基于城市内涝的南京海绵城市建设途径研究

2018-03-30肖同亮李加乐徐亮宗兰

江苏建材 2018年1期

肖同亮，李加乐，徐亮，宗兰

（1.南京工程学院建筑工程学院，江苏南京 211167；2.安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥 230601；3.连云港市房屋安全鉴定管理中心，江苏连云港222003）

0　引言

近年来我国大部分城市都饱受内涝灾害的影响，在城镇化迅速发展的态势下，传统“以排为主，末端控制”的雨洪管理模式己日渐力所不及，大规模、大范围、高频率的城市内涝现象不断发生，给人民生命财产带来巨大损失，制约了城市的可持续发展。为了缓解日益严重的城市内涝、水资源浪费和水污染等问题，2014年4月，习近平总书记在对“保障水安全”的重要讲话中指出，解决城市水问题，必须遵循自然规律、顺应自然，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，同年10月，住建部和城乡建设部印发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》（以下简称《技术指南》），明确了“海绵城市”的概念，为各级地方政府建设“海绵城市”提供了政策指导，自此“海绵城市”成为我国现代城市建设主要发展战略之一。但是，如何开展海绵城市建设，如何衡量海绵城市建设标准，特别是如何将海绵城市规划和城市总体规划结合起来，将是我们所要面临的一个崭新课题。

本文在相关国内外关于海绵城市建设经验及存在问题的基础上，针对南京市近年来面临的台汛危害、内涝水患以及水污染等问题，结合南京市地理水文特征、城市排水系统现状及政府管理规划等方面，从理念、技术、规划和管理等不同角度，为南京海绵城市建设提供一些实施办法和途径。

1　南京城市洪涝灾害及原因分析

1.1　南京地理与水文特征

南京市位于长江、秦淮河、滁河及水阳江下游，跨江而踞，北连辽阔的淮河平原，东接富饶的太湖水网，南望逶迤的皖南山区。沿江、河、湖两岸是平原圩区，腹地是丘陵山区，江河、圩洲、山丘相互交错，地形比较复杂。境内水系主要分属长江、淮河、太湖三大流域，其中长江流域面积6 285 km2，占南京总面积的95.5%，有长江干流、秦淮河、滁河、水阳江等骨干河道45条，合计长度约590 km；淮河流域面积128 km2，骨干河道有河王坝水库溢洪道等；太湖流域面积169 km2，骨干河道有胥河等。

特定的地理和水文特征，导致南京市面临着洪涝灾害频发的情势，因此南京也成为了全国31座重点防洪城市之一。自建国以来，南京市共发生较大洪涝灾害12次，较大的水旱灾害平均约4年一次，小的水旱灾害几乎年年发生，是典型的“洪水走廊”。南京属北亚热带季风气候区，降水量年际及年内变化大，汛期容易出现突发性、灾害性的暴雨。南京年平均气温约15.5℃，城区多年平均降雨量为1 106.5 mm，年最大降雨量1 713.9 mm，但降雨时空分布又极不均匀，雨量多集中于每年5～9月份汛期，期间降雨量占全年雨量的70.6%，且暴雨大多出现在梅雨期和台风季节。图1为南京市2013～2015年月降雨量对比。

图1　南京市主城区2013~2015年月降雨量对比

1.2　南京市洪涝灾害情况分析

随着南京的城市化进程迅速发展，城市硬地铺装和建筑物等不透水面积不断增加，导致雨水无法自然下渗，汇流时间急剧缩短，致使径流总量和径流峰值大大提高，增大了内涝发生的概率。另外，一方面南京市内水系较多，河湖密布，但是在城市开发建设中，忽略了城市自然水系的调节作用，占用湖泊、河道搞建设的情况时有发生，致使城市水系原有的调蓄和滞洪能力大大降低；另一方面，在城市新建区建设过程中，城市排水蓄洪系统缺乏合理的设计和布局，导致部分公共绿地、蓄洪设施被侵占，且其分布不均没有形成有效排水体系。另外，大部分住宅区的绿地园林和行人道路在设计时并没有考虑防洪排涝的要求，绿地比道路地面还要高，雨水管渠主要依靠重力排放，一旦遇到降雨量超过排水设施能力或下游水位处于高水位时，极易形成内涝。

南京市排水防洪设施大多形成于新中国成立以后，雨水管道设计标准偏低，多为1～2年一遇，普遍低于现行规范《室外排水设计规范》(2014版）标准。老城区目前雨水管网系统管径偏小，排水能力低，加之在排涝河道排放垃圾、局部被覆盖、普遍淤积等因素，致使排涝能力不足的矛盾日益突出。而且由于历史规划和建设原因，老旧排水系统的改造涉及面广、实施难度大。目前全市可以划分为5个防洪排涝区，分别为主城区、东山、仙林、浦口、六合,各排涝区排水系统建设现状见表1。

2　海绵城市建设对策思路

2.1　海绵城市建设目标

城市内涝治理是一项复杂的系统工程，应充分考虑防治内涝灾害的工程性设施和非工程性措施相结合，其涵盖了从雨洪源头的产生到末端排放的全过程控制，包括产流、汇流、调蓄、利用、排放、预警和应急等阶段。考虑到南京市不仅是快速发展的现代化城市，更是历史悠久、风景独特的历史文化名城，在推进海绵城市建设中，首先应该以建设生态型设施为优先原则，因地制宜，采取“蓄、滞、渗、净、用、排”相结合的生态基础设施，建立新型生态排水系统。其次，坚持低影响开发的原则，在城市总体规划中兼顾城市初期雨水面源污染治理，保护自然水系、恢复水生态、营造水文化、提升城市人居环境。再次，加强工程措施与非工程措施结合的原则，采用多种措施进行综合治理，通过跨专业协调，系统考虑从源头到末端的全过程雨水控制和管理，与城市规划、绿地建设、水资源保护等相关专项规划充分衔接，达到雨水资源化的目标。

表1　南京市排涝区排水系统建设现状

2.2　海绵城市建设总体思路

立足于南京城市建设和经济发展现状的基础上，结合国外先进经验，南京市海绵城市建设应该从以下几个方面来考虑：一是将“生态绿色”的发展理念与城市总体规划建设、“社会、经济、文化”发展和居民生活习惯相融合，确立具有本地特色的绿色发展理念，建设南京“滨江生态宜居城市”。二是建立可持续的城市雨洪排水系统，通过与现有排水系统相结合，模拟城市自然水循环系统，处理好城市排水系统和河流系统的衔接。三是建设源头低影响开发雨水系统，减少湖泊、湿地、沟渠等水生态敏感区的破坏，并结合这些生态区域进行规划开发。四是发挥政府的引领职能作用，建立健全相关政策法规，积极引导公民参与海绵城市建设，调动广大人民群众的参与性。

3　海绵城市背景下城市防洪排涝对策

3.1　确立绿色生态建设理念

在推进南京市海绵城市的建设进程中，要深入贯彻落实习近平总书记视察江苏时的重要讲话精神，把海绵城市理念贯穿于城市规划建设管理的全过程，按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的总体思路，全面推进新型治水思路理念、方式方法、体制机制创新，加快实现从粗放用水向节约用水转变，从供水管理向需水管理转变，从局部治理向系统治理转变，将“绿色生态”的建设理念融入城市各项规划中，充分与城市经济发展、水污染控制、排水防涝等工作相结合，加强规划管控，科学制定城市的发展底线，实现经济社会和环境的可持续发展。

3.2　建立新型防洪排涝雨水系统

海绵城市建设应在城市原有设施基础上，最大限度地保护城市湖泊、绿地和湿地等自然水体，禁止填湖造地、侵占水域的开发行为，优先采用河湖水系、自然水体和园林绿地等生态措施，提升城市水循环系统的自然调蓄和自然涵养能力。通过采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种措施相结合的措施，改变城市原始排水系统“只排不蓄，末端处理”的缺陷，充分考虑“建筑屋顶、绿地、道路、管渠、河道”为一体的排水系统来保障城市水循环，使得雨水可以就地收集、下渗和利用，以达到削减雨水径流总量、减小径流峰值以及控制水污染，达到防洪与节水共同目标。构建可持续排水系统可以考虑以下几点：首先是要提高雨水管网设计标准，另外通过保留和设计更多的自然水系作为排水通道；其次是处理好城市排水系统和河流系统的衔接，避免内河和下游水位处于高位时，城市积水无法排出；最后是建立自然化雨水排水系统，如建设综合性绿色设施包括建设下凹式绿地，设置植草沟、渗透池等，使城市雨水可以自然循环起来。

3.3　低影响开发雨水系统规划方案

（1）规划指标的选取

要构建低影响开发雨水系统，选择年径流总量控制作为首要的规划控制目标，将低影响开发雨水系统作为城市水系统规划的重要组成部分。本文结合南京市人文特征和城市建设现状，建议采用径流系数作为主要指标，并结合下沉式绿地率、透水铺装率、绿色屋顶率三项单项指标作为南京市雨水系统的规划指标。

（2）径流系数控制指标

基于《南京市城市总体规划（2007-2020）》主城区建设用地面积，根据卫星遥感图和用地规划图对南京市主城各类用地的下垫面进行了解析，结合《室外排水设计规范》(2014版），选取了居住区、公共设施、绿地等不同类别下垫面，分析了南京主城区各分类建设用地的综合径流系数，南京市主城区各建设用地类型径流系数见表2。

表2　南京市主城区综合径流系数统计表

区域整体开发或改造前，应对区域原有径流系数进行分析评估并给出详细说明，区域开发或改造后，对于相同的设计重现期，改造后的径流系数不应超过改造前的径流系数，结合南京市未来新建用地规划，新建地区综合径流系数应≤0.5，已建、在建地区综合径流系数逐步过渡到0.6左右。南京市城区各建设用地径流系数规划见表3。

表3　南京市新建各规划用地径流系数控制指标表

（3）单项控制指标

在制定城市详细规划的过程中，将低影响开发控制目标和指标进行分解为下沉式绿地率、透水铺装率、绿色屋顶率等单项指标，在上海共康绿地优化改造和深圳市光明新区，均得到了较好的运用。为了实现表3城市规划设计的径流系数指标目标，参考《江苏省绿色建筑评价技术细则》，并结合各建设用地不同功能的特性，提出了各建设用地类型的单项控制指标建议值见表4。

表4　南京市低影响开发单项指标控制一览表

3.4　发挥政府引领职能作用

（1）加强政府部门责任制度建设

政府在城市建设中要做好顶层设计，统筹推进海绵城市建设，提高海绵城市规划的科学性，通过“多规合一”的方法，加强与各规划间的衔接；针对海绵城市建设的复杂性、综合性和创新性的特点，要求政府各管理部门积极配合、互相联动，形成高效管理机制。水利、交通部门要加强对海绵城市建设过程中的监督和管理工作；财政部门要加大对海绵城市建设的财政支持力度；技术研发部门要积极研究本地海绵城市建设的技术难题；建设、规划、环保、监督等部门要按职责分工，共同推进海绵城市建设各项工作的快速发展。

（2）拓宽投融资渠道

海绵城市建设具有建设周期长、资金投入大、经济效益体现慢等特点，南京市现处于城市发展的关键期，无法投入大量资金进行海绵城市建设。因此政府需要建立科学的融资模式，鼓励相关科研设计单位、建设企业、生产企业与社会资本相结合，采用总承包的方式进行海绵城市招标建设，发挥整体效益。进一步创新投融资机制，因地制宜推广PPP模式，探索海绵城市建设项目公益性、半经营性与经营性属性，将一些经营性项目通过政府购买服务、投资补贴等多种形式，交给社会企业进行运营管理。借鉴国外雨水资源化利用的成功经验，探索建立适合南京市发展需要的雨水排放许可管理和收费制度，用于海绵城市建设。

（3）加强政府预报、应急、信息化建设

气象预报部门可充分借助互联网平台和新闻媒体等，及时、准确地向公众发布预警信息，加强对老城区、隧道、下穿立交的入口等内涝风险重点区域的防范措施，在内涝风险重点区域设置水位声光报警等预警装置，防止车辆和行人暴雨时冒险闯入造成不必要的损失。建立专业可靠的应急管理队伍，制定关键易涝点的应急排水方案，明确人员编制和区域分工，建立常规的培训和演习制度，提高应急抢险设施设备的资金投入，从而保障应急抢险方案的有效实施。