城市韧性视角下海绵城市规划探索与实践——以吉林省桦甸市为例

腾飞 闫晴 罗凤龙

1.长春市城乡规划展览馆 吉林 长春 130000

2.长春师范大学 吉林 长春 130000

3.长春市规划编制研究中心（长春市城乡规划设计研究院） 吉林 长春 130000

1 研究背景

近年来，随着城市化进程的不断加快，高强度开发使城市下垫面大面积硬化，破坏了大自然的“海绵体”，加之极端气候频发，导致城市洪涝问题日益凸显，不仅对人民生命财产安全造成威胁，也严重影响城市经济的正常发展。我国对此高度重视，在大量研究国内外相关理论基础后，自2013年开始相继提出“海绵城市计划”及海绵城市建设要求，并陆续在全国30多个城市开展了试点建设工作，在城市洪涝治理方面取得了积极成效。

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”[1]。海绵城市建设是将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化[2]，促进雨水回用和生态保护。

为积极响应国家号召，吉林省在全域推进海绵城市建设，本文选取桦甸市作为研究对象。桦甸市地势低洼，暴雨等极端天气对城市水环境产生极大影响，作为松花江的上游城市，桦甸市既有城市发展的优势条件，又有保护生态环境的责任和义务。在吉林省新一轮高质量发展战略背景下，桦甸市将海绵城市建设作为推动城市转型发展的重要抓手，按照“渗滞为先、蓄排结合、净用相成”的原则，积极探索海绵城市实施方案和建设项目，在解决“水”问题的同时，建设良性有序可持续发展的宜居城市，努力实现人水城和谐共生的发展目标。

2 桦甸市有关概况

2.1 基础自然条件

桦甸地处长白山区向松辽平原过渡前缘，地势起伏较大，东南、西北高，中间低，是典型的半山区。境内最高海拔1509m，最低海拔249m。河流水系发达，河网密布，主要由辉发河、金沙河、第二松花江三大水系的部分河流组成，中小河流200多条。境内建有国家和省重点工程白山、红石两座梯级电站，有小型水电站11座。桦甸市现已经成为我国东北地区重要的水电工业基地。

中心城区位于辉南盆地的河滩阶台，四周环山，地形呈西北高中间低，海拔约263m。辉发河自西向东从南部蜿蜒穿过，火龙河、清水河自北向南穿过流入辉发河，加之筑堤形成的内河——辉发河故道，与周围山体共同构成了中心城区天然的山水景观框架。

2.2 内涝风险区评估与区划

根据历史洪涝灾害情况调查，城区内涝点共有8个，详见表1和图1。

表1 桦甸城区内涝点统计表

2.3 防洪排涝问题识别及成因分析

一是城市建设导致生态环境破坏，形成内涝隐患。随着城市建设的迅速发展，部分农田已经开发成市区，原有的水塘及洼地被填埋，水系遭到破坏，收纳水体减少。城市道路和地面硬化面积不断增大，使地表径流加大，这些都容易造成内涝。

二是排涝设施陈旧老化，无法满足排涝要求。四闸门排涝站现已运行22年，因机电设备陈旧老化，金属结构锈蚀严重，土建工程年久失修，工程整体结构破损。雨季常受丰满水库回水顶托，形成外河水位高出涝区地面，使涝区水不能自排。

三是调蓄池淤积严重，蓄水面积减少，调蓄作用减弱。城区内辉发河故道一、二、三蓄水池目前淤积十分严重，原设计的调蓄容积目前已起不到调蓄作用。近年来由于淤积和养鱼事业的发展，死水位逐年抬高，且水池蓄水面积严重减少，水池岸边近年建起大量房屋，部分区域改造为耕地，使最高限制水位降低，减少了各水池的调洪容积。

2.4 综合判研与结论

桦甸的基础自然条件，包括地形地貌、水文气象等，决定了桦甸需要调蓄性海绵体，而蒸发量远大于降雨量决定了桦甸的调蓄性海绵不应该是大水面形式，而是弹性的季向性湿地[3]。

城市基础地形及开发强度，决定了桦甸城市大海绵体应重点在新城区建设，并结合交通、商业等需求，提升海绵体的复合效益。老城区内部可改造的空间有限，应充分利用好现有的河道、公园、绿地等海绵体进行调蓄，尽量不做新建。

3 桦甸海绵城市生态格局构建

基于桦甸市海绵基底现状空间布局与特征，以自然山体、基本农田、林地、自然保护区、森林公园，以及其他生态敏感性较高的区域组成生态发展区，以道路、水系等线性绿化为网络，以城区城市公园绿地为点缀，构建点线面结合的“一带、五廊、多节点”的整体生态格局（图2）。

图2 桦甸市海绵城市生态安全格局图

“一带”指的是辉发河外河防护绿化带。

“五廊”指沿辉发河内河构建的海绵生态主廊道，沿火龙河、土龙河、碑子河及城区北侧清水河、欧力河和民有河汇流而成的河流构建的海绵生态次廊道。

“多节点”是中心城区内重要海绵节点，主要包括城市公园绿地、广场绿地、防护绿地以及大型坑塘、水系泡沼等。

4 桦甸海绵体系构建

4.1 水环境体系

4.1.1 水环境目标

通过采取有针对性的雨水污染控制措施，可有效削减降雨径流污染，减轻对受纳水体的污染，改善区域内生态环境，保障水源水质安全。

水质环境标准：综合考虑桦甸市水功能区划，以及城市污水处理和非点源污染治理情况，确定桦甸市河道水质不低于《地表水环境质量标准》Ⅱ类标准，且优于海绵城市建设前的水质。

城市面源污染控制：一般可采用 SS 作为径流污染物控制指标，结合水环境质量要求、径流污染特征等确定桦甸市SS削减率大于50%，黑臭水体治理达标率100%。

4.1.2 源头污染控制策略

通过完善污水管网，加快污水处理厂建设，杜绝污水直接排放；通过构建“源头、末端”相结合的控制系统削减面源污染物，把污染物消纳在规划范围内，减轻地表水环境的压力。通过低影响开发设施建设以及河道生态修复等措施，统筹推进水环境综合治理。

点源污染控制：点源污染是指污染物质从集中的地点排入水体，主要包括生活污染和工业污染。桦甸市中心城区目前排水形式为雨污合流，加之污水处理设施容量不足，部分处理标准较低，仍会造成点源污染。规划建立完善的雨污分流排水体制，通过完善污水厂的污水处理率及处理效果，实现污水全收集全处理，出水水质达标排放等措施来控制点源污染。

面源污染控制：城市面源污染主要是由降雨径流的冲刷作用产生的，降雨径流能在短时间内将地表的、沉积在下水管网的污染物突发性冲刷汇入受纳水体，引起水体污染，因此具有突发性、高流量和重污染等特点，是引起水体污染的主要污染源。城市面源污染的削减措施包括源头削减措施和末端处理措施——源头削减措施主要有绿屋顶、雨水罐、透水铺面、植被过滤带、植草沟、入渗沟、砂滤池和生物滞留池。通过合理地配置源头削减措施，可以有效削减 35-45%的径流污染，削减 COD 采用生物滞留设施；末端处理措施主要有入渗池、滞留池、雨水湿地和滨水缓冲区等。

4.2 水生态体系

4.2.1 水生态目标

通过海绵城市的统筹建设，识别重要的生态斑块，构建生态廊道，保护水体、林地农田、水源保护区等重要生态敏感区，通过生态空间的有序指引，留足生态空间和水域用地，实现城市与自然的共生。按照吉林省要求，桦甸市海绵城市低影响开发雨水系统的年径流总量控制率目标为80%，对应参照的设计降雨量为20.8mm；考虑桦甸市的地质地貌等特征以及设施的经济合理性，其低影响开发雨水系统年径流总量率的取值范围控制在 75%～85%，在改建区域、绿化空间狭小或资金有限的场地，可按照低控制目标选取，在城市更新区域、绿化空间较大或有资金保障的场地，宜按照高控制目标选取。

4.2.2 水系生态系统修复

依据生态自然的设计理念，对规划范围内直立式硬化驳岸的河流和排洪渠的岸线进行改造，保证雨洪安全的同时发挥河流的生态和景观功能。

生态驳岸根据功能及结构形式可分为：自然缓坡型驳岸、生态型台阶驳岸、生态型人工草坡驳岸、生态型亲水驳岸和生态型自然驳岸等。生态型驳岸型式选择需考虑河道尺度、河湖功能、水动力条件、空间位置与占地、地形地质条件、筑堤材料、工期、工程投资、环境影响与景观要求、运行条件等方面，应结合工程现状，通过综合方案比选，选定水系的生态驳岸型式。

基于现状河流水系，衔接城市总体规划的用地性质和河流绿化带，识别现有河流岸线，划分岸线类型。将桦甸市河流岸线主要划分为四类：主干河流生态型岸线、主干河流景观性岸线、支流生态型岸线和支河流景观性岸线，详见表2。

表2 不同类型生态岸线功能及建设形式表

4.3 水安全体系

4.3.1 防洪治理体系

吉林市为国家确定的重点防洪城市，而辉发河流域是吉林市重点防洪流域。辉发河大堤保持100年一遇防洪标准。辉发河故道河堤结合道路绿化统一进行整治，达到50年一遇防洪标准。第二松花江红石砬子段规划防洪标准达到50年一遇。市域内其他江河堤坝，防洪标准不低于20年一遇。全面完成河道整治，使重点河段的河势变化得到基本控制和改善，加快河流治理步伐，重点是治理影响区域经济发展的河流，提高其抗御常遇洪水的能力，减轻局部性暴雨造成突发性洪水对城镇和厂矿企业造成的重大损失。

4.3.2 内涝治理体系

通过对桦甸市积水成因分析，综合考虑桦甸市实际情况和建设能力，构建排水防涝体系，保障水安全，具体方案如下：

一是雨水管网结合排水不畅点改造和道路建设计划对部分管网进行新建或翻建改造，建议用地性质和竖向需要调整的区域，结合道路打通工程，完善管网建设，提高城市排水防涝体系。利用水库和泡沼规划建设雨水调蓄设施。

二是通过源头控制工程对雨水径流进行控制，突破传统的“以排为主”的城市雨洪管理理念，充分发挥城市建筑与小区、绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、渗蓄滞作用，采用渗、滞、蓄、等多种技术，提高城市防涝排水能力。

三是针对严重积水点提出改造建议方案，针对不同原因形成积水点采取分类改造办法，通过管网改造、竖向优化、绿地调蓄、多篦雨水口与连接管网新建等措施，消除城区全部积水点。

4.4 水资源体系

考虑到桦甸市用水情况及海绵城市建设要求，为满足更高的要求，建议采用雨水资源化利用策略，即雨水集蓄利用模式，具体实施措施如下：根据城市内涝风险评估结果，针对示范区存在的内涝积水点，结合解决淹水问题开展雨水利用，利用现有蓄水池，在雨季调蓄城市雨洪；结合公园、绿地、道路广场的布局，规划雨水蓄水池、雨水地下回灌系统等工程设施，规划将收集的雨水用于校园、场馆、单位内部的景观水体补水、绿化、道路浇洒等，可节约城市用水；结合城区内天然洼地、泡沼、河流和沟渠以及规划人工湿地等，建立综合性、系统化的蓄水工程设施，把雨水径流洪峰暂存其内，再加以利用；将雨水集蓄利用与公园、绿地等结合，用于公园内水体的补水换水，同时利用于绿化、道路洒水等。

4.5 海绵城市建设指标体系

根据《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》和《关于推进海绵城市建设水利工作的指导意见》，结合上述分析，确定桦甸市海绵城市建设指标体系（见表3）。

表3 桦甸市海绵城市建设指标体系汇总表

5 结论与展望

海绵城市建设是缓解城市排水压力、营造良好生态环境、提升城市生活品质的重要途径，对于指导下一步的城市建设具有重要作用。桦甸市借势吉林省新一轮高质量发展战略背景，大力推进海绵城市建设，积极探索海绵城市生态格局构建及城市海绵体系建设等方面内容，并提出改善城市洪涝治理的规划实施策略，以期提高城市应对暴雨极端天气的“韧性”，实现人水城和谐共生的发展目标，为全省乃至全国海绵城市建设和城市洪涝治理提供参考。