修订日期：2016-01-04 中图分类号：TV213 文献标志码：A 文章编号：1000-3037(2016)05-0719-13 DOI：10.11849/zrzyxb.20151294 城镇化是人类发展的必然过程，是体现国家经济发展的重要标志。截至2013年底，我国城市化水平已从改革开放初期1978年的17.9%提高到53.7%[1]。但城市化水平远远低于发达国家现阶段的平均水平(85%以上)，尤其是西方发达国家(95%左右)。城镇化依然是当代中国发展的第一要务。加快城镇化进程也是实现我国十八大报告提出的“全面建成小康社会”目标的必由之路。 我国快速城镇化建设已经导致“城市病”问题越来越突出，直接影响城镇化进程的质量。尤其是在资源环境方面，城市防洪排涝设施的建设远落后于城市化进程，内涝已成为我国许多城市遭遇强降雨后的普遍状态。据中国住房和城乡建设部2010年对351个城市专项调研显示，在2008-2010年间62%的城市发生过内涝，灾害超过3次以上的城市有137个[2]。面对资源约束趋紧、环境污染严重和生态系统退化的严峻形势，我国城镇化必须进入以提升质量为主的转型发展新阶段，走新型城镇化道路[3]。 城市内涝问题是新型城镇化建设中的核心问题之一，备受党中央的高度重视。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议上明确指出，“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”(Sponge City)。随后国家出台了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》(国发[2013]36号)、《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)等多项政策和建议。2014年10月22日，住房和城乡建设部正式印发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》，以指导各地海绵城市的建设。目前已有30座城市成为全国海绵城市试点，共有130多个城市制定了海绵城市建设方案。海绵城市建设已成为我国城市化进程中一项重要战略。 海绵城市的概念来源于澳大利亚学者就城市对周边农村人口的吸附效应的研究[4-5]，随后被引入到城市雨洪利用研究中。目前，发达国家已逐步形成了比较完备的具有本国特色的技术规则。在设计理念方面，有美国提出的“低影响开发城市”(Low Impact Development，LID)和“绿色建筑”(Green Infrastructure，GI)[6-7]、澳大利亚和中东提出的“水敏感城市”(Water Sensitive Urban Design，WSUD)[8]、英国的“可持续排水系统”(Sustainable Drainage System，SUDS)[9]、荷兰的“水广场”(Water Square)[10]、新加坡的“活跃、美丽、洁净水项目”(Active、Beautiful and Clean Waters Programme，ABC)[11]、日本的“雨水贮留渗透计划”(Rainfall Storage and Infiltration)[12]等。但在我国，99%的城市排水设计理念是依据管道、泵站等灰色设施的“快排”模式，并没有考虑利用地形和下垫面等绿色措施的调蓄，以及对雨洪进行合理的处理和利用。 此外，城市雨洪模拟是在海绵城市规划和设计中的一项关键性支撑技术，也是当前国际研究的前沿与难题。城市雨洪模拟的研究起步于20世纪70年代，最初由部分政府机构(如美国环保署EPA)和科研机构(如丹麦DHI公司)组织开展研发工作，并多以地表“降水-径流”的水文学关系和管道的水动力学模型相结合。目前已发展了多种模型，如SWMM、STORM、ILLUDAS、IUHM、UCURM、DR3M-QUAL、RisUrSim、Info-WorksCS和MIKE城市模型系列(MIKE-Urban、MIKE-MOUSE、MIKE-SWMM等)。国内城市雨洪模型的研制起步较晚，与国际相比还十分薄弱。目前在城市排水防涝规划设计、LID评估工作等方面多采用简单的径流系数计算方法。在雨洪模型开发方面，主要是借鉴国外模型(如SWMM、STORM、MIKE-URBAN等)进行二次开发。但总体而言，国外模型并不能很好地适应国内数据环境、自然、社会经济等条件，功能上也不能满足当前海绵城市规划和设计所需。此外，我国常规的城市防洪排涝设计理念(“快排”理念)以及技术手段(如径流系数法等)已完全不能支撑海绵城市的设计和建设。因此，本文从良性水循环的角度，探讨我国海绵城市规划的核心内容、关键技术与方法；构建具有自主知识产权的城市雨洪模型；并以首批海绵城市试点常德市为例，具体分析常德市现状下垫面条件和产流情况，识别城市主要内涝范围和道路排水通道，提出一定年径流总量控制率目标下城区不同地区的LID措施方案。 1 海绵城市规划的核心内容 海绵城市规划主要是以探明城市各种防洪排涝设施(如排水管网、泵站、河道水系等)排水、蓄水能力为前提条件，基于现状城市防洪排涝能力，因地制宜通过实施或改造多种LID措施(如渗、滞、蓄、净、用、排等)消纳本地产水量和污染负荷，减小各区外排水量，从而减轻排水管网的排水压力以及初期雨水对受纳水体的污染；而对于超标水量通过地表、城市水系、水塘和湿地等排水和调蓄，提高城市的内涝防治能力，实现雨洪资源的合理利用。采用的研究框架见图1。
图1 基于良性水循环的海绵城市规划框架 Fig.1 A framework for sponge city planning based on the virtuous water cycle
，占各地块面积的3.9%～31.4%之间。污染负荷SS削减率在45.0%～47.7%之间，平均削减率为46.1%。常德城区通过实施LID措施，雨洪径流和污染负荷的输出量将显著降低，基本能够达到控制目标。研究为常德海绵城市规划设计提供了重要技术支撑和理论依据，为我国海绵城市规划方法和技术研究提供了参考。