海绵城控规技术导则编制探索

1、海绵城市控规技术导则编制探索背景与趋势：由总规向控规深化我国普遍存在洪涝频发与水资源紧缺并存的矛盾。近年来，我国 多个城市遭遇了特大暴雨的袭击， 去看海”成了流行词，但与此同时， 又有很多城市普遍面临水资源短缺、旱灾频发等困扰。对此，国内外 学者开展了大量研究，基本达成了 工业化割裂雨水微循环模式，从 而引发洪涝与缺水并存”的共识，并据此提出了一系列有关雨水资源 利用的理论，如可持续城市排水（SUDS）低影响开发（LID）及海绵城 市等。海绵城市，顾名思义是指城市能够像海绵一样，在适应环境变 化和应对自然灾害等方面具有良好的 弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗 水和净水，需要时将蓄存的水 释放”并加

2、以利用。2014年10月，住 房和城乡建设部颁布了海绵城市建设技术指南一低影响开发雨水系 统构建（试行）（以下简称指南），对海绵城市有关理论进行了 归纳整合，形成了相对成熟的总体技术方法框架。笔者以此为指导， 进一步对控规层面的海绵城市技术导则展开研究，以便为下一步的详细设计提供指引。海绵城市控规技术导则的主要内容：空间管控 +指标控制一、空间管控：四大类分区十四种设施要素管控方式.四大类分区：高、中、低雨水径流调出区和雨水径流调入区 划分出雨水径流调出区和调入区是实现指南提出基本维持场地开发前后水文特征不变”这一核心目标的重要基础。这是因为在单个地块层 面，海绵城市的目标和现实之间存在 要求

3、消化但又消化不了 ”的困境 所谓 要求消化工是指指南中提出的开发地块要按场地开发前的 绿地状态来控制雨水，而绿地的雨水外排率仅为10%15% ,也就是说开发地块理论上要 消化”高达85%90 %的雨水；而 消化不 了 ”是指在现实中任何开发都会将场地中原来的绿地变成建筑或者铺 地，这势必会导致地块 消化”雨水的能力减弱。在我国，城市建设强 度普遍较高，资金和技术又相对缺乏，即使按照目前国内较为先进的 技术标准（如以深圳光明新城为标杆），一般单个开发型地块（如居住 区和商业区）在建设后仍然比建设前至少多出 15%的雨水 无法消化 。因此，只能退而求其次，通过跨地块间的雨水调节，即结合城市 规划的

4、用地类型，分成不同等级的雨水径流调入区（如绿地、水体）和 调出区（如各类居住区、商业区），在一定范围内实现雨水水文特征的 平衡。在城市规划中，除去大型自然要素，一般雨水径流调入区（即绿地）的设置都是以210 km2的控规单元（北京称为 街区”， 武汉称为编制单元”，其余城市的提法基本类似）为基本单元，那么 跨地块进行雨水调节的范围，就应当与控规单元的范围进行统一。 换 言之，一般控规单元的界线就可当作雨水区域平衡的界线。因此，海 绵城市控规导则中空间管控的第一步，就是基本参考控规单元的界线 范围，通过整体统筹布局，将单元内的各地块划分成雨水径流调出区 和调入区。参考一般控规中对各类用地的绿地率

5、和建筑密度的相关控制要求，笔者尝试设置四个等级的雨水径流调出 /调入分区（表1）,经过简化的下垫面渗透水率计算，可以实现雨水整体水文特征的平衡, 并保证排泄顺畅。表1雨水径流诋出/调入分区的用地分类一套等吸用地类型及面职谓节水量雨水径流泅 出区（高）南水径流调 出区（中）R. A. 30%等吸用地类型及面职谓节水量雨水径流泅 出区（高）南水径流调 出区（中）R. A. 30%专用地建筑Ihm； w用地W、S等各类 密度（35% 直积4hnr开发建设用地 20% =用地算化（道路用地S 率25%采用透任型跖25% w用城建筑4hnr-w用地百因产均为 密度30% 釐Bhm何雨水径漉典25%军用地

6、绿化出区率40%以祟地外揖外排水比例增加水比例10%不超过15%他作为基础外排水比例增加不超过21%雨水径流调建筑密会与25% 用地面积女外排水比例增加出区（任）绿化率聿40% 8hm不超过27%在满足百身的I济；蓄水沟基诩 上蛹保容纳观者顺畅排出上述雨水调出区姻出的小水雨水径流调 麻地及广场（G）；在满足百身的I济；蓄水沟基诩 上蛹保容纳观者顺畅排出上述雨水调出区姻出的小水摘成总市政设施国妁体皆用地（Adi或名排水.四种设施要素管控方式：实线+虚线+点位+功能标识在划分雨水径流调出/调入分区的基础上，第二步就是设置各分区中 关于海绵城市的各项设施要素。在传统控规中，对于设施要素的管控， 主要

7、采用实线控制予以确定，但随着控规体系的不断完善，设施管控 的方式和内容也不断进步。例如，在方式上，武汉的控规采取了实线、虚线加点位”的控制形式，形成了刚柔并济的空间管控模式；在 内容上，广州教育城规划额外增加了透水铺装设置区域、 集水设施标 识等。笔者综合上述思路，建议设施要素的管控采取实线、虚线、点 位和功能标识四种方式（表2）。其中，实线的控制力度较为刚性，在 进行必要的调整时需要保证原有面积、容积等功能指标不减少；虚线 和点位的控制力度相对弹性，调整时只需要保证在方向和主要功能不变的情况下，其线型和位置可以根据实际设计进行灵活变动； 功能标 识则主要为详细设计或专项设计提供参考表2座规层

8、面海强城市设施咬福夔卷-范控制要费整制力度控制内容造刚性绿线，蓝线、戴洪沟和歪要泄洪区域等雌弹性透水晡装区域.下凹式绿地区域r草沟和雨水翊晦点位津拄港井、蓄水池、雨水窿和雨水幅等点状设施功能标识艰据专项没计的塞求照定汇水方向、汇水坡度、汇水深度、集水区域边界瞳水管控制力度国等二、指标控制：整体控制指标+建设技术指标根据控规承上启下”的特点，笔者认为，控规层面的海绵城市指标控制应包括两部分内容：整体控制指标，将上位规划提出的指标 （如 年径流控制总量等）在控规单元层面进行落实和细化；建设技术指 标，将上述整体指标分解至各个地块，并转化成便于直接操作的具体 工程技术标准（如透水铺地率、下凹式绿地率

9、等），从而便于指导详细 设计。.整体控制指标：核心指标+特色指标整体控制指标面向整个控规单元，其意义在于一旦控规出现大规 模的调整，变动后的方案仍必须满足整体控制指标， 从而在总体框架 层面保障海绵城市的建设实施。具体来看，笔者建议将整体控制指标 分成核心指标（必选）和特色指标（可选）两类。其中，核心指标包 括渗水、蓄水和排水三大内容，这是从 自上而下”和自下而上”两个 角度推导得出的。 自上而下”即从深化上位总规指标出发，指南 提出上位规划指标包括径流总量控制、径流峰值控制和雨水资源化利 用等。径流总量控制的途径为雨水的下渗和直接集蓄； 径流峰值控制 的途径主要为蓄水和排水；雨水资源化利用的

10、前提是雨水储存。 由此 可见，实现上位规划目标的基础是对雨水进行渗 /蓄/排的处理。自 下而上”即从工程技术的角度反推，所有技术可分成集水、径水、渗 水、蓄水、储水和净水六大类。集水与径水仅涉及过程，其下一步的 结果还是渗水和蓄水；储水与蓄水的功能类似，只是空间载体形式不 同；净水贯穿于雨水循环的整个过程，而且仅对部分地区有控制要求。 因此，同样可将六类功能归纳成蓄水、渗水和排水三种，且蓄水、渗 水和排水指标是指标控制必须要完成的 规定动作”。在此基础上，结 合指南的要求，可扩展出净水和回用水两个特色指标，作为有条 件地区实施的 额外动作”。另外值得一提的是，很多地区为方便操作， 将渗水与蓄水

11、指标合并，形成径流控制总量，并与降雨厚度进行挂钩， 如昆明设计的径流控制指标按降雨厚度 25.5mm计算，深圳设计的径 流控制指标按降雨厚度50mm计算。但是，为防范 只修蓄水设施而 不修渗水设施”这种极端情况的出现，建议有条件的地区还是将指标 进一步拆分成渗水和蓄水指标来管控。 接下来，要对核心指标和特色 指标进行具体设置。在设置之前，首先要明晰各指标的先后顺序。按 照小雨不排、中雨不涝、大雨排得快”的理念，渗水、蓄水和排水三 项指标应采取 渗水优先，蓄水次之，排水最后”的逻辑顺序，而净水 和回用水指标则相对独立。(1)渗水指标，指控规单元内雨水渗入土壤、植被，最终汇入地下水 系统的雨水比例

12、(渗入绿色屋顶的雨水，由于并未汇入地下，笔者认 为应该算作蓄水)。该指标的计算方法多样，其中相对简单的方法可直接参考已有地区的经验，按年降雨量进行比例估算，如可参考深圳 光明新城，其55%左右的年降雨量能被渗透吸收。如果要对其进行 更精确的计算，就需要按照指南提出的基本维持场地开发前后水文特征不变”的要求，分析地区未开发前的渗水量，一般选取土质 或植被等要素，分别计算孔隙度和含水量等相关数据。在土质方面， 粘土是渗透潜力最小的土壤类型，砂土的渗透潜力最大 （表3）;在植 被方面，由于植被与土壤难以剥离，实际上在计算其蓄水量时也会将 土壤因素考虑在内，不同植被的吸水能力按针叶林、阔叶林、灌木、

13、农田和草地依次递减5,但在具体指标方面，大到受气候和土壤厚度 等自然因素的影响，小到受植被郁闭度、密度和枯落度等自身情况的 影响，导致不同地区植被的吸水能力差距较大， 在此笔者仅列出中部 地区常见植被的蓄水数据（表4）。止匕外，在条件允许的情况下，还可 进一步利用GIS的地下水模型来分析地下水的水文情况，以提高数值 的精准性，其分析因素包括土壤厚度、地下水位高程和含水层厚度等。 在计算出开发前渗水量的基础上，可按美国 LEEDg准提出的1 : 1 或1 : 0.75（开发前/开发后）的标准来确定开发后的渗水量，然后 根据不同的降雨厚度分别计算相应的渗水比例。表3土壤渗透系数一监画现蟀最小渗透系

14、数/nnirVh）砂士210砂质填土25s15黏土1砾石36表4植被吸水量一觅151植被类型（土壤厚度按40 计算）吸水翦（含枯落物及附带土壤（t km2）对应降雨量（即可将此降雨厚度 的雨量全部吸收）/mm马尾松林394,444.01柏木林441.649.46针叶混交林401,647,45针图混交林433.047.45灌木林346.83776农耕地492.453.97（2）蓄水指标，指控规单元内自然水体、洼地和人工蓄水设施所储蓄 的雨水比例，储蓄的雨水可作为部分回用水的水源， 再通过渗水设施 逐步渗入地下。该指标的设定要考虑储存（一般为蓄水量下限）和峰 值调节（一般为蓄水量上限）这两类功能的

15、蓄水要求。具体来说，首 先按年蓄水比例计算蓄水指标下限，根据指南中提出的:般地区年径流总量控制率最佳为 80%85%” 2要求，可以得出地区 内蓄水和渗水的总比例，而渗水量根据上文所述已经可以确定，因此年径流总量减去年渗水总量即为年蓄水量，再扣除一定比例的水量损 失后，可换算成平均单次降雨蓄水比例。其次，计算蓄水比例上限，考虑地区内暴雨和冰雪快速消融等特殊降水情况，参考指南中提 出的 径流控制率不低于60%”的要求，再根据上述步骤进行计算即可。 以实际项目为参考，按照潘国庆等人的研究，北京某处面积约为2hm2 的地块，设计容积约为1000m3的蓄水空间（包括水池和下凹式绿地）, 即满足两年一遇

16、降雨（降雨厚度为86 mm）的蓄水要求，其他降雨 厚度的蓄水要求可进行相应换算。（3）排水指标，指控规单元内通过地表径流（不包括雨水管等人工雨 水设施）自然排出的雨水比例。指南中提出 排水按建设前自然地 貌（往往按照绿地考虑）的径流排放量为标准”，绿地外的排水量一般 为15%20%;在暴雨发生时，排水量需要适当增加，指南提 出排水量要控制在40%以内，因此总排水量应控制在 15%40%。 至于雨水设施的设计，仍建议按照我国雨水设计规划中常见的地表径 流控制系数40%50%进行计算。（4）净水指标，指通过人工湿地、土地处理和稳定塘等技术去除降雨 中各类污染物的比例。由于该指标贯穿屋顶集雨、绿地渗

17、透和雨水储 蓄回用等多个阶段，难以进行分别统计，一般按降水或者径流总量的 一定比例来控制。在具体取值方面，指南提出SS（悬浮物，一般 作为净水控制的主要参考要素）消减应控制在40%60%,而深圳 则提出以汇水面积作为重要因素的径流污染控制量的控制公式： Vwq=10HwRwF公式（1）其中，Vwq为径流污染控制总量（me）,Hw为径流污染控制降雨厚度（mm）, F为汇水面积（hm2）, Rw为径流 控制系数（取值为0.005+0.009I; I为汇水区域内部透水面积比例， 取 值为60% ）。（5）回用水指标，指控规单元内利用储存和调节的雨水，供工业冷却、 景观浇灌和日常清洁等循环使用的水量。

18、 该指标数值的设置受所处的 区域降水环境、用地类型和技术水平等多种因素的影响。例如，美国 根据LEED标准，一般将所节约的50%的雨水作为灌溉用水，而我国 的标准相对较低，如深圳光明新城提出回用水量的比例在 30%左右， 北京提出按商业区、居住区和绿地公园三种用地类型分别设置不同的 回用水量（表5）,结合当地的气象资料来看，其回用水比例也基本控 制在30%40%。表5北京1 hm2地区开发建设后应控制利用的雨水呈用地类型雨水利用后径流系数控制利用的雨水量尿3商业区0.15 *0.20700-9500.20 -0.25950 -12000.25 0.301 200 1 4000.30 0.351

19、400 -1650居住区0.15 -0.20700/900020 -0,25950 -1200025 0.301200 1 400绿地公园0J&-0.25250-450.建设技术指标：五大建设技术指标建设技术指标的建立目的是将五大类整体控制指标与各类海绵城市设施的工程设计标准进行挂钩。 而按照国内有关的成果经验（表6）,建设技术指标一般包括雨洪调蓄池、下凹式绿地、透水铺装和绿色屋顶四大类表6国内有关海绵城市的建设技术标准TE国内相关控制要求控制要素具体指标（室外梆水谟计规范）透水痫装面积比例m 40%（塌色建筑评价标准）下凹式壕地比例荟30%透水辅装面积比例奉50%（南京市雨水综合利用技术雨浜调番油规模M 100 mVhm导则北京新迂设设工程雨水控雨洪调蓄池包槿会300制与利用技术要点）透水浦装面积比例M 70%下凹式绿地比例三50%广处市建设项目南水径流控制办法透水镉装面积比两40%；#70%广处市建设项目南水径流控制办法透水镉装面积比两二 500 m/hm深切洸明新城相关要求下凹式绿地率绿色屋顶率深切洸明新城相