷移、低碳循環。一是對建筑小區內的雨水應盡可能收集利用。通過采用植生滯留槽、下凹式綠地、植被草溝、景觀水體、滲透性路面、雨水調蓄池等工藝，對雨水做到應收盡收。二是市政道路綠地應加強集水和凈化功能。在地質適宜的地區，采用豁口路緣石、下凹式綠地、多濾層、速滲井、調蓄池等措施，建設“雙側收集滯滲、單側收集存蓄、分段收集凈化”三種道路收水方式，降低道路徑流系數，同時對雨水進行凈化、儲存、利用，確保水資源的綜合利用。三是利用中央雨洪系統和景觀綠地形成調蓄樞紐。因地制宜，傳統與現代結合，效仿傳統農村“澇池”的理念，利用古河道的低洼地帶建設不間斷生態綠廊，形成區域海綿雨洪調蓄樞紐。四是景觀綠地依托地形自然收集雨水。利用原有城市地形，在適當區域建設城市綠地、廣場等公共空間，利用植被緩沖帶、生態型濕地、多形式濕塘、植草溝等措施對地表徑流進行匯集、生態凈化、下滲和收集利用，超出設計規模的徑流流向自然地勢低洼區域，匯聚到由碎石、砂土等構成的滲井，回補地下水。

結語

海綿城市建設是城市規劃建設理念的一次重要革命，為系統解決城市發展過程中出現的水問題提供了有效的解決手段，是推動中國特色城鎮化進程的重要抓手。西咸新區作為國家首批16個海綿城市建設試點城市之一，在西北地區海綿城市建設方面做出了一定的探索，但在體制機制建設、PPP模式構建等方面仍需要進行深入的研究和實踐。