根據(jù)住建部《海綿城市專項規(guī)劃編制暫行規(guī)定》(建規(guī)[2016]50號)的要求，編制海綿城市專項規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)城市降雨、土壤、地形地貌等因素和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展條件，綜合考慮水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等方面的現(xiàn)狀問題和建設(shè)需求，堅持問題導(dǎo)向與目標(biāo)導(dǎo)向相結(jié)合。以西安海綿城市專項規(guī)劃編制為例，結(jié)合其本底特征(濕陷性黃土、歷史遺存等)，探討海綿城市建設(shè)相關(guān)問題分析、建設(shè)目標(biāo)、指標(biāo)分解、建設(shè)策略等，為相關(guān)區(qū)域提供借鑒。

1 西安市海綿城市建設(shè)基礎(chǔ)

西安市位于黃河流域中部關(guān)中盆地，規(guī)劃主城區(qū)范圍490 km²。西安在近年做了大量的海綿城市建設(shè)前期工作：①宏觀方面形成了南山北塬生態(tài)隔離體系，并制定了“八水潤長安”工程規(guī)劃。西安市已實現(xiàn)森林覆蓋率48%的目標(biāo)，并已成為“國家森林城市”，為建設(shè)海綿城市提供了綠色空間基礎(chǔ)。②中觀方面通過對渭河西安段綜合治理，使渭河右岸形成寬闊的漫灘地，成為天然大海綿。③微觀方面先后建設(shè)了渭河濕地公園、涇渭濕地公園、浐灞濕地公園、灃河濕地公園4個水系沿線濕地公園和曲江池、未央湖、興慶池、太液池4個水景公園，見圖1。新時期下，探索通過海綿城市建設(shè)，滿足西安歷史文化特色的水資源、水生態(tài)建設(shè)需求，提升城市品位，在全國發(fā)揮一定的示范效應(yīng)。

圖1 西安市海綿城市建設(shè)基礎(chǔ)條件

2 西安海綿城市建設(shè)特殊條件與問題分析

西安在海綿城市建設(shè)過程中，除分析降雨、蒸發(fā)、徑流、地形、地表水、地下水等基礎(chǔ)條件外，更應(yīng)注重特殊條件。

(1)歷史文化遺址的保護(hù)。西安市中心城區(qū)存在6個片區(qū)共10處歷史遺存，合計面積6 km²，在海綿城市建設(shè)中應(yīng)加以保護(hù)建設(shè)(見圖2)。

圖2 西安市歷史遺存和濕陷性黃土分布

(2)濕陷性黃土區(qū)域的保護(hù)。黃土濕陷性，是西安地區(qū)主要工程地質(zhì)問題之一。西安市30%的面積為非自重性濕陷性區(qū)域，60%面積以Ⅱ~Ⅲ級為主自重性濕陷黃土區(qū)，可通過一定的工程措施處理實現(xiàn)海綿城市的建設(shè)，而剩余約10%的面積為自重Ⅳ級濕陷性黃土，位于僅城東南側(cè)曲江片區(qū)局部分布，不適宜海綿城市建設(shè)。

(3)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的保護(hù)。西安市城區(qū)內(nèi)有5條斷裂帶，14條主要地裂縫帶，6個較大的沉降槽，52處各種類型的滑坡崩塌，共有77處地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域，涉及6%面積(見圖3)。

圖3 西安市地裂縫分布

(4)地下空間開發(fā)區(qū)。西安地下空間優(yōu)先發(fā)展區(qū)為 “一核，五區(qū)，六線，十二片，多中心”，在海綿城市建設(shè)中此類區(qū)域應(yīng)降低海綿城市建設(shè)的指標(biāo)，同時結(jié)合其特點限制使用以下滲為主的海綿設(shè)施。

西安在城市發(fā)展過程中，除了存在其他城市類似的水系統(tǒng)問題，同時也存在著自身特有問題。共性問題：水資源短缺、供水結(jié)構(gòu)不合理、非傳統(tǒng)水資源利用不足;河湖水質(zhì)及河源水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低，2015年15條河流的32個監(jiān)測斷面中，有18個監(jiān)測斷面的水質(zhì)達(dá)到其功能區(qū)劃分類別，其余14個未達(dá)到，達(dá)標(biāo)率為56%;城市防洪排澇建設(shè)緩慢，內(nèi)澇積水點逐年上升，西安市已建成雨水管渠總長度約2 087.2 km，其中合流制雨水管約112.5 km，平均排水管渠達(dá)標(biāo)率僅為42.18%，排澇泵站11座，達(dá)標(biāo)率僅為27%等。特性問題：

①常年的地下水開采不僅引起了城市地下水位大幅度下降，深層承壓水的過量開采還造成了市區(qū)多處地面沉降和地裂縫等一系列環(huán)境地址問題。東南郊地下水埋深由30 m下降到50~80 m，最深達(dá)137 m，形成灃、灞、浐、渭、皂5個較大的下降漏斗，出現(xiàn)了東北郊胡家廟，南郊大雁塔、小寨，東南郊沙坡，西南郊西北大學(xué)4個沉降中心(見圖4)。

圖4 西安市地下水位分布

②歷史水文作用逐漸喪失——五大歷史湖基本喪失調(diào)蓄功能，五大歷史湖河未發(fā)揮應(yīng)有作用，基本喪失330萬m³調(diào)蓄庫容，造成暴雨時南二環(huán)以北、以南部分路段嚴(yán)重積澇。

3 海綿城市建設(shè)規(guī)劃總體思路與管控指標(biāo)

3.1 總體思路

西安市海綿城市建設(shè)，在充分研究西安市現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上、從“水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水資源”4個方面入手，剖析存在問題，針對問題提出相應(yīng)的解決措施及策略，同時結(jié)合西安市發(fā)展項目及重點，按照海綿城市建設(shè)目標(biāo)要求，合理安排西安市海綿城市建設(shè)實施計劃。

①分級控制。采用“宏觀控制-中觀引導(dǎo)-微觀建設(shè)”的總體思路。宏觀層面：綜合考慮“山、水、林、田、湖”等城市外圍“大海綿”要素、城市建設(shè)情況以及增長邊界的要求，構(gòu)建“山、水、林、田、城、濕地”一體化的區(qū)域城市海綿體，嚴(yán)格控制城市建設(shè)對于外圍大海綿要素的影響，合理保護(hù)原有生態(tài)系統(tǒng)。中觀層面：根據(jù)排水分區(qū)、行政區(qū)劃以及控規(guī)單元劃分，進(jìn)行中心城區(qū)海綿建設(shè)分區(qū)劃分，綜合考慮濕陷性黃土分布、遺址遺存分布等特殊因素，結(jié)合分區(qū)基本情況確定海綿城市建設(shè)控制要求及適用的海綿設(shè)施。微觀層面：從海綿城市建設(shè)項目層面，鼓勵各地區(qū)進(jìn)行海綿城市低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)，引導(dǎo)各區(qū)域在滿足目標(biāo)指標(biāo)要求的同時，進(jìn)行有序建設(shè)。

②分類引導(dǎo)。老城區(qū)以問題為導(dǎo)向，重點解決城市內(nèi)澇、黑臭水體治理等問題;合理確定海綿城市建設(shè)方式和規(guī)劃指標(biāo)，結(jié)合城鎮(zhèn)棚戶區(qū)改造、老舊小區(qū)有機(jī)更新等推進(jìn)海綿城市建設(shè)。新建區(qū)域以目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)先保護(hù)自然生態(tài)本底，合理控制開發(fā)強(qiáng)度，全面落實海綿城市建設(shè)要求。
 

③系統(tǒng)建設(shè)。將低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、雨水管渠系統(tǒng)、超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，從源頭、過程、末端，系統(tǒng)性構(gòu)建海綿城市。

3.2 指標(biāo)體系

結(jié)合區(qū)域的現(xiàn)狀問題及相關(guān)規(guī)劃要求，分別從水生態(tài)、水安全、水環(huán)境和水資源等方面確定了規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)，如表1所示。其中核心指標(biāo)為年徑流總量控制率、面源污染(SS)削減率和雨水利用替代城市供水比例。

4 西安市海綿城市規(guī)劃建設(shè)策略

結(jié)合上文西安市海綿城市建設(shè)總體思路和現(xiàn)狀條件、問題、建設(shè)目標(biāo)等，確定西安市海綿城市建設(shè)的三大策略;宏觀層面構(gòu)建西安區(qū)域綠色大海綿，中觀層面構(gòu)筑西安四大水系統(tǒng)，微觀層面落實區(qū)域特色的海綿城市建設(shè)指引。

4.1 構(gòu)建西安區(qū)域“藍(lán)”“綠”“紫”大海綿

在分析西安市生態(tài)基底的基礎(chǔ)上，從保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境出發(fā)，構(gòu)建西安市海綿生態(tài)空間格局為“兩屏一帶多核藍(lán)綠網(wǎng)交織”(見圖5)。

a“藍(lán)”

b“綠”

c“紫”

圖5 西安區(qū)域“藍(lán)”“綠”“紫”大海綿

4.2 構(gòu)筑四大水系統(tǒng)

根據(jù)西安市現(xiàn)狀水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水資源四大水系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合海綿城市建設(shè)目標(biāo)，通過水生態(tài)修復(fù)、水安全保障、水環(huán)境提升、水資源利用西安市中觀海綿城市建設(shè)系統(tǒng)。

4.2.1 水生態(tài)修復(fù)

建設(shè)水循環(huán)系統(tǒng)。規(guī)劃利用現(xiàn)有供水管道、河流干渠等連通城市內(nèi)28湖池水系，提升水循環(huán)、改善水體水質(zhì)(見圖6)。溝通串聯(lián)大峪水庫—興慶湖—護(hù)城河—漢城湖——漕運明渠—渭河，灃河干渠—儀祉湖—昆明池—漢城湖—渭河，再生水漢城湖—太液池—渭河，豐慶湖—護(hù)城河—漢城湖—渭河水系鏈，完善健全西安市水系連通。其次規(guī)劃澇河、灃河、涇河、浐河、灞河等10條河道作為新建生態(tài)護(hù)岸及生態(tài)恢復(fù)護(hù)岸。共計新建生態(tài)護(hù)岸長度405.13 km，恢復(fù)生態(tài)護(hù)岸長度34.85 km。

圖6 西安市再生水引水串聯(lián)工程

4.2.2 水安全保障

首先，落實低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，加強(qiáng)雨水源頭控制。結(jié)合西安城市地貌、下墊面現(xiàn)狀，確定綜合徑流系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)如下：規(guī)劃新建區(qū)域≤0.5，已建區(qū)域<0.7，綠地<0.15。

其次，灰綠結(jié)合，對雨水管渠進(jìn)行提標(biāo)改造。規(guī)劃新建雨水管網(wǎng)1 171.62 km、改建現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)124.51 km，達(dá)到管網(wǎng)覆蓋率1.85 km/km²。對于新建城區(qū)，雨水管網(wǎng)按照排水目標(biāo)要求建設(shè)，并提前預(yù)留未來調(diào)蓄與調(diào)節(jié)空間。

最后，建立超標(biāo)雨水排放系統(tǒng)，加強(qiáng)雨水末端調(diào)蓄。對17座不達(dá)標(biāo)泵站進(jìn)行達(dá)標(biāo)改造，同時新增15個城市雨水泵站。規(guī)劃建設(shè)行泄通道8處共27 km，同時在長樂東西路，紡渭路設(shè)置雨水泵站，進(jìn)行5年提標(biāo)改造。

4.2.3 水環(huán)境提升

首先，完善雨污分流管網(wǎng)系統(tǒng)改造。對于新建區(qū)域推行雨污分流制，對于城墻以內(nèi)合流管及北關(guān)、東關(guān)、紡織城、洪慶區(qū)域的合流管實施近期截留，并隨城市改造逐步進(jìn)行雨污徹底分流改造。以中心城區(qū)順城北路為例，現(xiàn)狀順城北路敷設(shè)為DN1 000~900×1 250合流制管，規(guī)劃對其進(jìn)行改造，采用雨水分流制，敷設(shè)DN2 000污水干管和DN1 000~2 000雨水管，將污水輸送至污水處理廠進(jìn)行處理后排放，提升周邊護(hù)城河水體水質(zhì)。對長安老城區(qū)域的合流管，因其大部分建于80年代前后，建議采用保留合流管，修建截留管道截留旱季污水及初期雨水，截留的污水及初期雨水輸送至污水處理廠處理。近期無納管條件的，建設(shè)小型設(shè)施就地處理，其周邊污水系統(tǒng)預(yù)留其納管條件和容量。

其次，提高污水處理廠運行標(biāo)準(zhǔn)和處理量。提高14座污水處理廠入河水質(zhì)，達(dá)到一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是一污、二污、九污，同時新增污水處理廠4座。

最后，河道綜合治理。通過河流水系與湖池聯(lián)通、雨洪水與再生水補(bǔ)水方案、縮短23湖池?fù)Q水周期及河道生態(tài)治理，改善河湖水質(zhì)。

4.2.4 水資源利用

首先，優(yōu)化水資源配置體系。優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，提高用水效率：到2020年，供水管網(wǎng)漏損率控制在10%以內(nèi)，2030年降至8%。至2020年，引漢濟(jì)渭工程向西安市供水量為4.5億m³/年，地下水供水9.07億m³/年，地表水供水量為7.50億m³/年，共修建16座地表和地下水廠。

其次，加強(qiáng)非傳統(tǒng)水源利用，中心城區(qū)新規(guī)劃再生水廠8座，提標(biāo)改造3個。2020年再生水回用量56.1萬m³/d。強(qiáng)化雨水收集，結(jié)合海綿城市建設(shè)到2030年實現(xiàn)城市雨水資源化利用率12%。

4.3 落實地域特色的海綿建設(shè)指引

在上述宏觀和中觀海綿城市建設(shè)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合西安市地域特色，通過分區(qū)管控、濕陷性黃土海綿建設(shè)、典型區(qū)域建設(shè)指引落實海綿建設(shè)。

4.3.1 分區(qū)管控

分區(qū)管控主要是在總體海綿城市建設(shè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同區(qū)域的建設(shè)條件，將管控指標(biāo)下分到各個管控單元。

(1)海綿城市建設(shè)適宜性分析。根據(jù)建設(shè)區(qū)域的15個現(xiàn)狀基礎(chǔ)條件(高程、坡度、古跡、積水點等)對海綿建設(shè)不同的影響程度賦予不同的影響因子，通過GIS空間分析海綿城市建設(shè)的適宜性，見圖7。

圖7 海綿建設(shè)本適宜性分析

(2)管控分區(qū)的劃分。為了與城市規(guī)劃管理相銜接，保障海綿指標(biāo)的落地性，本規(guī)劃一級管控分區(qū)與行政分區(qū)相對應(yīng)，二級分區(qū)落實城市控規(guī)單元，三級分區(qū)落實到地塊，共劃分14個一級分區(qū)和293個二級分區(qū)，詳見圖8。

圖8 海綿建設(shè)管控分區(qū)

(3)管控指標(biāo)的分解。

①統(tǒng)計西安市各類用地面積，并依據(jù)14個管控分區(qū)、293個管控單元現(xiàn)狀建設(shè)情況，結(jié)合西安濕陷性黃土等特殊影響因素，劃分4類核算類型：城市建設(shè)新區(qū)、城市建設(shè)老區(qū)、濕陷性黃土建設(shè)新區(qū)、濕陷性黃土建設(shè)老區(qū)。

②根據(jù)4類區(qū)域內(nèi)各類建設(shè)用地典型用地概況，初步設(shè)定其海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系，并構(gòu)建對應(yīng)典型用地SWMM模型，選取西安市1986~2015年30年降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，確定各典型用地年徑流總量控制率，舉例如表2。

③根據(jù)不同區(qū)域類型的典型地塊指標(biāo)，計算地塊指標(biāo)、二級分區(qū)指標(biāo)和一級分區(qū)指標(biāo)，并對應(yīng)反饋調(diào)整，最終滿足總體指標(biāo)。詳見圖9。

圖9 管控單元分類

4.3.2 濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)指引

我國濕陷性黃土分布地區(qū)大部分年平均降雨量在250～500 mm，而蒸發(fā)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降雨量，因而濕陷性黃土的天然濕度一般在塑限含水量左右或更低一些，但是當(dāng)濕陷性黃土隨著雨水的滲入而含水量不斷增加，超過液限值，黃土的結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)濕陷性。我國幾個典型濕陷性黃土地區(qū)的天然含水量、塑限值以及液限值如表3所示。西安市屬于濕陷性黃土地區(qū)，本文針對不同用地特點提出了相應(yīng)濕陷性黃土應(yīng)對措施。

(1)建筑與小區(qū)海綿設(shè)施地基濕陷性的應(yīng)對措施。通過實地考察、測定黃土濕陷性的試驗，確定建筑小區(qū)內(nèi)濕陷性黃土等級。原則上在濕陷性黃土地區(qū)不使用深層、大型入滲設(shè)施，若為非連續(xù)性、小深度、地下水埋深適宜(10~30m)等，可采用人工雨水滲井等設(shè)施解決局部管網(wǎng)不健全、排澇無出路區(qū)域的雨洪控制問題(結(jié)構(gòu)穿越濕陷性黃土分布層，進(jìn)入潛水地下水上部沙層區(qū))。在采用淺型、小型入滲設(shè)施時，應(yīng)采用防滲措施。

①普通海綿設(shè)施遠(yuǎn)離建筑物基礎(chǔ)水平凈距3 m以上，同時在靠近建筑的一側(cè)采取防水土工布進(jìn)行防滲。水平搭接長度≥50 cm，有地下室、車庫頂板或其他重要構(gòu)筑物，且濕陷性等級較高時，須做全面防滲。

②在建筑物布置、場地排水、屋面排水、地面防水、散水、排水溝、管道敷設(shè)、管道材料和接口等方面，應(yīng)采取措施防止雨水或生產(chǎn)、生活用水的滲漏。

③檢漏防水措施：在基本防水措施的基礎(chǔ)上，對防護(hù)范圍內(nèi)的地下管道，應(yīng)增設(shè)檢漏管溝和檢漏井。

④在建筑物周邊設(shè)置雨水調(diào)蓄池時，當(dāng)難以滿足3 m安全距離時，需設(shè)置鋼筋混凝土擋墻，深度6 m。安全距離大于3 m時，設(shè)置雨水調(diào)蓄設(shè)施仍要核算其安全性。

⑤設(shè)置雨水調(diào)蓄池時應(yīng)消除地基的全部或部分濕陷量，或采用樁基礎(chǔ)穿透全部濕陷性黃土層，或?qū)⒒�礎(chǔ)設(shè)置在非濕陷性黃土層上。

⑥結(jié)合海綿設(shè)施及周邊環(huán)境等因素，選擇適宜于具體海綿設(shè)施地基處理方案。主要的地基處理方案有：3∶7灰土墊層法、沖擊壓實法、強(qiáng)夯法。

(2)城市道路海綿設(shè)施地基濕陷性的應(yīng)對措施。黃土地區(qū)城市道路水損壞主要包括3個方面：黃土邊坡土壤侵蝕、黃土路基濕陷和排水設(shè)施自身的水損害。城市道路在濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)低影響開發(fā)設(shè)施時，主要包括以下幾個方面：①新建道路，側(cè)分帶較窄時一般分段布設(shè)鋼筋混凝土擋墻結(jié)構(gòu)，考慮經(jīng)濟(jì)性，可只在生物滯留帶低點換填段(滯留段)及集中進(jìn)水口部位設(shè)置，底部采用防水土工布防滲。②改造道路，側(cè)分帶較寬時，可采用自然放坡加兩布一膜(兩層土工布，一層防水膜)進(jìn)行防滲。③側(cè)分帶較窄的改造道路、新建道路的不換填路段，原土回填時采用防水磚墻+兩布一膜進(jìn)行防滲。

(3)城市綠地與廣場海綿設(shè)施地基濕陷性的應(yīng)對措施。綠地作為一種天然的滲透設(shè)施，能使不透水匯水區(qū)的產(chǎn)流量流入下凹式綠地，增加降雨的下滲量，然而降雨下滲量的增大不可避免的會侵蝕周圍路堤，產(chǎn)生破壞。綠地及廣場地區(qū)的LID設(shè)施應(yīng)做好對應(yīng)積水區(qū)域的防滲工作，并做好對應(yīng)的預(yù)防措施。

5 結(jié)語

本文根據(jù)西安市海綿城市規(guī)劃及建設(shè)相關(guān)經(jīng)驗，統(tǒng)籌考慮特性條件和水系統(tǒng)問題，確定海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系和分級控制、分類引導(dǎo)、系統(tǒng)建設(shè)的海綿城市建設(shè)思路，并將濕陷性黃土的特殊條件，融入在海綿城市規(guī)劃和設(shè)計階段，相關(guān)借鑒如下：

(1)“大、中、小”3個海綿構(gòu)建層次。宏觀層面構(gòu)建西安區(qū)域綠色大海綿，中觀層面構(gòu)筑西安四大水系統(tǒng)，微觀層面落實區(qū)域特色的海綿城市建設(shè)指引。

(2)特殊條件和共性問題融入海綿城市規(guī)劃建設(shè)各個階段。構(gòu)建 “藍(lán)”“綠”“紫”大海綿，突出了歷史文化遺址的保護(hù)區(qū)域;構(gòu)筑四大水系統(tǒng)，除解決水安全、水環(huán)境相關(guān)問題，亦統(tǒng)籌考慮了地下水位下降、地下空間開發(fā)等特性問題;分區(qū)管控結(jié)合15個現(xiàn)狀基礎(chǔ)條件、濕陷性黃土、新舊城區(qū)等因素，分類建模，確定年徑流總量控制率和指引性指標(biāo)。

(3)濕陷性黃土地區(qū)海綿城市設(shè)計建設(shè)指引。針對建筑與小區(qū)、城市道路、綠地和廣場等不同用地類型的濕陷性黃土區(qū)域，分別提出了相關(guān)的設(shè)計和建設(shè)技術(shù)要求。