黄丽娇，王川涛

(1.深圳市宝安区大空港新城发展事务中心，广东 深圳 518101；2.中国城市规划设计研究院深圳分院，广东 深圳 518040)

贵安新区位于长江流域和珠江流域的上游地带，是长江经济带和珠江经济带最重要的水源涵养区和生态保护区[1]，得天独厚的山水资源是贵安新区重要的生态基底和后发优势，作为国家级新区、第一批16个国家海绵试点城市之一，推进生态文明建设是贵安新区高标准建设、高质量发展的关键，因此新区的开发建设应贯彻海绵城市理念，尽量避免对下游水质产生影响，系统推进海绵城市建设，探索山地城市的海绵城市系统规划的建设路径。

1 问题的提出

1.1 项目概况

马场科技新城市位于贵安新区东部，是直管区的重要组成部分，总面积103.8km2，城市建设用地面积约50km2。规划以创新研发为引领、以新兴产业和文化创意产业为支撑，实现“研-产-城”融合的综合科技新城。如图1所示。

图1 贵安新区马场科技新城区位示意(左)与用地规划图(右)

1.2 海绵城市建设的本底条件

贵安新区马场科技新城位于车田河、马场河和松柏山水库的流域范围内，总体地势西高东低，海拔大部分集中在1100～1600m之间，地形复杂、以丘陵、山地为主。多年平均降水量 1157.8mm，汛期占全年降水总量的79.3%，多年平均蒸发量1367.4mm。全年以东北风为主，夏季盛行风为西南风。如图2所示。

图2 马场科技新城高程图(左)、坡度图(中)、水系图(右)

1.3 海绵城市建设存在问题

马场科技新城规划范围位于红枫湖、松柏山水库以及花溪水库的汇水范围内，且新城建设用地毗邻饮用水源二级保护区范围线，属于水环境高度敏感地区[2]。

规划范围内河流属于山区雨源性河流，降水年内变化大，现状资源性缺水与工程性缺水压力并存，如何利用本地雨、污水资源，是海绵城市建设的难点之一[3]。

另外，现状河道防洪排涝标准较低，在发生强降雨时，局部低洼地区会发生洪涝积水现象，随着城市建设的不断推进，下垫面硬质化比例陡增，防洪排涝压力会进一步增大[4]。

因此，贵安新区马场科技新城海绵城市建设面临着水环境高度敏感、水资源短缺以及防洪排涝压力较大等现实问题。

2 系统规划方案的编制思路

马场科技新城海绵城市建设在最大限度保留和保护原有生态敏感区域的基础上，依托蓝绿网络结构，嵌入生态性的措施，全面提升水生态格局、水安全体系、水环境保障以及水资源水平，构建“水、林、田、湖、城”于一体的生态、特色、活力、共生的海绵空间，实现城市与自然的交融。如图3所示。

图3 马场科技新城海绵城市总体思路图

规划打造集“生态海绵”、“弹性海绵”、“活力海绵”、“智慧海绵”为一体的贵安新区马场科技城海绵城市。其中生态海绵侧重于留足生态空间，让城市与自然共生；弹性海绵让城市弹性的应对水患安全与水环境污染；活力海绵旨在雨污水的水资源化利用和水空间价值的进一步发掘；“智慧海绵”通过多种“智慧化”的技术方法和手段的镶嵌与助力，保证海绵城市建设的科学性、合理性与先进性。在纵向上不断的深化蓝绿网络，在横向上协调其他绿地、竖向等专项规划，并统领防洪、水系以及供排水等专项规划，最终实现海绵城市建设的稳步推进。

3 山地高度水敏感地区海绵城市系统方案编制探索

3.1 生态海绵系统建设

留足生态空间与水域用地，让城市与自然共生。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，保护山体、水体、水源保护区等重要生态敏感区，通过大疏大密空间的有序指引，留足生态空间和水域用地，构建良性的水文循环，实现城市与自然的共生。如图4所示。

图4 马场科技新城海绵空间格局分析图

3.1.1基于层次分析法的生态海绵空间格局分析

通过采用层次分析法和专家意见法(Delphi-AHP)[5]构建生态敏感性评价指标体系，其中包括生态资源、自然地理、生态安全3个一级指标；土地利用、植被覆盖、生态环境敏感区、高程、坡度、起伏度、水系安全、地质安全、人居安全等9个二级指标。将各因子评价结果按表1中的权重进行空间叠加，得到综合评价结果，并将其划分为生态高度敏感区、生态中度敏感区和生态轻度敏感区，为马场科技新城生态安全格局构建、海绵生态本底划定和城乡空间发展提供支撑。

表1 马场科技新城海绵城市空间格局评价体系指标表

3.1.2构建基于主导风向和局地环流构建城市通风体系

利用TM遥感影像反演地表温度[6]，马场科技新城及其周边冷源主要分布在红枫湖、麻线河、冷饭河、凯掌水库、高峰山以及塔冒山等山体和水体通过构建基于主导风向和局地环流的“四楔(红枫湖—高峰山、塔冒山、松柏山水库、天河潭—安妹山)、四廊(马场河、金燕河、冷饭河等河流水系廊道和西纵快速路两侧绿地形成的廊道)”通风体系，为风环境的流入和导出创造宏观空间上的有力条件，缓解热岛效应，打造会呼吸的海绵城市。

3.2 弹性海绵系统建设

让城市弹性的应对水患安全与环境污染。提高城市的防洪排涝能力，控制城市径流，减轻暴雨对城市运行的影响；通过区域点源、面源污染和城市面源污染的控制，降低对下游水环境的影响，构建良好的水生态系统。

3.2.1基于水环境容量的多级海绵削减系统

马场科技新城毗邻二级饮用水源保护线，水环境高度敏感，通过计算花溪水库、松柏山水库的水环境容量，提出三级海绵削减系统：一级海绵系统主要为大型的人工湿地；二级海绵系统主要结合雨水管网末端进行布局；三级海绵系统主要为地块的低影响开发。通过三层系统的耦合，保障高度水敏感地区的水质水环境。如图5所示。

图5 马场科技新城及其周边区域地表温度反演(左)与通风体系规划图(右)

(1)水环境容量

马场科技新城汇水范围涉及3个流域，即车田河流域、马场河流域以及松柏山水库流域。其中车田河汇入花溪水库、马场河汇入红枫湖，因此以汇入花溪水库、红枫湖以及松柏山水库的二级水源保护区处的断面为水质控制目标，采用MIKE11模型对水环境容量[7]进行计算，确定在目标控制断面水质达到地表水Ⅲ类时海绵城市建设需要削减的污染物的总量。以氨氮作为模拟因子，车田河流域海绵城市建设需要削减污染物总量为110.44t/a；松柏山水库流域海绵城市建设需要削减污染物总量为51.21t/a；马场河流域海绵城市建设需要削减污染物总量为28.36t/a。

(2)三级海绵削减系统

①第一级海绵削减控制

第一级海绵系统主要为大型的人工湿地。结合城市用地布局以及地形地貌分析，在流域河道较为平缓处设置净化湿地，其中沿马场河新增稻香湖湿地、龙川湿地、松山湿地、九峰湿地以及马场湿地；车田河流域新建车田湿地、龙滩湿地、四寨河湿地以及冷饭湿地；松柏山水库流域新建七星湿地、羊艾湿地、金燕河湿地以及甘河湿地。

②第二级海绵削减控制

在全面落实海绵城市建设措施的前提下，考虑占地成本、处理效果等因素，结合地形地势和雨水管网的分布情况，按照整体分散，适当集中的原则，在雨水管网进入河道前加设塘床系统，均采用“前置塘+漫流湿地”的处理工艺，由两级塘床系统构成，主要配置的植物包括菖蒲、睡莲、芦苇、荷花、大叶莲、再力花等[8]，利用塘床湿地净化系统处理雨水。

马场河流域设置23处、松柏山水库流域设置23处、车田河流域设置72处末端雨水控制设施。

③第三级海绵削减控制

通过水环境容量以及第一、第二级的污染物削减总量，马场科技新城通过布局雨水花园、下沉式绿地、透水铺装等低影响开发设施[9]，充分利用调节容量，滞留雨水，增加停留时间，进一步净化雨水，增加生态效益。

3.2.2建设综合水系、竖向与雨水管网评估的内涝风险系统

通过MIKE FLOOD水力模型[10]，构建雨水管网、场地竖向与城市水系为一体的综合模型，评估地面积水响应，为城市内涝风险提供支撑。如图6所示。

图6 马场科技新城3年一遇雨水管网评估图

(1)雨水管网评估

参考芝加哥降雨雨型[11]，以短历时降雨作为模型输入，评价雨水管网的排水能力。模拟结果表明，马场科技新城98.5%的雨水管网达到3年一遇的标准。

(2)水系评估

根据防洪排涝相关设计规范要求，马场科技新城的防洪、排涝标准为50年一遇，通过模型分析，确定冷饭河、金燕河、马场河以及甘河等河道的宽度、河底高程等控制要素，并计算在50年一遇设计工况下的洪峰流量、设计水位，为场地设计提供相关依据。

(3)竖向积水评估

通过耦合模拟雨水管网、场地竖向以及河道水系为一体的综合系统，在50年一遇24h降雨下，马场科技新城大多数的地面积水均不超过15cm，仅局部绿地公园区域超过15dm，但持续时间不超过30min，规划管网、水系与场地竖向的设计整体合理。

通过模拟分析，贵安新区马场科技新城作为典型山地城市，其道路坡度大，管网溢流雨水径流的行泄通道主要通过道路来进行组织疏导，并通过低洼地、冲沟等通道最后排往河道以及水库等周边水体。因此，在绿地系统中应对道路与河道之间的排水通道予以保留，避免形成内涝点。

3.3 活力海绵系统建设

通过雨污水的资源化利用和水空间价值的进一步发掘，焕发马场科技新城活力。在减少水体污染、改善生态环境的同时，积存的雨水可净化再生，用于城市水景观的塑造和美化，充分利用良好的水空间，传承良好的“与水为友”、“天人合一”的传统水文化，改善整体的人居环境。如图7所示。

图7 马场科技新城道路积水模拟分析图

3.3.1构建循环回用的再生水利用系统

马场科技新城共有3座污水处理厂，即湖潮污水处理厂、马场污水处理厂和龙山污水处理厂，总设计规模为18万m3/d，各污水处理厂均设置再生水处理设施深度净化，用于市政绿化和道路浇洒等城市杂用水、三大运营服务器的循环冷却工业用水以及城市水系的景观补水。

3.3.2形成自然湖泊蓄存雨水资源利用的绿色系统

雨水资源化利用主要分为渗透利用及集蓄利用两大类。在渗透利用方面，可以实现对水源的涵养并补充地下水，但该区域为我国喀斯特地貌发育的典型地区，地下水环境十分脆弱[12]，径流雨水通过低影响开发设施、末端净化设施以及人工湿地净化处理后，再渗透补充地下水，避免雨水径流污染对地下水环境的影响；在集蓄利用方面，通过自然湖泊等积蓄利用设施布局，将收集到的雨水利用于绿地浇洒和道路清洗等市政杂用水，其水量代替城市供水比例不小于 3%，总利用量约130万m3/a。

3.4 智慧海绵系统建设

依托生态环境监测以及市政给排水管网系统等数据，构建集GIS、Web、给排水模型、数据库、在线监测等技术为一体的海绵城市智慧综合管控平台。马场科技新城作为一个新建区域，从城市化初期的本地监测收集，到城镇化进程中后期的积累，实现海绵城市全生命周期的管控，为喀斯特地貌的城镇化进程动态积累大量基础数据。

4 结论

山地海绵城市建设重点应聚焦在生态海绵空间识别、城市内涝积水治理、水环境质量保障、雨污水资源化利用以及通风体系构建等方面，通过层次分析法识别出高度水敏感地区，为城市建设空间提供指引；针对内涝积水，构建MIKE FLOOD模型评估雨水管网、水系以及场地竖向的关系；针对水环境保障，构建三级海绵体系削减污染物；针对热岛效应，通过遥感解译，打造通风廊道，打造呼吸城市；针对雨污水资源化利用，强调最大化的自然雨水蓄存利用以及精准分析用户需求的污水资源化利用。

作为全国首批16个海绵城市建设试点之一，马场科技新城位于长江流域和珠江流域的上游地带，面对水安全、水环境、水资源等多重压力，海绵城市建设的有机嵌入恰如其时，通过生态海绵、弹性海绵、活力海绵以及智慧海绵体系建设，进行城市蓝绿系统的统筹，为其长远发展提供良好的生态图底，力争做好上游生态屏障，保护生态环境，打造喀斯特地貌的山水田园城市海绵建设样本。