基于LID的三亚市海绵城市规划研究

王胜男，蹇 凯,2，毕翼飞

(1.三亚学院 艺术学院，海南 三亚 572022；2.内蒙古工业大学 建筑学院，内蒙古 呼和浩特 010000；3.许昌学院 城乡规划与园林学院，河南 许昌 461000)

2012年4月，“海绵城市”的概念在《2012低碳城市与区域科技发展论坛》中首次提出，此后，大量的实证探索积淀了我国海绵城市成果和实践经验[1-4].2014年11月，《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》颁布，提出了海绵城市建设的五项基本原则[5].从此，采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征的低影响开发(Low Impact Development，LID)成为海绵城市建设依循原则[6].我国的海绵城市建设，从明确实施过程[7,8]、规范评价标准[9]，逐步进入到了实质运行.2016年4月，共有2批30个城市被列入中央财政支持的海绵城市建设试点城市，三亚市被确定城市修补生态修复(双修)试点市，因此，开展基于LID的三亚市海绵城市规划研究，不仅可以为三亚的良性发展提供参考，还可以我国海绵城市研究提供科学依据.

1 研究区概况

三亚市位于海南省的南部(北纬18°09′～18°37′，东经108°56′～109°48′)，属我国南海的北海岸，陆地总面积1 919.58 km2，海域总面积6 000 km2，市区规划面积37 km2，2017年市区常住人口76.42万.地形北高南低，北部为高山峻岭、绵延起伏，南部平原沿海岸呈东西分布；域内河流依地势形成了东、中、西三支相对独立的自然水系；属于热带海洋性季风气候，水资源不足，季节性、区域性短缺明显.结合城市建设发展现状与研究需要，划定范围为：北为环城高速G98，东至原吉阳镇高速互通立交，西到天涯区君澜度假酒店西侧湖畔，南以海岸线为界(图1).

1.1 绿地水系格局

研究区被山体的延伸分隔成若干景观空间，大型绿地斑块集中在河东区、月川片区以及主城区北侧，河西片区大多布局街区建筑相间的小面积绿地；中心城区水系自北向南入海，以三亚河、临春河、大茅河为主，海坡-活力中心片区内有贯穿中部的东西向内河(图2).现有绿地景观要素分布不均，海坡-活力中心内河水系廊道疏通困难，河流入海口受人为活动干扰水环境质量下降、水生态系统脆弱，水系廊道自然属性较弱、通达性低，自然生态、山水景观格局破坏严重.

图1 研究区的位置与范围

图2 研究区绿地水系现状

1.2 综合管网系统

三亚城市水源以地表水为主，供水网采用环状布置方式.中心区主要是铸铁管、镀锌钢管，兼有少数石棉水泥管，使用年限长、管材差、事故多、漏耗严重，部分给配水主干管配置和布局不合理，管网调节能力较弱.雨水管网铺设与改造地区差别明显，核心区现有覆盖率约80%，部分地区存在改造不彻底、雨污管网混接现象，仍有污水直排造成水体污染的问题；现有6个污水处理厂、2个污水处理站，均采用集中式污水处理方式，排水分区不合理及管网设施配套不齐全，导致污水处理厂的运行不协调，个别站场选址不合理(图3)，造成水污染.

2 三亚市海绵城市总体规划框架

结合《海绵城市建设技术指南》和三亚城市建设的现状，提出“一个空间、两个方向和三个层次”的整体思路，实现城市海绵体建设的一体化(图4).一个空间，指一个完整的城市区域，通过生态手法对区域的地上空间和地下空间进行有效开发的城乡空间.两个方向，是指横向的二维平面和竖向设计与建设，横向的二维平面指基于城市景观结构构建的生态规划，竖向即基于低影响开发的竖向设计技术运用、空间设计与建设.三个层次，是指宏观、中观、微观三个层次.宏观层面注重人本化的城市生态规划总体布局，维护多种自然与非自然过程的安全性和稳定性，为城市提供可持续的生态服务；中观层面通过控制性指标的引导和基础设施的横向布局，共同约束城市结构要素的生态保护与低影响开发；微观层面运用竖向海绵体的绿色与灰色基础设施的自然衔接与过渡，使雨洪管理系统更为完善和科学，从而实现城市生态功能，进而生态服务惠及每位居民.

图3 管网铺设现状

图4 海绵城市总体架构

遵循LID原则，参照《海绵城市建设技术指南》，结合我国海绵城市年径流总量控制率分区图，分析、计算三亚市近20年(1985-2014)的降水数据，确定三亚市的年径流总量控制率为60%，对应设计降水量为25.3 mm.同时，以径流现状为依据，对中心城区进行功能分区(图5)，提出各分区的控制目标(表1).

图5 径流控制分区图

片区控制面积/(km2)年降雨总量控制率/%设计降雨量/(mm)河西片区6.8646.0015.7河东-东兴隆-临春片区5.2452.5019.8鹿回头-大东海片区6.2956.0022.3月川-荔枝沟片区15.1863.5028.4海坡-活力中心片区13.665.0029.9红沙-榆林-吉阳片区10.263.0028.0

3 三亚市海绵城市的规划设计思路

3.1 海绵城市的规划思路

3.1.1 生态安全格局

参照《三亚市城市总体规划(2012-2020)》、《三亚市绿地系统规划(2011-2020)》，结合城市用地布局、绿地水系的现状，确定海绵城市的总体格局为“一湾、两轴、三廊、多核心”模式(图6).“一湾”是三亚湾生态走廊，作为三亚市旅游开发的“第一湾”，沿线的生态环境对三亚城市发展极为重要.“两轴”是三亚的生态山体轴线，三亚城市背山面海，山体生态廊道是主城区的生态屏障，也是水系涵养的重要地带.“三廊”是水系生态廊道，三亚河、临春河、大茅水等资源型廊道，是海绵体生态功能修复的依托.“多核心”是区内均衡密布的点状绿蓝复合海绵体，用来控制雨水径流、衔接雨水管渠及排放超标雨水径流.

3.1.2 绿地水系规划

遵从绿地水系的自然特征，搭建点、线、面等不同空间形态的绿地，并有效复合局地蓝色空间构建生态基础设施网络，协调不同用地需求，充分发挥绿地水系的生态防护、雨洪管理等功能，构建完整的城市生态防护屏障(图7).

三亚河和临春河等内河沿岸，针对水环境恶化、红树林退化、岸线硬质化等问题，调整中心城区生态湿地及水系布局，营造湿地、净化水体，应用三道生态防线模式，打造结构均布、数量众多的“小海绵体”.

3.1.3 给排水与地下综合管廊

水源方面，清算各个水源的库容量和服务能力，确定水源保护生态防线，杜绝点源和面源污染；水厂方面，扩大水厂的现有规模，增强水厂服务能力，实现季节性的弹性调控；管线建设方面，优化管线网络结构，扩展服务范围，结合地下综合管廊，完善城市给水系统.排水方面，重点在于雨水收集、雨水管渠、调蓄、泵站等基础设施，实现地面排水与地下排水管渠、人工防洪防涝设施与自然水系河道等的有机衔接，形成综合性的雨水管渠和超标雨水径流排放系统，达到水资源的低影响开发和高效的水循环利用.受工程资金和空间局限，新城区着重雨污分流排水系统建设，老城区以雨污分流排水系统改造为主.

图6 海绵城市生态安全格局

图7 绿地水系规划图

3.2 海绵城市建设思路

3.2.1 建设时序

低影响开发(LID)的核心在于其竖向设计技术的运用，通过人工灰色基础设施与生态绿色基础设施有效结合，形成具有自然积存、自然渗透作用的生态海绵体.三亚的海绵城市建设应高效地建构蓝、绿、灰等景观要素的合理结构，运用“渗、蓄、滞、净、用、排”等技术手段，提高对径流雨水的管控能力，最大限度地维持或恢复城市的海绵功能.综合城市现状、旅游产业特点、总体规划要求，海绵城市建设应按照以下时序进行：近期(2016-2020年)，重点建设海坡片区、河东-丰兴隆-临春片区和河西片区以及大东海鹿回头片区；中期(2021-2023年)，重点建设活力中心片区、吉阳片区、月川片区；中远期(2024-2026年)，重点建设荔枝沟片区；远期(2027-2030年)重点建设榆林-红沙片区(图8).

3.2.2 绿地水系

绿地、广场及周边区域径流雨水通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入城市绿地内的低影响开发设施，消纳自身及周边区域径流雨水的同时，衔接区域内的雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统，提高区域内涝防治能力.水系根据其功能定位，水体、岸线利用及滨水区现状等，进行合理保护、利用和改造，在满足雨洪行泄等功能条件下，实现相关规划提出的低影响开发控制目标及指标要求，并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接(图9).

图8 海绵城市建设时序分区引导

图9 绿地水系建设引导

3.2.3 城市道路

道路的修建改造应体现径流雨水汇流与转输和就地吸纳渗透相结合的思想，径流雨水经截污等预处理后引入道路绿地内，并通过设置在绿地内的雨水渗透、储存及调节设施等进行低影响模式水处理(图10).

3.2.4 城市居住区

城市居住区建筑屋面与居住区路面的径流雨水，运用低影响开发设施实现有组织的汇流与转输，完成预处理后引入绿地内具有雨水渗透、储存、调节等功能的低影响开发设施.不能满足径流控制目标的建筑与小区，路面径流雨水可通过城市雨水管渠系统引入城市绿地与广场内的低影响开发设施(图11).

图11 建筑与小区建设引导

3.3 水治理与基础设施布局

3.3.1 雨污控制策略

三亚市水环境污染绝大多数是城市内部造成的，农村区域的面源污染也颇为严重.应采用以源头控制、过程削减、末端处理的思路，针对水质问题，提出“上蓄-中清-下净”的治理思路.结合源头径流控制设施、雨水管渠设施以及超标雨水径流排放设施提高水环境质量.一方面，针对点源污染将城市雨水和污水集中入网处理，提高雨水与污水的排放标准，未入网的逐步纳入集中管网.另一方面，采用径流控制处理市区的面源污染，农村区域的面源污染重点采用生态三道防线措施.在雨水与污水进入受纳水体前，采用生态措施净化雨水与污水，以此来提高水环境质量.

3.3.2 生态基础设施布局

生态基础设施的布局主要考虑再生水与雨水资源化、调蓄设施与分散式污水处理设施.⑴再生水与雨水资源化.由于道路建设多且快，市政管网设施相对滞缓，部分城区管网缺失，导致雨水、污水收集率很低.为缓解市区用水的季节性紧张，应提高雨水利用率，通过收集至调蓄设施，将雨水资源化，补充地下水、生产用水；加快建设污水管网，完善污水处理厂周边的再生水管网，形成域内独立的再生水输配水系统用于园林绿化等领域，减缓地表水源的供水压力.⑵调蓄设施与分散式污水处理设施.基于土地利用紧张，尤其是建筑密度较高的河东区和河西区，建设大面积湿地系统较为困难，雨水蓄水设施应合理设置，并与周围的地形、地貌和景观相协调，利于雨水滞蓄、存储以及调节和再利用.综合绿地水系网络结构及灰色基础设施建设标准，分散式污水处理厂采取“化整为零”原则，充分利用城市湿地系统进行尾水处理和生态净化，在保证水处理能力及污水排放水质的基础上，更有利于土地资源的合理利用(图12).

图12 重要水处理设施布局

LID原则下的三亚市海绵城市规划，分析了三亚建设现状与面临问题，提出了基于景观生态原理的总体架构，并设计了相应的实施方案.首先，遵循景观生态学原理，构建包涵蓝、绿、灰三个子系统的复合体系.从宏观、中观、微观等不同层次，确立景观生态安全格局，搭建自然系统与人工设施相结合的生态基础设施网络，实现人工与自然要素的自然过渡与衔接.其次，低影响开发的竖向设计运用是海绵城市的建设准则，建设具有“渗、蓄、滞、净、用、排”功能的海绵体，是解决城市水问题，协调城镇化与资源环境关系的重要途径.