彭方俊，曾寶鋒，李健薄

PENG Fang-jun, ZENG Bao-feng, LI Jian-bo

（四川大學(xué)水利水電學(xué)院）

(College of Hydraulic and Hydroelectric Engineering, Sichuan University)

基于海綿城市的成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)效用研究

彭方俊，曾寶鋒，李健薄

PENG Fang-jun, ZENG Bao-feng, LI Jian-bo

（四川大學(xué)水利水電學(xué)院）

(College of Hydraulic and Hydroelectric Engineering, Sichuan University)

不透水城市造成的水環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，海綿城市概念的提出對(duì)解決城市水生態(tài)問題提供思路，成都市在全國(guó)率先提出并集中力量推進(jìn)環(huán)城生態(tài)區(qū)建設(shè)，研究成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)的功能，并以錦城湖為例分析環(huán)城生態(tài)區(qū)對(duì)城市河流調(diào)蓄作用，結(jié)果表明，環(huán)城生態(tài)區(qū)建成之后將會(huì)使成都成為創(chuàng)新型海綿城市。

海綿城市；環(huán)城生態(tài)區(qū)；錦城湖；調(diào)蓄

1 引言

隨著城市化發(fā)展，原有的下墊面發(fā)生了翻天覆地的變化，“灰色”的不透水鋪裝廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)中。根據(jù)北京、上海等十幾個(gè)城市鋪裝現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)，平均不透水面積高達(dá)71.3%，而世界上主要城市的不透水面積都在49%以下。近年來，城市內(nèi)澇頻發(fā)、地下水過度開采、水污染等問題愈發(fā)嚴(yán)重，嚴(yán)重困擾生產(chǎn)生活，甚至造成人員傷亡。

海綿城市，它的國(guó)家通用術(shù)語(yǔ)為“低影響開發(fā)LID”。是指城市像海綿一樣，遇到降雨時(shí)，能夠就地或者就近“吸收、存蓄、滲透、凈化”徑流雨水，補(bǔ)充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；干旱缺水時(shí)，將蓄存的水“釋放”出來加以利用，進(jìn)而保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境的一種城市創(chuàng)新建設(shè)模式，這對(duì)于緩解城市內(nèi)澇、減少城市徑流污染、節(jié)約水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

德國(guó)、美國(guó)和日本是較早開展雨水資源利用和管理的國(guó)家，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已取得了較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以德國(guó)為例，德國(guó)是最早對(duì)城市雨水采用政府管制制度的國(guó)家，目前已經(jīng)形成針對(duì)低影響開發(fā)的雨水管理較為系統(tǒng)的法律法規(guī)、技術(shù)指引和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策。在政府的引導(dǎo)下，目前德國(guó)的雨洪利用技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化。

習(xí)總書記在2013年12月中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’”，緊接著，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在2014年10月發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》，標(biāo)志著海綿城市已正式上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

由于每個(gè)城市的發(fā)展和特點(diǎn)不盡相同，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)處于發(fā)展平衡態(tài)勢(shì)，他們的目標(biāo)是“維持已有平衡”，但中國(guó)城市正在迅速發(fā)展，問題是要“構(gòu)建新的平衡”。因此，打造“海綿城市”不能直接照搬其他城市經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)該在科學(xué)規(guī)劃下，因地制宜的采取符合自己城市的措施，才能使每個(gè)城市發(fā)揮最大的海綿作用。

3 成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)概況

3.1 提出

成都市為推進(jìn)城市建設(shè)管理“五個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)”的重要要求，始終堅(jiān)持把生態(tài)文明建設(shè)擺在突出位置，把生態(tài)系統(tǒng)作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施來打造，確立了“城區(qū)500米見綠、有條件地區(qū)千米見水”的目標(biāo)，在全國(guó)率先提出并集中力量推進(jìn)環(huán)城生態(tài)區(qū)建設(shè)，率先以地方立法形式加強(qiáng)保護(hù)，推動(dòng)了城市科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展。

環(huán)城生態(tài)區(qū)“六湖八濕地”建成后，將使中心城區(qū)的水面比例從1.8%提升到6%，公共綠地比例從6.8%提高到27.2%，生態(tài)效益明顯。它可以滯洪、調(diào)蓄、補(bǔ)水，改善流經(jīng)城市河流的水質(zhì)，凈化空氣阻擋污染，融入成都未來的城市基業(yè)，成為成都提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)勁推力（如圖1）。

圖1 環(huán)城生態(tài)區(qū)概念圖

3.2 定位

成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)以大尺度近郊非建設(shè)用地[1]為基礎(chǔ)，構(gòu)建以生態(tài)培育為主體、充分發(fā)揮生態(tài)價(jià)值、突出展現(xiàn)城市特色的環(huán)城生態(tài)區(qū)。環(huán)城生態(tài)區(qū)包含了公園的可游覽性和自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)性。一方面，它的宏觀尺度大，與城市系統(tǒng)融為一體，超越了一般概念上的公園范疇，但其生態(tài)效益比自然保護(hù)區(qū)低；另一方面，它比自然保護(hù)區(qū)有更大的游覽性、服務(wù)性，但其游憩功能比公園低?？傮w來看，成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)使其兼具自然保護(hù)區(qū)和公園的優(yōu)點(diǎn)，能更好的融入城市系統(tǒng)，提升城市生態(tài)效應(yīng)。

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”，在落實(shí)教育教學(xué)常規(guī)工作的同時(shí)，創(chuàng)造性地開展關(guān)于“營(yíng)造創(chuàng)新氛圍，提高學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)”的教學(xué)試驗(yàn)活動(dòng)，從疑惑到收獲，在不斷探索的過程中，逐步建立、健全和完善了管理制度、評(píng)價(jià)制度，使這項(xiàng)活動(dòng)在校園里扎根，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

圖2 錦城湖工程圖

3.3 功能

（1）生態(tài)保護(hù)功能。構(gòu)建以湖泊水系為特色的環(huán)湖生態(tài)帶，保護(hù)和改善中心城區(qū)的生態(tài)環(huán)境，防止城市連片發(fā)展。

（2）現(xiàn)代服務(wù)業(yè)與居住功能。完善城市文化、體育、休閑、娛樂、旅游、居住等功能。

（3）文化景觀功能。形成展現(xiàn)城市文化風(fēng)貌特色的標(biāo)志性景觀帶。

（4）基礎(chǔ)設(shè)施承載功能。充分利用空間資源，布局各類市政設(shè)施。

（5）城市應(yīng)急避難功能。充分利用生態(tài)綠地等開敞空間，規(guī)劃建設(shè)中心城區(qū)應(yīng)急避難場(chǎng)所。

4 六湖八濕地調(diào)蓄功能評(píng)價(jià)

以錦城湖為例。成都環(huán)城生態(tài)區(qū)中“六湖八濕地”主要由人工湖組成。人工湖的防洪調(diào)蓄作用主要是針對(duì)城區(qū)內(nèi)小型河道流域，“六湖八濕地”的人工湖全部分布于城市周邊，對(duì)整個(gè)城區(qū)形成包圍態(tài)勢(shì)。

人工湖水位-庫(kù)容-泄流關(guān)系曲線。設(shè)人工湖水面積為Fri，人工湖出口河道水深為hi，則人工湖水位-庫(kù)容關(guān)系曲線可用hi表示[2]

式中，Vi0為人工湖出口河道高程以下的庫(kù)容，計(jì)算時(shí)可以取為0。

考慮到避免河道水位的突變，令人工湖水位與進(jìn)出口河道水位齊平，則出口流量過程可以按均勻流近似計(jì)算

式中，A為過水面積；C為謝齊系數(shù)；R為水力半徑。

4.2 水文條件

根據(jù)成都水文氣象資料可知，成都地區(qū)豐水期為7月、8月、9月，河流量大，人工湖水位升到最高；枯水期為12月、1月、2月，河流量小，人工湖水位降到最低。相較于水庫(kù)，人工湖的容量較小，其調(diào)蓄能力相對(duì)較低，主要是為了滿足生態(tài)要求。但也可以進(jìn)行部分城市防洪調(diào)蓄，如圖2。

4.3 參數(shù)指標(biāo)

只考慮新建工程，即2#、3#、4#湖泊[3]。三新建湖泊最大水深5.5m，水面總面積約47.11萬m2，新增總庫(kù)容約103.43萬m3。具體參數(shù)見表1。

錦城湖可以考慮對(duì)肖家河、欄桿堰的調(diào)蓄分析，兩條河流的參數(shù)情況[4]見表2。

5 六湖八濕地效用—以錦城湖為例

作為成都環(huán)城生態(tài)區(qū)“六庫(kù)”中最早建成的湖泊水庫(kù)，錦城湖水庫(kù)共分為4個(gè)部分，1#、2#、3#、4#四片湖泊以田字形構(gòu)成錦城湖。作為錦江出城口，錦城湖可以蓄滯肖家河上游洪水，減輕下游防洪壓力。

表1 新建錦城湖工程參數(shù)

表2 肖家河、欄桿堰河流參數(shù)

在錦城湖的東面，占地313hm2（4700畝）的青龍湖水庫(kù)一期工程也已建成開放。自蓄水完成后，青龍湖就已成為成都市極為重要的濕地，現(xiàn)已記錄野生鳥類200多種，其中稀有、易危、瀕危鳥類29種。目前，環(huán)城生態(tài)區(qū)“六庫(kù)”中，已建成錦城湖水庫(kù)和青龍湖水庫(kù)一期，總面積4.75km2，形成水面面積1.47km2。剩余4個(gè)水庫(kù)也開始進(jìn)入準(zhǔn)備工作，預(yù)計(jì)在2020年前建成開放。屆時(shí)，“六庫(kù)八區(qū)”的水域面積將超過2個(gè)西湖。

在錦城湖旁邊，一座占地313hm2（1419畝）的大型公共綠地“高新綠舟”已經(jīng)完工。總投資約5.2億元。作為成都首個(gè)“海綿體”公園，它按照海綿城市“滲蓄滯凈用排”要求，在場(chǎng)地堆山塑形中系統(tǒng)布局匯水面和洼地水體，建立小區(qū)域的雨水收集、匯集、凈化、回用的體系，沿繞城布局的帶狀水體，構(gòu)建聯(lián)通上游錦城湖至錦江的完整水系。

作為成都環(huán)城生態(tài)區(qū)的一部分，城南片區(qū)將形成錦城湖-高新綠舟-中和濕地-錦江江灘的連續(xù)城市開敞空間。

6 結(jié)束語(yǔ)

環(huán)城生態(tài)區(qū)是成都所打造的新型海綿城市。與傳統(tǒng)海綿城市建設(shè)所不同的是，成都通過在城市周圍串聯(lián)一圈湖泊，讓湖泊產(chǎn)生對(duì)城市水的調(diào)蓄、凈化，從而達(dá)到改善城市環(huán)境質(zhì)量的目的。通過已建成的湖泊分析，可以預(yù)見，當(dāng)整體型環(huán)城生態(tài)區(qū)建成之后，其對(duì)成都市區(qū)的作用將會(huì)是一個(gè)生態(tài)屏障，使成都達(dá)到新型海綿城市的標(biāo)準(zhǔn)。

[1]呂梁.以生態(tài)性為前提的大尺度近郊非建設(shè)用地打造初探[J].城鄉(xiāng)規(guī)劃與環(huán)境建設(shè),2014,3(6):4-7.

[2]徐晶,宋東輝.人工湖優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].人民長(zhǎng)江,2011,19(10):18-20.

[3]游屹,陸柯,王旭.成都錦城湖水環(huán)境綜合整治工程涉水工程設(shè)計(jì)[J].城市道橋與防洪,2014,5(5):138-142.

[4]游屹,陸柯.成都市環(huán)城生態(tài)區(qū)湖泊、濕地效能分析[J].城市道橋與防洪,2014,7(7):233-235.

The Utility Study on Ecological Zone Around the City in Chengdu Based on LID

The water environment problem of the city becomes more and more serious, the concept of LID provides ideas to solve the ecological problems of city water, Chengdu is the first city in China to put forward and concentrate on promoting the construction of ecological zones around the city,to study the ecological zones around the city in Chengdu , In Jincheng Lake as an example to analyze the regulation of ecological zones around the city on the river . The results showed that after the completion of ecological zones around the city will make Chengdu become innovative LID city.

LID city; ecological zone around the city; Jincheng lake; water regulation

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（201710611152）