特大城市区级系统化全域推进...绵城市建设实施方案编制思考_石国强.pdf
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1、近几十年来,在我国城镇化率不断提高的同时也带来了城市内涝频发、水资源短缺、水环境日益恶化等诸多涉水问题,对社会经济发展和人民生命财产安全造成了巨大影响。据住房和城乡建设部资收稿日期:2023-03-02基金项目:住房和城乡建设部科学技术计划项目:城市水系统全生命周期碳减排路径与低碳运行指标体系研究(2022-K-137)作者简介:石国强,男,工程师,硕士,主要从事海绵城市、市政工程等规划设计和全过程技术咨询服务工作。通讯作者:于德淼,男,高级工程师,博士,主要从事城乡规划、市政设计和咨询工作。引文格式:石国强,肖月晨,于德淼,等.特大城市区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案编制思考 J.市政
2、技术,2023,41(5):170-176,182.(SHI G Q,XIAO Y C,YU D M,et al.Thoughts on district level systematic and full-field promotion of sponge city construction pro-gramming in megacities J.Journal of municipal technology,2023,41(5):170-176,182.)文章编号:1009-7767(2023)05-0170-08第41卷第5期2023年5月Vol.41,No.5May 2023DOI:
3、10.19922/j.1009-7767.2023.05.170Journal of Municipal Technology特大城市区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案编制思考石国强,肖月晨,于德淼*,张浩浩,周慧,李彤,白静,鲁莉萍,于洋(中规院(北京)规划设计有限公司,北京 100044)摘要:系统化全域推进海绵城市建设实施方案是提升海绵城市建设质量和效率的重要支撑,是确保整体项目实施效果、解决具体问题的有效手段。针对特大城市的城市特征和市、区两级系统化方案有效衔接的问题,以杭州市临平区为例,分析了特大城市背景下江南平原河网地区区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案的编制思路和内容。以
4、杭州市系统化全域推进海绵城市建设实施方案为指导,分析临平区现状和存在的主要问题,坚持问题和目标双导向,从水安全、水资源、水环境等方面编制海绵城市系统化方案,以期为同类城市进行海绵城市建设提供参考与借鉴。关键词:特大城市;区级系统化方案;全域推进海绵城市建设;方案编制中图分类号:TU 992文献标志码:BThoughts on District Level Systematic and Full-field Promotion ofSponge City Construction Programming in MegacitiesShi Guoqiang,Xiao Yuechen,Yu Demi
5、ao*,Zhang Haohao,Zhou Hui,Li Tong,Bai Jing,Lu Liping,Yu Yang(CAUPD Beijing Planning&Design Consultants Ltd.,Beijing 100044,China)Abstract:The systematic and full-field promotion of sponge city construction programming is an important supportfor improving the quality and efficiency of sponge city,as
6、well as an effective means to ensure the overall implemen鄄tation of project effects and solve specific problems.Aiming at characteristics of megacities and the problem of theeffective connection of city with district level programming,taking Linping district of Hangzhou as an example,thispaper explo
7、res the compiling ideas and contents of the implementation plan for the sponge city in the river networkarea of Jiangnan Plain in megacities.Guided by the systematic and full-field promotion of sponge city construction ofHangzhou,this paper analyzes the current situation and main problems,adheres to
8、 the dual orientation of problemsand objectives and obtains a systematic programming of sponge city from the aspects of water security,water re鄄sources and water environment,in order to provide reference for other cities.Keywords:megacities;district level systematic plan;full-field promotion of spon
9、ge city construction;programming第5期料显示,20072015年间全国超过360个城市遭遇内涝,2017年以来已有41座城镇因暴雨内涝受灾造成经济损失约353亿元。为了解决城市病,缓解城市内涝,杜绝城市“看海”现象,“海绵城市”概念应运而生。自2013年12月召开的中央城镇化工作会议上提出海绵城市这一理念,截至2019年已有30个城市成为海绵城市建设国家试点城市1,另外各省也积极开展海绵城市建设试点工作,20152021年间已有37个城市和地区成为海绵城市建设省级试点城市2;2021年,财政部、住房城乡建设部和水利部开展系统化全域推进海绵城市建设示范工作,经竞评
10、,杭州、长治等20个城市确定为首批示范城市。编制海绵城市系统化方案,将规划延伸落实,将设计提升综合,在规划与设计之间起到衔接作用,从而协调有序地推进海绵城市项目建设,可以有效解决海绵城市碎片化建设、项目混乱、缺乏统筹等问题。笔者以国家首批系统化全域推进海绵城市建设示范城市杭州市下辖临平区为例,探讨了特大城市区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案编制思路,从市、区两级系统化方案衔接角度出发,针对性提出临平区海绵城市系统化方案,以期为同类城市编制海绵城市系统化方案提供参考。1海绵城市建设条件及问题分析1.1建设条件2021年4月9日,浙江省人民政府发布的关于调整杭州市部分行政区划的通知中确定设立杭
11、州市临平区。2021年末,临平区常住人口119.1万人,全区生产总值940.09亿元。1.1.1区位条件临平区位于杭州市东北部,杭嘉湖平原南端,西邻半山,南濒钱塘江。临平区是杭城接沪的要地,也是杭州东北的门户,处于G60科创大走廊和杭州城东智造大走廊的交汇点,地处长江三角洲圆心地,是杭州融入长三角、接轨大上海的第一桥头堡。1.1.2自然条件临平区跨越钱塘江和杭嘉湖平原两个地层分区,属浙北平原向浙西丘陵山地地貌的过渡区,整体南高北低,北部为平原河网地带,地势由西南向东北逐渐倾斜,丘陵、平原、洼地是其主要的地貌形态。临平区年降雨量在1 2571 932 mm之间,降雨呈现地域变化和季节变化特征,洪
12、涝灾害主要发生在台汛期和梅汛期。1.1.3河流水系临平区位于太湖流域南部杭嘉湖区,区域西靠天目山,东接黄浦江,北邻太湖,南濒钱塘江杭州湾。杭嘉湖区地势平坦、河流纵横,为太湖流域最低洼区域之一,地势高差小、河道坡降平缓,河道湖泊相互沟通3。临平区河港交错、湖塘棋布,流经临平境内的主要河流有两大水系,即运河水系和上塘河水系。临平区所在流域位置及水系分布见图1。a)临平区在太湖流域位置图b)临平区在杭嘉湖区位置图c)临平区水系分布图图1临平区所在流域位置及水系分布图Fig.1 Basin location and river system distribution map of Linping Di
13、strict1.1.4城市建设1)现状建设用地现状建设用地以居住用地和工业用地为主,居住用地占比约41.86%。2)现状城市防洪排涝现状形成了“东泄、南排、内蓄、筑堤”的防洪格局。临平区地处杭嘉湖平原,河道整体排水情况为:上塘河片区以重力自排为主,运河片区以圩区强排石国强等:特大城市区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案编制思考171Journal of Municipal Technology第41卷为主。现有圩区59个,圩区总面积149.53 km2;闸站82座,总排涝能力达到215.5 m3/s。3)现状排水系统新建区域基本采用雨污分流制,老城区部分合流管道也逐步进行了雨污分流改造。现状
14、雨水管道542.39 km,污水管道338.72 km,16条主要下穿道路均配备有市政雨水泵站。1.2问题分析1.2.1水安全问题分析1)区域防洪能力下降。太湖、杭嘉湖平原平均水位有逐年抬高的趋势4。嘉兴、湖州城防和圩区的建设导致区域调蓄水量大幅减少5,嘉兴市涝水外排量增加6,运河水位抬升0.420.46 m,水系高水位持续时间增加,导致运河、上塘河东排不畅。2)自然调蓄空间减少。20152020年间建成区内城市建设用地面积增加了21.96 km2,约占建成区总面积的27.29%,不透水地面面积比例增加,导致区域自然调蓄空间减少。3)河道行泄能力不足。桥涵、闸站等构筑物的建设导致河道断面大幅缩
15、窄,限制和削弱了河道的输水能力。城市建设过程中,因对河道保护范围线管理不到位,致使河道及亲水空间被侵占,河道断面及缓冲区域减少,河道行泄能力进一步下降。4)排水设施存在短板。部分雨水管网排口顶高程低于河道常水位,排口易倒灌,雨季水位上涨时排口淹没、自排能力减弱,雨水管网整体排水能力下降。现状部分雨水管网管径偏小,无法满足区域排水需求,且存在管网空白区,部分区域雨水无出路。现状雨水管网统计见表1。1.2.2水资源问题分析1)雨水收集利用水平不高。临平区现状雨水收集利用设施设备简易,基本为灰色设施,灰绿结合程度不高,且缺乏维护养护。2)再生水利用率仍需提高。2020年临平区再生水利用率为10.77
16、%,与省、市、区相关要求仍有一定差距,再生水主要回用于企业冷却水和厂区清洗,回用途径较单一。1.2.3水环境问题分析1)城市面源污染比较严重。杭州城区降雨径流水质污染比较严重,主要污染物为SS、COD、NH3-N、TP,污染物负荷比较高,各种污染物质量浓度和径流负荷均高于美国NURP的研究成果7。2)排水管网存在雨污混错接问题。近年来,临平区共排查出雨污混错接1 584处,其中,雨水管网错接污水管网149处,污水管网错接雨水管网1325处,其他错接方式或者不明原因的110处。3)排水管网存在缺陷。临平区现状污水管网缺陷比例为55.29%,雨水管网缺陷比例为38.88%。1.2.4水生态问题分析
17、1)河道自净能力弱。临平区位于杭嘉湖平原南端,天然径流无法满足河道生态补水需求,河道淤积严重,加之汇入、流出支流均由闸站控制,导致河道水动力不足,河道自净能力弱。2)河湖生态岸线薄弱。现状河道城外段以自然岸线为主,但局部滩地被农作物侵占;城区段以硬质化岸线为主,部分河段岸线被侵占,房屋紧邻河道。2建设目标和技术路线2.1建设目标以系统化全域推进海绵城市建设示范城市为契机,大力推进临平区海绵城市建设,重点解决城市内涝、雨污混错接等问题,进一步提升城市排水防涝能力,加大雨水、再生水利用量,提高社区居住品质。示范区应能有效应对20年一遇降雨(24 h降雨量为231.8 mm)。2.2技术路线按照全域
18、化、系统化推进的思路,基于现有临平区海绵城市建设的基础,在充分梳理现状情况以及分析主要问题的基础上,以市级系统化方案为指导,以问题和目标为双导向确定方案目标建立指标体系,建立系统化方案,结合临平区建设发展方向以及方案整体思路确定示范区系统化方案,重点打造示范区,并通过模型进行效果评估。具体技术路线见图2。3系统化实施方案3.1生态优先的空间保护方案3.1.1海绵空间格局构建及落实重点区域保护通过分析城市生态节点及生态廊道的布局,以统计项目合计长度/m占比/%199 319.536.75230 581.242.51112 492.120.74542 392.8100雨水管网管径/mmD40050
19、0D800D1 000表1现状雨水管网统计表Tab.1 Statistical table of current rainwater pipe network172第5期海绵生态敏感性分析为基础,构建“海绵基质海绵廊道海绵斑块”的海绵空间格局。在海绵空间格局下重点对超山、临平山等山体以及丁山湖、北大洋等湿地进行保护。3.1.2河道蓝绿线空间保护及河道断面生态改造依据相关法律法规,确定河道划界方案,包括岸线、堤线、管理范围线、保护范围线,并提出具体的管控要求。以河道划界为基础,以保障防洪安全为前提,针对现状不同河道断面情况提出不同的岸线生态化改造方案。3.2内外结合的水安全保障方案3.2.1优化
20、区域防洪排涝格局区域防洪排涝格局优化方案见图3。1)增加南排路径。衔接市级系统化方案完善运河二通道重要区域大型行洪排涝通道来增加区域南排路径,完善八堡泵站建设全面降低区域内运河和上塘河水位,从而全面缓解杭嘉湖平原排涝压力。2)打通东排通道。运河二通道工程实施后,南排钱塘江将成为该区域涝水排泄的重要出路。该区域内河网密布,但相比于三堡泵站和八堡泵站,运河二通道工程周边河道现状宽度均较窄,河道输水能力将成为制约工程防洪排涝效益的重要因素。结合运河二通道建设,优化城市以北以排为主的排涝格局,打通区域横向排水路径,增加排水出路,缩短涝水外排路径,通过连通和拓宽长生港小林港余庆桥港南港,重点打造10 k
21、m的横向骨干河道,疏通运河片区东西向排涝通道,以更好地发挥运东南排通道的防洪排涝效益。3.2.2增加自然调蓄空间加强对丁山湖湿地的治理与保护,增加湿地调蓄空间,缓解运河及下游城区河道行泄压力。以问题为导向,结合内涝风险,重点实施市民广场人工调蓄湖泊、玉架山考古遗址公园、古海塘遗址公园、邱山北园的绿地公园建设工程,增加建成区范围内的自然调蓄空间。3.2.3提升骨干河道排涝能力骨干河道排涝能力提升方案见图4。图2技术路线图Fig.2 Technology roadmap图3区域防洪排涝格局优化方案Fig.3 Optimization scheme of regional flood control
22、 and drainagepattern石国强等:特大城市区级系统化全域推进海绵城市建设实施方案编制思考173Journal of Municipal Technology第41卷1)圩区外部河道整治。通过内排港、小林港、禾丰港河道拓宽、清淤疏浚、堤防加固等工程,增加河道过流断面面积和调蓄空间,降低河道水位,提高河道过流能力和排涝能力。新建小林港泵站,增加小林港向横向通道的排涝能力。2)圩区内部河道治理。以问题为导向,重点针对塘栖片、朱家角片、小林片、东风圩区、西渠河圩区等内涝风险较高的区域,开展河道治理工程。针对叶家桥港、木省桥港、六号港等拓宽较为困难的河道,以清淤疏浚、构筑物改造、泵站建设
23、工程为主。七号港、三条港、石坝河等实施河道建设、岸线整治工程。3.2.4强化排水系统能力1)增加雨水出路。针对因管网建设不完善导致的地面雨水无出路问题,实施顺意路、顺达路、星光街等雨水管网建设工程。2)增加管网排放能力。针对管网排放能力不足导致的局部积水问题,实施汀州路、场环路、荷禹路等雨水管网改造工程。3.3多源并行的水资源利用方案3.3.1明确再生水利用方向临平区河流水系众多,但水动力不足,潜在用水量大,受雨季影响相对较小。临平区城区绿地浇灌和道路浇洒用水需求量大,取水点相对固定。综合考虑确定临平区污水再生利用主要用途为:环境用水为主,市政杂用水为辅。3.3.2制定再生水利用方案1)生态补
24、水。针对天然径流无法满足河道生态补水需求问题,结合古海塘遗址公园项目,铺设再生水管道,通过湿地净化,将临平净水厂再生水作为区域配水第二水源,为区域河网提供配水动力,缓解河道水动力不足问题。2)市政杂用水。充分利用临平净水厂再生水为周边市政道路浇洒和绿地浇灌提供水源。3.3.3雨水资源化利用1)建筑小区。有调蓄水景的建筑小区,优先利用水景收集调蓄区域内的雨水,同时兼顾雨水渗蓄利用及其他措施。无调蓄水景的建筑小区,屋面雨水经弃流后导入雨水桶进行收集利用,道路和绿地雨水经处理后导入雨水收集利用设施进行收集处理,并回用于小区内部道路浇洒和绿地浇灌8。2)公园绿地。公园绿地中的水景应充分发挥其雨水调蓄功
25、能,结合雨水花园、下凹式绿地等措施对雨水进行净化,合理控制竖向,收集调蓄周边及公园雨水,并用于公园绿地内部道路浇洒、绿地浇灌和周边城市杂用水9。3.4多措并举的水环境改善方案3.4.1源头径流污染控制在源头项目上采用生物滞留池、雨水花园等措施对初期雨水进行净化,主要是通过植物的吸附、降解以及砂土的过滤等综合作用使雨水得到净化10。3.4.2管道污染排放控制1)雨污混错接改造。针对待整治雨污混错接点的不同特征和类型,结合周边排水管线分布情况,有针对性地提出改造策略,制定改造方案。2)雨污分流改造。通过污水零直排工作推进源头小区雨污分流改造,从源头上削减污染物入河风险;另外,通过对排水管道破损严重
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