白伟岚:城市开放空间与海绵城市的构建

2016年11月20日 12:04中国园林网

中国城市建设研究院副总工程师白伟岚演讲

《城市开放空间与海绵城市的构建》

中国城市建设研究院副总工程师工白伟岚演讲

《城市开放空间与海绵城市的构建》

中国城市建设研究院副总工程师白伟岚演讲

《城市开放空间与海绵城市的构建》

中国城市建设研究院副总工程师白伟岚演讲

《城市开放空间与海绵城市的构建》

中国园林网现场报道

中国园林网11月20日消息:陆伟宏主持人:谢谢车教授精彩的演讲。他刚才讲了一个非常重要的思想,就是除了因地制宜还要在景观围墙之外要做很多细致科学的研究与分析。这一点,我觉得跟我们大会主题很切合。其次,他提出了一个关于海绵城市非常重要的观点,我非常同意,就是平衡度,不仅因地制宜,还要有平衡度。我们以前提了生态城市、园林城市等,现在已经不提森林城市,这说明我们的思维已经逐渐走向合理和平衡。接下来有请的嘉宾是中国城市建设研究院副总工程师白伟岚。

白伟岚:我今天演讲的题目是城市开放空间与海绵城市的构建。非常感谢大会给我这个机会跟大家交流海绵城市建设的课题。我所在的团队是国内比较早介入到低影响开发雨水系统构建项目研究的,这是国家十二五水专项的一个课题,这为我们参与海绵城市的建设工作奠定了基础。30个海绵试点城市中,我们全程跟踪规划编写、试点区申报,以及综合咨询全过程的有西宁市。我们是以风景园林专业为牵头同水专业合作,开展海绵城市建设工作的国内唯一的团队。说到这里我想提及一下2014年初,我曾经为《现代园林》组了一期稿,当时我提的主题就是“跨界与回归——当今风景园林行业面临的机遇和挑战”。我们的团队一直致力于国家科技部和住建部在行业领域开展的科研课题研究工作。目前我们深入介入海绵城市建设工作的有福州、厦门、常德和西宁四个城市,还有一些非试点城市的海绵城市专项规划、片区设计工作。我本人既对接政府管理层,也对接项目建设实施层,同时又是规划设计师,还做过考评和项目评审专家,这种多层面的角色转换,有助于对海绵城市建设工作的深入理解。借此机会,我想跟风景园林人做一深入交流。

我觉得风景园林人对海绵城市建设中的一些争论,主要是风景园林角色转换的问题。海绵城市的建设涉及政府多部门工作的协调,在住建部内部是城建司两个主要业务部门城市园林绿化和水务如何协同发展的问题。对于海绵城市,我理解应该是对中国30年城镇化进程中出现的水问题的一个反思。

大多数风景园林人大都站在本专业角度思考问题,没有真正能够做到跨界,或者理解学习水专业的基本知识和了解其语境,最起码是对整个海绵城市建设缺少统筹,所以会提出一些莫名其妙或很激烈的言辞,这对行业发展是不利的。中国海绵城市建设要解决的问题之一就是城市内涝频发,海绵城市建设肯定对内涝问题起到一定缓解作用的。另一问题是北方城市水资源严重短缺,南方城市水质型缺水严重。海绵城市的建设要求城市对于水资源、水环境问题提出具体的对策,特别是黑臭水体的整治。中国的海绵城市建设不同于国外的LID(低影响开发),有更广泛的内涵。俗话说“海绵城市是个筐,什么都可以往里装”。这是国人对海绵城市的调侃,实际理解上还是有一定道理的。

这里我要讲一下城市排水系统的构成。一是低影响开发雨水系统(LID)就是俗称的小海绵,是所有开发地块内部排水系统的构建,这是过去我国城市建设上缺失的。二是雨水管渠系统,这是排水专业为主导的。我们的城市建设存在重地上,轻地下,城市管渠系统的设置标准不高。美国等发达国家提出LID,一方面是解决水污染问题,改善水质;另一方面是他们的城市已经建成,城市内涝问题也存在加重的趋势,于是提出如何通过LID把排水系统的标准提高,从而避免城市开挖带来的问题。三是超标雨水排放系统。当城市出现超过城市管渠系统排放能力的强降雨,比如武汉今年雨季的一场降雨量达到400-500mm,相当于北京市一年的平均降雨量,我们不可能不顾城市经济发展水平和投资成本,盲目提高城市的雨水管渠的排放标准来保证雨水的排放。出现这种超标降雨的时候,我们还要有一系列调蓄措施,使管渠系统排不掉的水在经过竖向规划的城市空间排放和短期滞蓄,之后汇入城市的河流水系保证城市的安全。四是当城市因超强降雨出现灾害时,为避免人员伤亡,与城市管理相配套的应急预案预警系统,有些积水地段产生安全隐患,要防止人擅自闯入通过。前三套系统加第四套软的制度——应急管理系统,才可以保证城市雨洪排放的安全。

中国快速城镇化过程中,城市过高强度的开发,造成城市绿色空间不断被挤压。有限的绿地空间既要解决市民休闲游憩的需求,又要承担景观美化和生态调节的功能,还要作为应急避难场地,承担城市的防灾功能。这些复合功能怎么协调,需要风景园林师站在更高的角度来统筹,为风景园林事业的发展打通路径。我们不能盲目排斥或者抵制,或者放大海绵城市建设中的问题来垢病,而要明确景观园林发展方向和核心目标,借势发展,把海绵城市建设和风景园林行业发展相结合。

随着社会经济的发展,公众环境意识的增强,水专业经历了不断提高水生态系统服务价值的发展过程。一是以保障饮用水安全供应的供水系统的建设;二是旨在保障公共卫生的污水管网的完善——完善雨污分流的排水系统;三是旨在保证城市水安全的城市排水防涝和防洪体系的完善;四是旨在健全公共设施和保护生态环境的基于污染源控制的黑臭水体整治的水系治理;五是基于水资源节约、河湖水系的保护、水生态修复复合目标的区域水循环系统的构建;六是旨在适应气候变化,健全良好的生态环境的水敏城市设计。我们看到广义水专业,包括水利、给排水和环境工程等专业,它自身也有一个发展融合的过程。从其所处的第四个阶段开始有景观园林的介入,从而对于水环境起到更好的优化作用,在其发展历程中景观园林专业的角色越发重要。我们从中反思景观园林的发展,能够得到不少教益。

昨天刘滨谊教授讲到了人居环境学,风景园林行业发展的前景。过去市政给排水专业多是用公式完成计算,现在开始引入新技术,用模型模拟,参数滤定,以更科学的手法模拟降雨历程,雨水径流在管道和城市地表的排放过程,从而确定管网的压力以及确定重要的水敏感区。其行业技术水平和地位以海绵城市建设为契机得到了大发展。目前正在制定的海绵城市评价标准,也在借鉴园林城市推动过程的成功经验,因此风景园林专业发挥水绿结合的优势,唱好“靠水吃饭”的大戏,推动行业的科技进步和创新,十分必要。海绵城市作为国家生态文明战略的一部分会持续推动,如果我们的专业不能站好位,那么就会错过发展的机遇。

我们回顾一下,从2013年12月,习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市要求之前,国内是研究探索阶段。各地结合自身情况,不断推动雨水控制利用项目的开展。我院和同济大学合作,在国家十一五课题就开展了专项研究,后来在十二五水专项也开展了低影响开发课题研究。至今,海绵城市在中国大地上大规模开始建设,海绵城市是中国快速城镇化过程中多种问题集中暴露,集中解决。我们遇到的挑战和问题比国外复杂得多。我们在灰色基础设施还不是很完善,把绿色的措施融入,共同解决城市水问题,所以这里面必然会产生灰绿的交织和争论,而且在短时期要建成试点,从模式到整个建设过程中都要理出头绪确实很难。

我们稍微回顾一下,海绵城市最开始还是着眼于城市排水防涝问题,在2012年包括北京在内的许多城市雨季普遍出现了“看海”的模式,2013年3月,《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发〔2013〕23号),明确提出积极推行低影响开发建设模式;2013年9月,国务院审议通过《城镇排水与污水处理条例》,鼓励自然、生态的处理方式。2014年10月,住建部组织编制了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》。这为实施海绵城市提供了技术支撑。

在国家指南指导下,各地应根据自身情况制定相应的导则和图集。在美国开展LID,每一个州都有自己的LID手册和指南。有的州强调政策引导,机制方面尝试;位于干旱地区的州强调雨水综合利用;有的州针对合流制污水湿地净化措施编制了指南。中国的海绵城市建设的技术路径部分是借鉴美国而来的。

厦门市是2015年4月公布的第一批16个试点城市中的一员。目前30个试点城市涵盖中国大陆大部分区域,除了新疆、西藏、内蒙古、山西、黑龙江等5个省份没有城市入选。

2015年4月,《水污染防治行动计划》(简称水十条)正式实施。“水十条”主要内容之一就是切实加强水环境管理、全力保障水生态环境安全。需要引起重视的是2015年7月10日住房城乡建设部办公厅关于印发海绵城市建设绩效评价与考核办法,明确提出水生态、水环境、水资源、水安全、制度建设及执行情况、显示度共6大类型,18项考核指标,对所有的海绵试点城市都提出了明确的验收考核要求。

国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号文)是目前从国家层面对于海绵城市建设提出了明确的工作目标、基本原则、实施路径的政策性指导文件。文件指出,海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。文件要求,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。因此,海绵城市建设不只是30个试点城市的事,每个城市一定要认真贯彻落实,该文件也将成为国务院督办考核的事项。

在城市建设用地中一般有30%的绿色下垫面,这是开展海绵城市建设的主战场。我们专业的很多专家还没有真正理解国家层面的要求,包括对规划管控指标,对标准规范的调整、对各类建设项目的要求。新城区海绵城市的建设要结合新区的开发建设,老区的要结合旧城改造,逐步实现小雨不积水,大雨不内涝,水体不黑臭,热岛有缓解的效果。海绵型建筑和小区要因地制宜采取屋顶绿化、雨水调蓄与收集利用,微地形等措施,提高建筑与小区的雨水积存和蓄滞能力,改变过去快排、直排的传统做法,增强绿地对雨水的消纳功能。

再看一下对于城市绿地的要求,推进公园绿地建设和自然生态修复。推广海绵型公园和绿地,通过建设雨水花园、下凹式绿地、人工湿地等措施,增强公园和绿地系统的城市海绵体功能,消纳自身雨水,并为蓄滞周边区域雨水提供空间。加强对城市坑塘、河湖、湿地等水体自然形态的保护和恢复,禁止填湖造地、截弯取直、河道硬化等破坏水生态环境的建设行为。恢复和保持河湖水系的自然连通,构建城市良性水循环系统,逐步改善水环境质量。加强河道系统整治,因势利导改造渠化河道,重塑健康自然的弯曲河岸线,恢复自然深潭浅滩和泛洪漫滩,实施生态修复,营造多样性生物生存环境。

海绵城市建设强调整体性和系统性,做到“规划一张图、建设一盘棋、管理一张网”。就项目推进来讲,要按照汇水片区打包项目,明确绩效评价考核指标。工程完工验收后,检验的标准是水质是否得到了改善,外排地表径流量在排放高峰的时候是否错峰排放,对缓解城市内涝的作用如何。即以项目运维的效果作为建设成功与否,是否付费的标准,这个理念是超前的。住建部一直寄托园林景观和水专业合作,做出老百姓满意,景观优美的海绵城市项目。

这里跟大家讲一下标准制定修编情况。首先为了配合海绵城市建设,住建部开展了同海绵城市建设相悖的标准条文的修订工作。作为专家组成员我参与了所有标准规范条文修订的审查工作。涉及修改的标准有《室外排水设计规范》(GB50014)、《城市排水工程规划》(GB50318)、《城市水系规划规范》(GB50513)《城市用地竖向规划规范》(CJJ83)、《城市居住区规划设计规范》(GB50180)《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB50400)、《城市道路工程设计规范(CJJ37)、《城市绿地设计规范》(GB50420)、《绿化种植土壤》(CJ/T340)、《公园设计规范》(GB 51192 – 2016)。其中《公园设计规范》已从行业标准升为国家标准,这是我们行业编了8年的一本国标。

此外国家建筑标准设计图集《城市道路与开放空间低影响开发设施》(15MR105)已于今年5月出版,我院是开放空间部分的主编单位。这是在国家开展海绵城市试点之前就开始编制,该国标图集成为第一本全面系统介绍开放空间低影响开发雨水设施工程做法的图集,为海绵城市的建设提供了重要支撑。海绵城市评价标准》由中国建设科技集团主编,按照住建部的要求,明年要颁布实施,目前征求意见稿已基本形成。

风景园林行业在标准方面重视不够,在标准上的滞后影响到我们行业的话语权,也会制约行业的发展。

海绵城市是针对城镇化过程中,水问题的综合解决方案。我们强调城市建设应适应自然、保护自然生态,城市开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量。请大家看这张低影响开发水文原理图,低影响开发模式较传统开发模式地表径流总量的峰值要低,峰现时间要滞后。海绵城市建设要改变过去80%以上的雨水径流都排放至下游的情况,要通过下渗减排和集蓄利用,减少地表径流的排放量。

建设海绵城市要求我们转变建设理念和方式。要把水资源承载力作为衡量城市发展规模和产业发展方向的重要因素考量;城市规划管控方式要从单纯的开发强度控制转化成开发强度控制与生态环境约束并举;污染治理和径流控制要从末端治理转成源头减排、过程控制和系统治理相结合的方式;城市内涝防治措施从传统的“快排”模式向“渗、滞、蓄、净、用、排”协同的方式转变。

海绵城市建设是一个系统工程,需要各部门联动协调。市级人民政府是海绵城市建设的主体责任人,需要调动规划、住建、水务、园林、国土、市政、交通等部门共同参与;而且要把海绵城市的建设内容纳入到城市道路系统规划、城市绿地系统规划、城市水系统规划、城市控制性详细规划中去,采取有效措施落实海绵城市专项规划的控制目标与指标。对不同城市用地,都要落实海绵城市的建设要求。一般而言,在城市建设用地中,绿地和广场用地的比例占到10%~15%,完全依靠这些开放空间开展海绵城市的建设是有局限的。各地建设海绵城市的目标要因地制宜,比如在地下水位高且多雨的南方地区,发挥水系的调节作用是十分必要的。刚才车教授也提到上海规定了城市的水面率,以此确定城市的雨洪调蓄能力。另一重要的工作就是要控制好城市的绿地率,特别是附属绿地的面积,即在开发地块中如居住用地、公共管理与公共服务设施用地、商业服务业设施用地、工业用地、道路与交通设施用地中明确合理的绿地率。过去我们提出30%的绿地率指标,在节地的旗号下很多地块都达不到此指标,结果建设地块内LID设施时就会捉襟见肘。我们的一个标准《城市道路规划设计规范》,对于不同的道路红线内的绿地都有基本的要求,但在实际工作中都没有落实到位。现在海绵型道路的建设方面矛盾突出,跟绿地面积不足不无关系。而且现在许多高强度开发的区域都在用灰色设施——调蓄池来解决海绵问题,投资高,维护不到位,不可持续。因此,如何做好综合统筹协调需要我们有规划引领的系统思维。对于我们专业而言就是要抓好绿地系统规划,确定合理的绿地率指标。

从设计方面来讲,我们做海绵城市要了解城市的水文特征,包括降雨的特征和土壤的入渗条件。当城市出现连续的强降雨时,对于低影响设施,第一场雨水的径流好消减,接连的后续降雨的径流消减能力就会降低。此时设施贮存的雨水的排空时间,决定着雨水径流的控制率。因此,在设计过程中需要结合场地条件,选择适合的工程设施从而达到确定的目标,同时还需要和雨水管渠排放系统校核,以求满足场地雨水的安全排放。最后要进行技术经济可行性比较,求得性价比最佳的解决方案。

我们做了几个城市的海绵专项规划,发现在城市建成区中,老城区年径流总量控制率基本上是30%~40%,在75号文中国务院要求在大多数城市要达到70%的年径流总量控制率,这么大的差值,解决的难度非常大,在老城区除非增加灰色设施,否则难以达标。而灰色设施的投入是非常大的,蓄水池每方的造价是2000元。因此,就要求园林绿地解决一部分水客水,这给我们的绿地建设提出了新课题。

解决城市空间高度集约区的海绵城市建设,需要在旧城改造中适当疏解,通过绿地的均匀布局,采用尺度适宜的绿地基础设施,限制地下空间的过渡开发,改善城市下垫面的状况,尽可能增加绿色下垫面,才有采取源头低影响开发的基本条件。因此在老城区提倡绿色屋顶,垂直绿化,见缝插绿的措施,是需要持久坚持的。建设海绵型道路的最大的矛盾就是路基安全的问题,在高荷载或者快速路我们不主张采用透水路面。大家知道新加坡有个针对水资源利用的ABC计划。新加坡的地处赤道附近,环境承载力非常高,年降水量是2400mm,而且几乎天天有降雨,加之环境卫生搞得好,其雨水中的污染物含量就很低,用绿色的LID设施是重要的途径,但是为了保障建筑基础的安全,所有的ABC项目的设施都是防渗的。

关于道路的初期雨水弃流控制的问题,目前适合实际应用的措施还不多。各地有一些土办法,基本是人工控制弃流。特别在北方降雪时节为了保障行车安全,普遍在道路上撒融雪剂,造成融雪水盐碱度高,甚至影响到早春的几场降雨,也是盐碱度过高的雨水,对植物正常生长造成危害。由此可见,海绵城市建设不只是工程建设,还对城市的管理提出了较高的要求。园林绿地中具体的低影响雨水设施设计要处理好雨水滞蓄时间的控制、土壤改良措施和耐淹植物的选取,以及植物景观塑造的关系。在河网密集的平原地区,合理的水系布局是建设海绵城市的重要举措。在沿海盐碱地区结合大水压盐碱的措施,城市内涝问题得到了较好的解决。我觉得盐碱地的渗排措施和排水防涝之间有耦合的关系,大家可以研究。

景观专业的设计手法上要有所变化,综合考虑雨水的滞蓄利用,在该下凹的地方下凹,该突起的地方突起。总之,需要景观设计师运用智慧,通过合理的竖向设计组织地表水排放和蓄滞。

海绵城市建设是生态修复的举措之一,其重要的内容就是黑臭水体整治,以及重要的自然山水空间和传统的山水格局的保护。武汉过去称为云梦泽,存在大片的水系。随着城市化的推进,水域面积大幅减少,变成了城市建设用地。因此在遭遇超常降雨时,没有了缓冲调蓄空间,造成内涝灾害。这一教训说明,风景园林规划师要从专业的角度,运用GIS技术手段开展区域生态敏感性和水敏感性分析,科学划定需要保护的区域,合理地确定城市空间增长边界,识别城市生态安全格局,确保城市可持续的健康发展。海绵城市规划要突出绿色、生态的城市定位;合理划定生态控制线,严格保护山水林田湖等大海绵;构建科学的规划指标体系,将天然水面保持量,径流总量控制率等指标纳入;控制好生态用地布局,将水敏感性较高地区优先布局为各类绿地;严格划定绿线、蓝线,严防绿地水系被侵占、填埋,并明确保护要求;采取措施,落实用地,保护、修复与新建河湖水系。

下面我们讲一下我国雨水年径流总量控制率的分区管控。由图可见,按照各地的降雨分布情况、土壤地质条件,我们把年径流总量的管控分成5个区。对于雨水资源化利用需求较大的西部以及有特殊排水防涝要求的区域,可适当提高径流总量控制目标,年径流总量控制率最高可达90%;对于极端暴雨较多,投资效益低且低影响设施利用效率不高的南方地区,年径流总量控制率最低可取60%。这是地块LID系统构建的基础。年径流总量控制率对应的设计降雨量的值,国外低影响开发雨水系统,通常取20~30mm之间是比较经济的指标。设计降雨量值高于40mm通常是不经济的。

请大家看这张“我国典型城市设计降雨量与径流控制率关系图”,当年径流总量控制率达到85%,对应兰州的设计降雨量是13.8mm/d,哈尔滨为22.2mm/d,北京为33mm/d,上海为33.6mm/d,广州为43.4mm/d。如果都按85%的年径流总量控制率的要求实施,不同城市要落实的调蓄容积差异非常大,相应的资金投入差异也会非常大。所以一定要根据城市的情况,因地制宜的确定年径流总量控制指标,从而采取相应的技术措施。在我国西部年降水量400mm以内的区域,按照85%的年径流总量率或者更高,是经济合理的;但是在我国南亚热带地区年径流总量控制率最低可以取60%。

海绵城市的核心指标是年径流总量控制率,需要根据城市下垫面状况和降雨情况确定。同时考虑项目的建设情况、项目类型和项目的投资主体综合确定。新建和改建项目不一样,绿地和建筑小区又不一样,有开发主体的商业项目、政府投资和村镇建设也不同。在江苏省高度城镇化的区域,还提出建设海绵型村镇的要求。任何项目都应保证高性价比,易于后期维护。经济帐必须要算,同时需要设立规划建设运维管理一体化平台。先开始要提指标,有规划管理;接下来,开展工程建设,无论是政府投资或者PPP模式建设运维,都要有海绵城市建设的绩效考核。绩效考核的评价标准是核心是水质的改善和外排雨水量的错峰排放。此外,为保证项目的开展,各地需要制定指导当地建设实施、运行维护的技术标准。国家指南和图集出来以后,地方的设计院编的导则和图集很多是抄的,这就很难指导地方建设。规划设计单位应结合本地情况,综合考量土壤渗透率、地下水位高程、雨型、下垫面状况、城市开发强度等因素选择低影响设施。国外搞了这么多年,带入模型的参数都是经过本土化滤定的,我们则是直接拿国外的东西来用,但是最终要提出本地参数,各种低影响设施运行后的污染消减率是多少要经过研究。

厦门,包括福建全省都是高度市场化的地区,不能科研不搞,把项目建了,作为试点城市存在很大的问题。而且设计费的价格按照国家2002年的收费标准还是一折再折,这样有水平的大院进不来,或者核心团队参与度弱,最终受损失的是城市自身!这个希望引起福建省的注意,而且按照投资取设计费并不合理,设计师投入智慧可以降低工程造价,设计费反而低?!因此建议试点城市要在体制机制上做好尝试,用好国家的资金!

本稿为大会速记稿,未经作者确认,难免错漏之处,敬请谅解。

(来源:中国园林网)