
濟南市規(guī)劃設計研究院
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上海海綿城市規(guī)劃建設策略
來源:中國規(guī)劃網(wǎng) 2016-07-14
海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設管理,充分發(fā)揮建筑、道路、綠地和水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。
上海要以雨水徑流減排、積蓄回用、污染控制、灰色綠色基礎設施相結(jié)合的多目標雨水系統(tǒng)構(gòu)建為切入點,建立科學的城市建設方式,建成具有彈性的海綿城市。
上海城市水環(huán)境特性與水安全問題
上海自身的水資源非常豐富,但水質(zhì)差,且難以憑自己能力有效控制。
上海屬亞熱帶氣候,降雨量充沛,平均全年降雨量為1092.9mm,歷史上最大年降雨量為1587mm。降雨主要集中在每年6-10月份,經(jīng)常連續(xù)幾天下雨,降雨量集中,暴雨出現(xiàn)頻繁,連續(xù)時間長,且瞬時雨量大,極易造成河道水位猛漲,城區(qū)雨水排放不暢,致使內(nèi)澇。尤其7-9月份,常遇海洋大汛,再加臺風和暴雨,以及黃浦江上游地區(qū)連續(xù)大雨,流經(jīng)本市域的河流水位高。屆時,城區(qū)排放極度困難,極易致使城區(qū)內(nèi)澇。
上海城市具有地下水位高、土地開發(fā)強度高、不透水面積多、土壤入浸率低的特點,城市因建筑密度高、建筑容積率高和道路、廣場、鋪裝硬地等不透水面積多、雨水徑流快,以及河流水位高而蓄水空間少,雨水管渠排放受阻等因素,遇到大暴雨,就會造成城市較大范圍的內(nèi)澇;城市水安全受到嚴重影響。尤其在遇受臺風襲擊的情況下,城市水安全問題更為嚴重。如2012年8月8日,受“海葵”臺風影響,上海普降暴雨到大暴雨,平均日降水量為100.2mm,普陀區(qū)真南路站最高達224.3mm,人民公園站小時降雨量最大達58.9mm,造成城區(qū)大范圍內(nèi)澇。又如2013年10月6日起,受雙臺風“菲特”和“丹娜絲”的影響,全市普降大暴雨到特大暴雨,24小時最大降雨量達332mm,使上海發(fā)生嚴重內(nèi)澇。暴雨和臺風是上海城市最突出的自然災害。
上海城市供水原水主要取自黃浦江上游和長江水源,現(xiàn)已建成黃浦江上游、青草沙、陳行、東風西沙等4大水源地,其中青草沙、陳行、東風西沙水源地屬長江水源。
黃浦江水源地(位于松江區(qū)內(nèi))集中原水供應始于20世紀80年代,在青草沙水源地建成前,一直承擔著上海城市供應原水的重要使命。但是黃浦江流域的松江、金山、青浦、奉賢、閔行等西南五區(qū)采用“一區(qū)一點”的就近分散取水格局。原水水質(zhì)和供水保障極易受流域水體突發(fā)水污染等事故影響。同時,現(xiàn)黃浦江水源地(位于松江區(qū)內(nèi))也受上游流域地區(qū)水體突發(fā)水污染等事故影響,其原水水質(zhì)也趨劣。因此,上海市人民政府已在黃浦江更上游地區(qū)建金澤水庫,該工程計劃2016年底具備通水條件,2017年投入運營。該水庫建成后庫容達910萬m3,應急備用庫容525萬m3。該水庫供給上海市西南五區(qū)(松江、金山、青浦、奉賢、閔行)670萬人的優(yōu)質(zhì)原水。
上海的長江水源處于長江入??诘母浇嫌危资軚|海海水漲潮倒灌,原水咸化,影響水源安全。尤其青草沙水源地離長江入海口最近,最易受海水漲潮倒灌,致使原水咸化;該水源地承擔上海城市58%的原水供應量,對上海城市供水安全影響很大。
上海兩大水源水質(zhì)均有上海自身難以控制的因素:①長江水源除海水倒灌致咸外,還受長江中上游及附近流域水污染影響,若上游流域發(fā)生如遼化事件等突發(fā)水污染事故,長江水源就難以使用。②黃浦江上游水源雖已在建金澤水庫,試圖提高原水水質(zhì),但該水庫仍在浙江和江蘇兩省河湖水系下游,其原水水質(zhì)受江、浙兩省河湖水系水質(zhì)污染影響,上海難以控制其水質(zhì)。
縱觀上海供水水源狀況,可以得出結(jié)論:上海自身的水資源非常豐富,但水質(zhì)差,且難以憑自己能力有效控制。上海城市供水安全難以自控的問題,需深遠仔細考慮。
城市暴雨內(nèi)澇和供水原水水質(zhì)是上海城市水環(huán)境和水安全的最關鍵問題。
街區(qū)地下雨水調(diào)蓄池所蓄雨水為潔凈雨水,可用作生活飲用水水源。
1.上海海綿城市規(guī)劃建設需關注的關鍵問題和總體策略
上海猶如一塊吸滿水的海綿,水資源非常豐富,水環(huán)境和水生態(tài)狀況也較好,有一定特色的水文化。但是,存在著城市內(nèi)澇、供水原水水質(zhì)難控制等水安全問題。因此,上海海綿城市規(guī)劃建設首先從解決暴雨、臺風造成城市內(nèi)澇問題為突破點,使上?!斑@塊已經(jīng)吸滿水的海綿”在確保安全的前提下,還能吸納雨水,并為城市提供可靠生活飲用水水源,從市域、城市、道路、廣場綠地、街區(qū)等各個層面,系統(tǒng)地保障城市水安全,維護和修復城市水環(huán)境與水生態(tài),營造和彰顯城市水文化。
所以,上海海綿城市規(guī)劃建設應關注系統(tǒng)解決上海城市防潮排澇,合理科學、因地制宜地吸納雨水,蓄備可控可靠的生活飲用水源。為此,上海海綿城市規(guī)劃建設總體策略為:第一,必須對全市水利進行統(tǒng)籌規(guī)劃建設,降低地下水位,增強調(diào)控河流水系抗御外水和排泄內(nèi)水能力,擴充河流水域的納水空間,溝通水系聯(lián)系,形成抗得住外潮、承得起暴雨、排得出河水、蓄得住雨水的海綿城市水系機體,確保城市水安全;第二,通過道路、廣場、硬質(zhì)鋪地、綠地系統(tǒng)改造建設,有效排泄受污染的初期雨水,滯留清潔雨水;第三,建設街區(qū)雨水調(diào)蓄系統(tǒng),滯留蓄存街區(qū)內(nèi)清潔雨水,保障街區(qū)水安全;第四,聯(lián)通各街區(qū)地下雨水調(diào)蓄設施,配建地下雨水凈化處理廠,生產(chǎn)達標生活飲用水,解決城市飲用水水源安全問題。
2.統(tǒng)籌水利規(guī)劃建設,全面提升抗潮排澇能力
上海海綿城市規(guī)劃建設與全市水系規(guī)劃建設統(tǒng)籌進行,適宜采用下列措施:
?。?)疏浚、溝通、挖深全市域河流、湖池,降低地下水位,擴充河流水系的容水空間。
全市有河道33127條,總長度24915km,河網(wǎng)密度3.93km/km2,河湖總面積642.7km2,河面率為10.1%。全市河湖若能平均挖深1m,按河湖總面積計,將增加64270萬m3的蓄水空間;若按河湖總面積的50%計,能增加32380萬m3的蓄水空間。
?。?)增建市域邊界和外環(huán)線外的河流水閘,利用水閘、排澇泵站調(diào)控市域和中心城區(qū)河流水位,調(diào)控預留蓄納雨水空間。
目前,全市所有匯入黃浦江、長江、東海的河流均在其匯入口處建有水閘和排澇泵站,防御黃浦江漲潮水、長江潮水和海潮侵襲內(nèi)河;并將內(nèi)河水用泵排入黃浦江、長江和東海。增建市域邊界和外環(huán)線外河流水閘,與上述閘泵站聯(lián)合調(diào)控內(nèi)河水位。一是能在暴雨前,預留中心城區(qū)段河流的蓄納雨水空間,阻擋內(nèi)河上游河水下涌。二是在平時,能利用黃浦江潮水、海潮的高低水位差,沖刷疏泄各段河道,保持河道暢通。具體步驟為:
?。?)暴雨前預留中心城區(qū)段河流的蓄納雨水空間,利用黃浦江漲落潮的水位差,在黃浦江落潮時關閉外環(huán)線外河流水閘和市域邊界河流水閘,開啟匯入黃浦江處的水閘,使中心城區(qū)段河流水位降至最低,且該河流上游水不流入該段;待黃浦江開始漲潮時,即刻關閉水閘,阻擋黃浦江潮水進入內(nèi)河。使中心城區(qū)段河流內(nèi)水位保持最低,留有足夠的蓄納空間,迎接暴雨時雨水管渠的雨水排入,確保城區(qū)不內(nèi)澇。
?。?)平時利用黃浦江漲落潮水位差,沖刷疏泄河道。首先,在黃浦江第1次落潮時,關閉外環(huán)線外水閘,開啟匯入黃浦江處水閘,使中心城區(qū)段河流水位降到最低;等黃浦江第一次漲潮時,關閉水閘,保持中心城區(qū)段河流最低水位。
然后等到黃浦江第二次落潮至最低時,開啟匯入黃浦江處水閘和外環(huán)線外水閘,使外環(huán)線外高水位河水沖刷中心城區(qū)段河道,起到疏泄作用。再到黃浦江第二次漲潮時,關閉匯入黃浦江處水閘和市域邊界水閘。當黃浦江第三次落潮至最低點時,開啟匯入黃浦江處水閘和市域邊界水閘,讓市域外河流高水位水沖刷市域邊界至中心城區(qū)外的河道,起到疏泄此段河道作用。按此重復操作,達到利用黃浦江漲落潮水水位差和分段河道水位差,沖刷疏泄河道之目的。
?。?)結(jié)合綠地系統(tǒng)規(guī)劃建設,開挖暴雨常澇地區(qū)的人工湖河,蓄納雨水;并連通附近河流,形成串通流動的具有納雨排澇、休閑觀賞等多功能的水系,使常澇地區(qū)免遭澇災。
采取上述3項措施,建成完善的海綿城市河湖水系機體,有效保障城市水安全,保護城市水環(huán)境。
上海曾有修建黃浦江吳淞口水閘的規(guī)劃設想,試圖更大力度地保障上海城市水安全,調(diào)控黃浦江水位,抗御海潮倒灌,應對海平面上升對上海的影響。該設想利用吳淞口漲落潮水位差,建閘減少海水對黃浦江水的頂托,調(diào)控降低黃浦江水位,從而減輕黃浦江漲潮高水位對沿江兩岸河流的壓力;并可加快黃浦江匯入長江、東海的流速,減輕黃浦江水污染程度。這有利于保障上海城市水安全,有利于內(nèi)河排澇和城市雨水管道排放;同時,這也將對黃浦江流域的水生態(tài)和水環(huán)境產(chǎn)生重大影響。因此,需要對該設想作進一步深入研究和必要的水利、水環(huán)境模擬試驗求證,必須引起高度重視。
3.改造道路、廣場、綠地系統(tǒng),科學有效排蓄雨水
(1)系統(tǒng)進行城市道路海綿性改造更新,科學承接、排泄雨水。除對暴雨時常澇地區(qū)道路雨水管道和泵站進行擴容更新外,重點進行透水人行道鋪設,敷設溢流式雨水口和浸管,改建生態(tài)樹池。建成區(qū)改造人行道透水鋪裝應大于30%。人行道雨水由透水鋪裝及生態(tài)樹池滲透吸收,車行道雨水通過開孔側(cè)石進入生態(tài)樹池。溢流式雨水口收集雨水先進入道路下雨水管道;發(fā)生超標降雨時,雨水由溢流口排入滲管系統(tǒng),就近排入河道。根據(jù)道路兩側(cè)綠帶高程情況,在高于道路高程的綠帶中,設置植草溝和蓄滲模塊;在低于道路高程的綠帶中,設置下凹式綠地和植草溝。使綠帶雨水就地滯留,不排入城市道路的雨水管道,減少道路雨水排放壓力。
?。?)建設廣場系統(tǒng)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),改善雨水排蓄功能。對現(xiàn)有廣場和鋪裝硬地,進行透水鋪裝改造,采取設置生態(tài)樹池、滲渠等措施,形成海綿型廣場。改建廣場的透水鋪裝率應大于30%。建設生態(tài)停車場,采取敷設植草磚、生態(tài)樹池等措施,改造現(xiàn)有硬質(zhì)停車場,提高雨水滲入率。改造停車場的透水鋪裝率應大于30%。
?。?)增強綠地系統(tǒng)的雨水滯蓄功能,培育特色水文化。在城市綠地系統(tǒng)中設置多功能雨水調(diào)蓄公園,蓄存降雨,營造水景,培育水文化。在公園、公共綠地設置下沉式綠地(雨水花園),無雨時作為具有高程層次感的休憩綠地,降雨時可蓄存雨水,保障周圍地區(qū)水安全。新建公園的透水鋪裝率應大于50%,改建公園的透水鋪裝率應大于30%。
4.建設街區(qū)雨水調(diào)蓄系統(tǒng),保障街區(qū)水安全
根據(jù)《上海市人民政府貫徹落實<國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見>的實施意見》要求:規(guī)劃用地面積2hm2以上的新建建筑物要配套建設雨水收集利用設施;硬化面積達1hm2及以上的地塊應按照不低于250m3/hm2的標準配建雨水調(diào)蓄設施。街區(qū)是實施海綿城市的基本單元,建設街區(qū)雨水調(diào)蓄系統(tǒng),保障街區(qū)水安全,營造街區(qū)水文化。針對建成區(qū)和新建區(qū),采取下列策略措施:
(1)建成區(qū)。結(jié)合街區(qū)公共綠地、停車場庫建設,因地制宜地建設雨水花園或地下雨水調(diào)蓄池,以及透水人行道、透水鋪裝硬地、生態(tài)停車場。在用地較寬敞的街區(qū),修建以雨水花園為核心的公共休憩綠地,調(diào)蓄雨水,豐富居民的日常休閑生活。在用地較緊湊的街區(qū),結(jié)合街區(qū)綠地、停車庫及市政設施建設,修建地下雨水調(diào)蓄池。
(2)新建區(qū)。與街區(qū)詳細規(guī)劃統(tǒng)籌規(guī)劃建設雨水花園或地下雨水調(diào)蓄池以及生態(tài)停車場、透水人行道、透水鋪裝硬地、綠色屋頂?shù)?。根?jù)街區(qū)用地條件、建筑狀況、開發(fā)強度等因素,選擇修建雨水花園或地下雨水調(diào)蓄池。地下雨水調(diào)蓄池可建于高層建筑或地下停車庫下面。
5.聯(lián)通城市地下雨水調(diào)蓄系統(tǒng),保障城市用水安全
在建設街區(qū)地下雨水調(diào)蓄池的基礎上,規(guī)劃建設聯(lián)通各地下雨水調(diào)蓄池的地下管渠和調(diào)配設施,使蓄存的潔凈地下雨水能流動使用。由于街區(qū)的初期雨水在降雨初期已排入城市道路雨水管道,街區(qū)地下雨水調(diào)蓄池所蓄雨水為潔凈雨水,可用作生活飲用水水源??筛鶕?jù)地下雨水調(diào)蓄池水源分布情況,配建地下雨水凈化處理廠,生產(chǎn)達標生活飲用水供應居民使用,在一定程度上解決上海城市飲用水源水質(zhì)安全問題。