馬洪濤：關于海綿城市的經驗分享—系統化方案編制方法及要求
海綿城市建設是城市發展方式的重要理念轉變，面對新的要求，存在傳統上規劃注重宏觀把控、欠缺落地分析，設計注重設施工藝、欠缺總體統籌的問題。一方面會導致設計與規劃不夠協調銜接影響整體建設的系統性;另一方面缺乏總體統籌會對設施建設效果是否能滿足建設要求產生影響。
為了提高城市涉水基礎設施建設的系統性和科學性，破解海綿城市建設中顯現出的建設目的不清、缺乏統籌、碎片化建設、項目混亂等問題，需要創新規劃設計的方法和模式，為順利推進海綿城市建設提供科學有效的技術支撐。
針對如何落實海綿城市建設的系統性建設思路，對現有規劃、設計進行協調銜接，從而使海綿城市的各項目統籌協同以達到建設效果，本文首先探討了編制系統化方案的定位、編制目的和意義，其次結合具體案例分別針對規劃建設區和建成區如何編制系統化方案進行初步探討，最后綜合編制經驗提出了系統化方案編制方法及要求等的初步思考。
1海綿城市系統化方案的定位
海綿城市建設要綜合統籌“源頭減排、過程控制、系統治理”等措施之間的關系，協調好水生態、水安全、水環境、水資源系統間的關系，要從解決問題的角度出發明確工程措施和效果之間的關系，要從目標導向出發明確自然本底保護和規劃管控的要求，這就需要在規劃設計中突出系統性、綜合性。
目前規劃設計體系是按照傳統工程建設的思路進行，規劃按照不同專業分別編制專項規劃，彼此之間缺乏聯系和統籌，同時規劃過于偏重宏觀，缺乏定量的工程指導，落地實施性較差;
設計更是按照專業進行切分、細化，各自著眼本專業，彼此之間沒有很好的統籌協調;
同時設計過于偏重微觀，缺乏系統性，只關注具體項目，而不關注整體效果的達成。
這些會導致幾方面的問題：首先，只關注本專業，而不是關注整體實施效果，比如雨水工程只關注雨水管道和泵站的修建，不會關注整體是否能滿足內澇防治的要求。
其次，具體項目建設只關注項目本身，而不是從流域角度進行思考，合理統籌各系統、各項目之間的關系。
再次，針對具體項目的設計簡單套用規范要求，不從解決問題的角度思考，合理確定不同項目的建設要求，對最終是否能夠系統整體達標缺乏分析。
最后，專業之間不協調，導致項目“要么有功能沒景觀，要么有景觀沒功能”，使得項目落地性和老百姓認可程度均不高。因此，在系統化方案編制時，需要轉變傳統的規劃設計思維，實現系統性思維，落實以下5個轉變：由工程導向性思維向需求導向性思維轉變，實現單個碎片化的項目考慮向流域整體系統化考慮的轉變，簡單套用規范標準設計向從需求計算設施規模的轉變，純工程的項目建設最優向全生命周期總體最優的轉變，單個水專業設計向多專業融合的轉變。
在思路轉變的基礎上，可以對現有規劃設計體系進行優化，在規劃設計之間增加系統化方案，實現規劃的細化落實和設計的綜合統籌，實現構建措施與效果的橋梁，實現規劃到設計的指導目的。
海綿城市的建設涉及到城市建設方方面面，涉及到城市建設領域的各個部門，涉及到城市建設相關的多個專業，具有建設周期長、建設部門多、建設時序復雜的特點。在具體建設中不可能一次規劃到底，也不可能將所有項目整體打包進行建設，需要借鑒散文寫作中的“形散而神不散”這一原則，通過海綿城市建設系統化方案將項目與效果之間的關系梳理清晰，明確到底需要建設那些項目，將項目與項目之間的關系梳理清晰，明確項目建設的具體要求，從而將項目有機結合在一起，實現綜合統籌，防止系統的碎片化或項目的過渡工程化。
2規劃建設區系統化方案編制的案例思考
規劃建設區方案需要首先明確和落實本底保護要求，對在上位規劃中已經明確了藍線的河湖水體，需要進一步加以落實，協調好藍線、綠線與周邊建設用地的關系，針對部分河段也可以綜合統籌藍線、綠線，局部段突破藍線限制，形成蜿蜒曲折的自然河道形態，避免渠道化的順直人工河道形態;
其次，要對天然低洼地和徑流路徑進行控制和保護，特別是對于內澇風險比較高的區域需要重點保留低洼地或者湖泊作為區域的調蓄水體，同時通過豎向管控保證天然降雨徑流的通暢，對于規劃用地中的低洼地和阻礙徑流路徑的建設用地需要調整成綠地或濕地;最后，要明確具體地塊、道路等建設要求，從源頭對降雨徑流的水量、水質進行管控。
以某新城為例，該區域降雨量大、暴雨頻發且地勢低洼，內澇風險較高，地勢平坦、水體流動性差，因此在建設過程中需要通過規劃管控預留足夠的調蓄空間和合理控制豎向以避免和降低內澇風險，需要通過對地塊豎向和指標的管控，杜絕點源污染、減少面源污染，保護好水生態環境。
2.1本底調查分析
在方案編制過程中首先要對自然本底進行調查和有效分析，從而為后續方案和指標奠定基礎。本底調查分析包括很多方面，針對這個區域的特點，重點對降雨徑流關系、低洼區兩個方面進行分析。
2.1.1降雨及徑流分析
首先，需要分析城市和區域的年降雨特征，包括年際特征(年降雨情況、豐平枯年降雨量、降雨日數)變化和年內變化(月降雨情況)、日降雨特征包括年徑流總量控制率與雨量對應關系(見圖1)和降雨頻次與雨量對應關系(見圖2)。其中，不同重現期的長歷時降雨和短歷時降雨的雨型分析用于內澇分析和設計校核雨水管網規模，歷史暴雨情況用于內澇分析和模型參數率定，典型年的分析用于年徑流總量控制的分析計算和污染測算(面源計算、CSOs溢流計算等)、水資源配置方案的模擬分析。
延伸閱讀：
其次，需要根據水文地質資料分析地下水埋深情況，根據地勘數據分析土壤特征及主要特點和土壤滲透性情況(包含土壤特征、孔隙率、含水率、滲透系數等)，從而明確區域的土壤和下滲特點。為了了解歷史上下墊面的變化情況，需要利用遙感影像分析結合現場踏勘情況，分析各類型下墊面類型的面積的歷史變化情況和現狀特征。
最終，利用下墊面變化趨勢、土壤特點、降雨特性等，分析降雨產匯流關系及其歷史變化情況，從而為確定年徑流總量控制率等指標確定提供依據。
2.1.2低洼地和徑流路徑分析
在編制方案前，需要利用GIS等工具對區域的低洼地和徑流路徑進行分析，并重點分析其與城市建設用地的關系。對于現狀建設用地阻礙徑流或侵占低洼地區的提供整治方案，對于規劃建設用地阻礙或侵占的情況可適當調整規劃避免阻礙天然產匯流路徑和通道。
2.2方案編制要點
首先，考慮到區域整體低洼和排水困難，根據外河水位和本區域的降雨情況，選擇最不利條件明確區域50年一遇(24小時長歷時降雨)需要本地蓄滯并待機排放。在具體蓄滯方案制定中，需要綜合考慮源頭小區減量和河湖濕地調蓄。
根據區域天然降雨徑流關系，明確年徑流總量控制率要求，從而確定小區源頭減排量;然后根據區域河湖、低洼地情況，結合需要調蓄水量，明確河道寬度和需要保留蓄滯空間，特別是結合低洼地情況明確保留并適當擴挖中心湖作為區域的內澇調蓄空間，通過湖泊調蓄和泵站強排實現區域的整體蓄排平衡。
其次，為了保證整個區域排水的安全和順暢，結合徑流路徑的分析，對整個區域的豎向進行管控，保證區域排水方向都是向中心湖或者匯入中心湖的河道排水，并通過道路豎向管控避免出現人為低洼點。
最后，為了保護中心湖和河道水質，構建源頭小區和城市道路兩級徑流水量管控體系。結合年徑流總量控制率要求和小區建設特點，明確小區源頭污染物削減要求，同時，在市政道路兩側修建“濾水帶”(在道路線性的生物滯留池)，并在要求周邊地塊的徑流排入“濾水帶”，從而綜合控制區域面源污染，保障中心湖和河道的水質(如圖3所示)。
2.3最終產出和反饋
通過區域系統化方案的編制，明確從水安全和水環境角度出發的具體要求，為了提高設施和指標的落地性，最終將河湖水系藍線、區域整體年徑流總量控制率等反饋到總體規劃中進行控制;將道路豎向控制要求、地塊年徑流總量控制率和污染物去除率指標、地塊豎向管控要求、道路兩側修建“濾水帶”修建要求等納入區域控制性詳細規劃之中加以落實。通過將這些產出反饋到規劃之中，在建設過程中進行管控，保證了最終建設效果。
3利用海綿城市理念統籌解決城市涉水問題的案例思考
在編制建成區系統化方案時，要堅持“總-分-總“的思路，堅持從問題解決出發提出工程措施，從實施角度出發統籌工程項目(具體見圖4)。首先，通過對現場踏勘、走訪座談監測評估、模型分析等方式，針對區域內內澇積水、水環境惡化、水資源不足等現狀問題進行詳細科學的分析，并對造成其的原因進行深入分析;
其次，針對問題提出具體解決問題的方面，并將各個方面分解落實為具體的建設項目和要求;最后，從源頭減排、過程控制、系統治理三個方面對各種建設項目進行綜合統籌，生成具體的建設要求并明確其建設要求。
3.1利用海綿城市理念統籌解決水體黑臭問題
3.1.1現狀問題分析
為了更好地編制方案，需要通過水質監測或者模型模擬計算分析水體水環境本底情況和環境容量，并計算何種污染物是造成水環境問題的主要污染物。水體黑臭在水里，但其根源在岸上，排水口的排放情況是導致水環境污染的最重要成因。所以，分析水環境問題，重點就是要對排口進行分析。通過圖紙和現場詳細踏勘，結合旱天和雨天排口的水量水質變化明確排水體制和排口類型(污水直排、雨水、合流制溢流、混接錯接等，具體見圖5)，基于排口調查和計算明確排口的實際排放量和污染物排放情況。
延伸閱讀：
3.1.2方案編制
水環境方案要遠近結合、統籌考慮，著重消除城市黑臭水體，同時與遠期水環境質量改善進行統籌協調。照控源截污、內源治理、生態修復、活水保質、長制久清等方面提出具體措施。
(1)控源截污方案制定需要以排口為核心，統籌系統進行治理，按照排口的類型提出有針對性的方案(見圖6)。
針對分流制污水排口要實現污水全部截流，一方面要完善污水管線系統，將污水就近分段接入現狀污水管道，另一方面對于無法接入的，要在末端進行統一的截流;針對分流制雨水排口，一方面要進行源頭的LID改造控制面源污染，另一方面需要在末端因地制宜設置雨水口凈化設施并利用河道護坡進行生態化處理，進一步減少面源入河;針對分流制混接排口，要加大力度從源頭進行混接改造使其形成徹底的雨污分流，對于暫時無法進行改造的可以按照合流制排口進行處理;針對合流制排口，一方面要加強源頭改造實現分流或者建設LID措施減少進入合流制系統水量，另一方面要在末端配建截流設置保證旱天污水全截流和控制雨天CSOs溢流污染。
針對不同類型排口確定改造措施后，要進行綜合梳理確定建設項目。首先，針對源頭小區，結合小區情況，合理確定合流制改造、混接改造等要求。針對暫時無法進行改造的小區需要進一步提高年徑流總量控制率等方面的指標，減少進入合流或者混接系統的水量，進而減少末端雨天溢流水量。
同時為了更好地控制面源，也要提出具體污染方面控制指標，并對LID設施類型提出要求。其次，針對混接改造、直排污水等收集，以及提高污水系統效率，需要對污水管道進行完善和修復。
最后，在河道兩側要結合污水直排截流、合流制截流等要求合理布置截流系統(截流管道和調蓄池等)，設施布置要綜合考慮下游管道和污水處理廠等能力，設置限流排放設施和就地處理設施，避免一邊沿河截流一邊廠前溢流。同時，針對雨水排放口要綜合考慮坡度、河道兩側用地等條件限制，確定合理的雨水口處理設施。
(2)內源治理方案主要包括兩個方面，一方面是河道底泥清淤，另一方面是河道兩側垃圾處理。針對底泥清淤需要結合防洪、底泥有機質含量、河道兩側護岸和房屋情況等綜合確定清淤深度，并結合河道寬度、水位等確定清淤方式。
最后還要綜合城市固體廢棄物處置的整體規劃確定底泥處置的場所，并結合河道兩側用地情況確定底泥臨時脫水和安置區域。針對河道兩側垃圾處理，一方面要綜合各方面工程進度制定河面垃圾打撈處理方案，另一方面要結合河道兩側城中村情況、城市垃圾收集轉運相關規劃，合理布置垃圾收集和轉運設施，以保證垃圾有合理的出路避免污染河道。
(3)生態修復方案主要包括兩個方面，一方面是生態岸線的構造，一方面是河道內部生態修復措施。針對生態岸線要綜合河道功能(是否防洪)、流速、兩側用地條件等因地制宜確定。針對河道內部生態修復措施也要綜合河道流速、鹽度等合理選擇設施，避免后期運營中由于設施選擇、植物選擇不合理導致的相關問題。
(4)活水保質方案要充分利用城市再生水、雨水等非常規水資源對河道進行生態補水，以保證其有一定的生態基留，對于近期沒有條件利用再生水等進行補水的河道，可以進行河道內部水體循環并配備適量的臨時處理設施，并與遠期再生水補水體系進行有效銜接。同時，在補水中一定要堅持河道低水位運行，以提高水體自凈能力，營造更好的河湖生態環境。
3.2利用海綿城市理念統籌解決城市水安全問題
3.2.1現狀問題分析
為了明確積水情況，需要通過歷史調查和模型模擬評估進行綜合對比分析，從而確定城市的內澇積水點，同時針對這些積水點，需要重點分析其分布、積水時間、積水深度、積水范圍等因素。并結合模型模擬分析和現場探勘、座談走訪等確定其內澇成因。一般城市的內澇成因主要體現在3方面：一是不合理的城市開發建設，比如城市化進程伴隨下墊面變化改變了自然的產匯流特征、城市豎向設計不合理導致人為低洼區、低洼地被侵占或建設用地阻礙了徑流通道導致澇水無處安置或排泄不暢、城市開發填湖造地導致河湖面積和調蓄空間減少等;二是外部原因導致，比如城市下游河道的頂托或限排導致排水不暢、城市上游的外部客水(比如山洪)進入城市增大排水壓力等;三是內部原因導致，比如區域蓄排能力不足、雨水管道能力不足、排水設施間的能力不匹配、收集(雨水箅子)與排放(排水管網)能力不匹配等多方面。其中，收集(雨水箅子)與排放(排水管網)能力不匹配、排水設施間的能力不匹配是大家經常忽略的問題，在現狀分析和方案制定中要引起重視，要從系統的角度思考問題，不能單純靠增大雨水管道解決問題，不提升收集能力雨水還是進入不到管道，不提升末端泵站、調蓄等方面的能力就算管道能夠轉輸最總也無法排放。
3.2.2方案編制
水安全方案要強調系統性，注重內外關系，減少下游頂托和上游客水的影響，在內部實現蓄排平衡，實現澇水的有效安置，形成源頭、過程和末端的綜合體系，并且通過多技術手段組合方案比選確定整體最優的方案。在方案制定中一定要從系統到局部，優先構建大的體系，再聚焦到具體積水點解決。比如萍鄉萬龍灣內澇區治理，就首先構建了“上截(分)、中蓄、下排”的綜合體系(見圖7)，通過上有山洪攔截分流，中有玉湖、鵝湖等水體調蓄，下游泵站抽排等措施，有效減少進入城區的水量、削減了河道峰值流量、提升了河道排水能力，從而打通了區域排水“動脈”;其次，在針對局部積水點通過源頭小區改造控制外排徑流、雨水管道提標、局部調蓄設施建設等措施綜合解決了具體積水問題;最后，通過構建管控系統合理調度進一步提高了系統的安全性。
3.3系統統籌源頭小區改造和建設
3.3.1源頭建設條件分析
為了更好地推進源頭小區LID改造建設和切實提高居民的幸福感、獲得感，需要針對建設區域的源頭建設條件進行深入分析，主要包括技術可行性分析和居民訴求調研兩個方面。針對技術可行性重點分析是否能夠進行改造和是否需要進行改造的關鍵環節，調查方面主要包括：地塊現狀綠化程度高低和是否相對集中、陽臺污水是否混接入雨水立管、雨水立管是否可斷接至周邊綠地、綠地是否可通過適當改造用于接納周邊雨水、屋面是否能做屋頂綠化、地下室比例以及頂板覆土深度等方面;居民訴求調研重點需要對小區環境提升和居民改造意愿進行調研，明確后期是否能夠進行改造和是否需要增加改造內容，構建“海綿+”提升居民的獲得感和滿意度，具體調研內容主要包括：路面破損情況和改造意愿、積水情況、景觀環境提升要求、停車改造要求、集中活動場地整理和提升要求、小區衛生環境改善要求、安全隱患消除希望等。
同時，前期還需要對小區的物業情況和日常設施管理情況進行調研，為后期設施選用提供依據。
延伸閱讀：
3.3.2源頭建設方案
改造項目根據建設要求、居民訴求、改造條件等綜合確定建設類型和要求，并根據小區管理水平對設施類型進行優化，如果小區管理水平較高則可適當多安排一些需要維護管理的設施，如果小區管理水平較低則盡量避免需要維護管理的設施。
4建成區系統化方案的最終產出和反饋
建成區的系統化方案的產出就是通過系統分析和梳理明確具體建設工程項目，提出近期可以實施的工程體系，明確解決問題需要建設那些工程以及工程的規模和要求、需要改造那些源頭小區及其改造要求。方案最重要的反饋就是對后續設計的整體把控和具體設施設計的指引，在這個階段需要工程等規模和要求，但是不會明確具體工程的方案，其工藝、設備等方面需要在下階段設計中加以落實和細化。
5海綿城市系統化方案編制方法和要求的幾點探討
5.1注重新區老區差別，針對不同區域提出不同產出
城市建設中城市規劃建設區和建成區在編制系統化方案中應該有所差別。
對于規劃建設區應該以目標為導向，重點是明確管控要求，明確在區域開發建設中需要保護的自然本底和需要控制的豎向、地塊指標。具體產出重點是如何將藍線綠線等自然本底保護要求、將區域豎向控制和具體地塊徑流控制指標反饋到相關法定規劃中，約束城市發展，避免城市開發對天然水文循環的沖擊，減少城市涉水方面問題的發生。
對于城市建成區應該以問題為導向，重點是確定解決涉水問題的工程和非工程體系，在上位規劃的指導下結合區域特點和可實施性，提出解決問題的具體工程措施。具體產出重點就是明確工程項目清單，確定每個項目所承擔的責任、具體要求和相關標準，將這些要求和標準反饋到設計之中，指導設計，避免項目之間的碎片化，有效解決區域現狀涉水問題。
5.2梳理問題目標關系，結合編制目的明確工作內容
海綿城市系統化方案的編制是為了更好促進規劃設計的銜接，為了明確工程與效果之間的關系，需要在梳理源頭、過程、末端之間關系，明確建設的指標和工程的要求的基礎上，合理確定編制內容：
(1)定邊界。需要把“源頭減排、過程控制、系統治理”之間的關系梳理清楚并進行綜合統籌，明確其在系統內的作用和定位。
(2)定指標。根據建成區需要解決的問題，明確各個系統和市政設施的建設標準。在標準制定時，要從解決問題、系統最優出發，而不是簡單照搬規范要求。根據規劃建設區的建設目標，確定區域的自然本底保護和豎向管控要求，并明確源頭項目的水量、水質控制標準以及其他建設要求。
(3)定工程。根據確定的指標，結合可實施條件，分別從水生態、水資源、水安全、水環境幾個方面明確具體設施要求。同時，針對具體建設項目，將四個方面的要求進行綜合統籌，最終確定項目和設施的類型和具體建設要求。
5.3保障項目科學合理，強化調研分析重視三個方面
5.3.1摸清本底、找到初心
在編制系統化方案時，首先要對區域的本底條件進行摸排、分析，找到城市或者區域進行海綿城市建設的初心(核心目的)，使方案能夠圍繞這個初心的達成開展。
對于規劃建設區，以目標為導向，要梳山理水明確本底，再以此為基礎指導造地營城，實現水促城市發展、城護河湖水脈，保證人與水、城與水的有機結合和協調發展。在此過程中，就需要分析天然降雨—徑流關系、明確城市天然低洼地和徑流路徑等分布。
在方案制定中，根據自然本底條件，明確城市需要在開發過程中保留的河湖水體、低洼地等并明確保護的具體要求、形式和相關工程，通過整體豎向的管控和低洼地的保留保證降雨徑流的合理安置，通過對地塊水量和水質指標的管控實現城市發展對徑流流量和污染量的有效控制。
對于建成區，以問題為導向，要對內澇積水、黑臭水體、水資源短缺等方面的問題進行細致的調研和分析，并且系統梳理造成上述問題的原因，利用監測、模型等技術手段進行定量分析以確定造成問題的各個原因之間的關系和主要原因，為后續方案制定奠定基礎。
5.3.2系統思維、統籌思考
在方案制定中，不能“頭疼醫頭、腳疼醫腳”，要從“源頭減排、過程控制、系統治理”三個方面進行統籌考慮。在編制過程中要從解決問題、統籌關系、梳理邊界、理清體系幾個方面注重和提高系統性。
在解決問題方面，需要在源頭小區、過程中的管道調蓄等設施、山水林田湖的系統之間尋求合理的組合，綜合統籌以達到經濟高效、落地可行;在統籌關系方面，需要統籌好內澇、水體黑臭等問題對不同單體項目的要求，以使具體建設項目達到同時解決內澇和黑臭等多個問題的系統性最優的要求;在梳理邊界方面，需要理清源頭、過程、末端的每個項目之間“責任分擔”，明確不同項目的“職責”，以指導后期的設計;在理清體系方面，需要梳理清系統內部的關系，如污水系統中污水處理廠、干線系統和CSO截流調蓄的關系，使之規模銜接、匹配。
5.3.3定量決策、模型支撐
為了提升方案的科學性，必須要利用模型進行定量分析，分析確定好各個設施和項目在系統中的“職責”，從而為設施規模確定奠定良好的技術基礎。在具體方案編制過程中，要將地形、地貌、管網、河道、下墊面等信息輸入模型，選擇不同的降雨情景進行模擬，分析不同情境下的內澇風險、污染物排放情況、雨水資源利用情況等。通過多情景、多目標的模擬分析，為制定方案提供支撐。
海綿城市建設是一個系統工程，為了有效破解目前海綿城市建設中的目的不清、缺乏統籌、碎片化建設、項目混亂等問題，需要提升整體建設的系統性，加強項目的落地性、可實施性，確保績效考核的科學性和可操作性。
除了針對目前規劃設計進行優化，編制海綿城市建設系統化方案外，更應該在現有的規劃設計中，注重系統性，無論是專項規劃中的近期建設規劃還是項目設計中的總體設計，都應該進一步強化系統性、提高科學性、增加綜合性，為順利推進海綿城市建設提供科學有效的技術支撐體系。
當然，由于海綿城市建設系統化方案編制涉及資料多、內容多，目的和要求高，技術手段復雜且方案深度不好控制，因此其編制的相關方法和手段還需要進一步總結經驗和探索研究，從而提煉升華、完善優化。本文中筆者結合近年來自身編制工作中的一些經驗和思考為大家提供一些借鑒和參考，希望通過大家共同努力進一步提高海綿城市建設中規劃設計的水平。