海绵城市规划指标分解案例研究——以北京A新城为例

汪 聪，韩卫强，王 洋，程树辉，沙 桐

(北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082)

引 言

我国正处在快速城镇化发展时期，城镇化建设取得显著成就，但同时也存在开发强度高、硬质铺装过多等问题，导致下垫面过度硬化，改变了城市原有自然生态本底和水文特征[1-2]。针对这些问题，习近平同志提出了建设“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市的要求。通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种工程手段和措施，“灰绿结合”以达到控制径流总量、径流污染，优化雨水资源利用的目的。

2014以来全国各地陆续开始进行海绵城市专项规划编制工作，并将海绵城市建设理念纳入城市总体规划和发展之中，从总体层面上对海绵城市建设进行规划和系统布局。控规层面的海绵城市专项规划是城市总规在海绵城市建设方面的深化，也是进行下一步修建性详细规划和工程设计的重要依据[3]。径流总量控制目标的分解是海绵城市专项规划的重难点。本文以北京A新城海绵城市专项规划为例，对海绵城市指标体系分解的方法与结果进行详细阐述。

1 项目概况

1.1 新区概况

A新城位于北京市，规划面积30.13 km2，地势相对平坦，自北、东向西南倾斜，平均地面坡度1.5‰，海拔26～34 m。多年平均降水量677 mm，其中山区698 mm，平原地区652 mm。降水年际变化大，年内分配不均，多集中在汛期，汛期降水量占年总降水的80%左右。以往规划建设中很少考虑雨水利用，雨水资源化利用程度低，降雨时想方设法将雨水排泄，旱季时又缺水。根据现场调查，城市点源、面源污染严重。在传统开发模式下，径流污染难以得到有效控制，是城区河道的重要污染源。面对突出的水安全、水环境、水生态问题，新城亟需提升防洪排泄能力建设，消除城市安全隐患，强化污染治理，改善区域水环境，加强雨洪利用及再生水回用，优化水资源配置。

1.2 规划目标

结合上位规划以及A新城实际情况，确定本次专项规划设计年径流总量控制率为80%。争取到2020年，新城建成区20%以上的面积达到海绵城市建设目标要求；到2035年，新城建成区80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求。具体控制指标如表1所示。

表1 规划总体目标Tab.1 Planning objectives

1.3 海绵城市指标体系

本次控规层面的规划，需将控制指标在街区和地块两个层次进行分解。街区的控制指标包括年径流总量控制率、绿地率、水面率。地块的控制指标包括年径流总量控制率、单位面积控制容积、建筑密度、绿地率、绿色屋顶率、下沉式绿地率、透水铺装率、调蓄容积。

规划管理中，海绵城市在控规层次主要通过“2(建筑密度、绿地率)+1(年径流总量控制率)+4(绿色屋顶率、透水铺装率、下沉式绿地率、调蓄容积)”进行落实。建筑密度、绿地率为既有控制性指标，年径流总量控制率为新增的海绵城市控制性指标，绿色屋顶率、透水铺装率、下沉式绿地率、调蓄容积4个为引导性指标，实际也是一组方案，和建筑密度、绿地率组合起来实现年径流总量的控制。

1.4 指标分解原则及方法

1.4.1 分解原则

为保障海绵城市在规划建设中得到落实，必须将海绵城市控制指标和要求纳入到现有法定规划体系中，建立一套面向规划管控的海绵城市控制指标体系。规划需建立合理布局、层次分明的指标体系，逐级进行指标分解。年径流总量控制率分解到街区，其他控制指标分解至街区和地块两个层次。

1.4.2 分解方法

径流总量控制指标及其分解方法与净流控制模式相关，应结合径流总量控制及相关径流控制目标要求[4]。根据海绵城市低影响开发指标体系，指标分解分为三个层次。一级分解为城市分到街区，二级分解为街区分到地块。结合建设情况、汇水面种类及构成情况等条件，采用加权平均的方法试算进行分解。

1.4.3 计算软件

本规划指标分解采用自主开发的海绵城市规划设计辅助计算软件。该软件基于GIS、SWMM和MATLAB联合开发，可设置低影响开发设施布局和规模方案，并根据方案自动开展模型计算，通过人机交互界面展示结果并辅助迭代进行方案调整。

2 指标分解

2.1 雨水控制区域划分

在规划范围内，年径流总量控制是“总量控制”的概念，可通过各片区间的协调实现一定程度的“弹性”控制。从公平性角度，年径流总量控制目标的实现，需要区域内每一个片区都承担责任。在具体安排承担的指标时，则需从可达性角度出发，体现出不同片区的差异性。根据A新城控制性详细规划，共分为10个街区，并且每个街区根据功能定位和主要发展方向进行了规划深化方案设计，明确了街区内各地块用地性质、面积、容积率、建筑密度、建筑高度、绿地率等指标。为更好的开展海绵城市规划建设，本次专项规划设计结合下垫面、河流等实际情况，按照A新城控制性详细规划划分的10个街区进行雨水控制区域的划分，新城海绵城市管控分区如图1所示。

图1 新城海绵城市管控分区图Fig.1 Control units of new city A

2.2 一级分解成果

年径流总量控制是区域总量控制的，在新城范围内，可通过各片区间的统筹协调，加权平均共同实现年径流总量控制目标。根据因地制宜的原则，在老旧城区以问题导向为主，重点解决城市内涝、黑臭水体治理、雨水收集利用等问题，考虑改造难度和目标可达性，控制目标可以稍微降低。城市新区、各类园区、成片开发区以目标为导向，全面推进低影响开发系统构建，控制目标可以适当提高。图2、图3分别为年径流总量控制率和单位面积控制容积在街区层级的分解结果。在确定各街区径流总量控制指标要求的条件下，将下沉式绿地率、透水铺装率及绿色屋顶率在街区层面有机组合，以达到各街区的径流总量控制要求，结果见图4～图6。

图2 径流总量控制率指标分解图(街区层级)Fig.2 Index decomposition diagram of annual total runoff control rate

图3 单位面积控制容积指标分解图(街区层级)Fig.3 Index decomposition diagram of storage volume for per unit area

图4 下沉式绿地率指标规划指标分解图(街区层级)Fig.4 Index decomposition diagram of subsidence green space rate

图5 透水铺装率规划指标分解(街区层级)Fig.5 Index decomposition diagram of permeable pavement rate

图6 绿色屋顶率规划指标分解(街区层级)Fig.6 Index decomposition diagram of green roof rate

2.3 二级分解成果

二级指标分解是将街区的年径流总量控制目标分解到地块上，指标分解依据相关规范标准和技术指南的要求，结合建设情况、绿地率、水面率、水文、水环境、规划用地类型和用地结构合理确定[5]。

2.3.1 建设情况

建设情况主要是判断改造的难易，主要考虑因素包括建成区的比例、建筑质量、用地权属。本项目通过卫星影像图识别地面房屋密集程度，以判断区域是否为老城区，从而判断不同区域的改造难度，改造难度识别结果如图7所示。

图7 改造难度识别结果图Fig.7 Diagram of difficulty recognition for reconstruction

2.3.2 绿地率和水面率

绿地和水面是重要的雨水径流调蓄的空间，绿地率和水面率高的组团，更有利于建设海绵城市，年径流总量控制率目标可适当提高。年径流总量控制率、绿地率、水面率共同作为控规单元的海绵城市建设控制性指标，在海绵建设中加以落实，新城规划绿地率详见图8。

图8 新城规划绿地率Fig.8 Diagram of planning green rate of new city

2.3.3 用地类型和用地结构

不同用地类型年径流总量控制率不同，根据《新城市中心城区控制性详细规划》提供的不同用地类型的建筑密度、道路面积率和绿地率，以及参考其他城市不同用地类型年径流总量控制率，确定不同单元不同用地类型的年径流总量控制率、单位面积控制容积等要求。

根据各个单元的建设情况、绿地率、水面率、规划用地类型和用地结构，将年径流总量控制率和单位面积控制容积指标进行指标分解，分解成果见图9、图10。并在地块层面对下沉式绿地率、透水铺装率及绿色屋顶规划指标率进行重新组合，如图11～图13所示。

图9 年径流总量控制率分解图(地块)Fig.9 Index decomposition diagram of annual total runoff control rate

图10 单位面积控制容积指标分解图(地块)Fig.10 Index decomposition diagram of storage volume for per unit area

图11 下沉式绿地率指标规划指标分解(地块层级)Fig.11 Index decomposition diagram of subsidence green space rate

图12 透水铺装率规划指标分解(地块层级)Fig.12 Index decomposition diagram of permeable pavement rate

图13 绿色屋顶率规划指标分解(地块层级)Fig.13 Index decomposition diagram of green roof rate

2.4 蓄涝区规划设计

根据新城区域范围内各地块的实际条件，部分区域在短时间内难以在地块内建设相应的设施来提供所需的调蓄容积，因此无法实现相关的径流控制率目标。从更高的区域层次进行排水路径的规划，在条件适宜的地区建设相对集中式的蓄涝区，以完成区域总体的径流控制目标。结合规划区域实际情况，以海绵城市建设难度较大的工业区、老城区等为重点，对蓄涝区进行设计。计算结果表明，要想实现80%的径流总量控制率，还需增加30 060m3的调蓄容积。结合各地块的实际情况，蓄涝区海绵城市调蓄措施如图14所示。

图14 蓄涝区调蓄设施分布图Fig.14 Diagram of designing flood storage area

3 结 语

面对水环境污染、水资源短缺、城市内涝等“城市病”，建设海绵城市是城市生态健康发展的必然要求。坚持规划引领，将海绵城市建设纳入城市规划管理体系之中是建设海绵城市的有效途径。本文以A新城海绵城市专项规划为例，重点分析介绍了海绵城市建设指标分解方法和成果。主要结论如下：

3.1 确定了年径流总量控制率为80%的规划设计目标；实现了海绵城市控制指标在街区和地块的合理分配；进行了蓄涝区规划设计，并得出了蓄涝区调蓄位置及容积，为新城海绵城市建设提供了科学指导，也可为其他类似项目提供参考。

3.2 海绵城市控制区域的划分应结合行政区划和排水分区，以增强海绵设施的落地性；在“城市-街区”的一级分解中，应兼顾“问题导向”和“目标导向”，统筹协调、加权平均共同实现设计目标；在“街区-地块”的二级分解中，应综合考虑各项因素，合理配置各因素权重。

3.3 海绵城市规划设计辅助计算软件加权平均试算的方法是海绵城市指标分解的有效工具，可为完善海绵城市规划指标分解方法提供技术支持。