_海绵城市_实践_北京雁栖湖生态发展示范区控规及景观规划

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“海绵城市”实践：

北京雁栖湖生态发展示范区控规及景观规划

俞孔坚 轰　伟 李　青 袁　弘

为了贯彻落实习近平总书记讲话及中央城镇化工作会议精神，2014年2月《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确提出：“督促各地加快雨污分流改造，提高城市排水防涝水平，大力推行低影响开发建设模式，加快研究建设海绵型城市的政策措施”。并于同年11月发布《海绵城市建设技术指南》。“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能，近年来，更多的学者将海绵用以比喻城市或土地的雨涝调蓄能力。早在2003年，笔者曾用“海绵”概念来比喻自然系统的洪涝调节能力，指出“河流两侧的自然湿地如同海绵，调节河水之丰俭，缓解旱涝灾害（俞孔坚，李迪华，2003）”。并针对中国城市突出的水问题，提出了综合解决城乡水问题的生态基础设施途径。至今，已经形成一套“海绵城市”的规划理论与方法，长期以来持续应用于包括台州、威海、菏泽、东营、北京等全国一系列城市的生态规划中（俞孔坚等，2007；2008；2012）；多个具有国际影响力的城市海绵体或“海绵城市”示范工程在国际上陆续发表并获奖（Yu kj，2010；2011）。在此，以雁栖湖生态发展示范区控制性详细规划为例对“海绵城市”的规划理论与方法进行介绍。

“海绵城市”控制性详细规划理论与方法概述完整的土地生命系统自身具备复杂而丰富的生态系统服务，这是“生态系统服务”理论的核心思想，聚焦到“水问题”上，这一理论表明城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养，雨污净化等功能，这也是“海绵城市”构建的基础。但是，各种关键性生态过程在土地的分布是不均衡的，“景观安全格局”理论认为景观中存在某些潜在的空间格局，它们由某些关键性的局部、位置

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和空间所构成，它们在物种保持和扩散的保护过程有异常重要的意义，以求解如何在有限的国土面积上，以尽可能少的用地、最佳的格局、最有效地维护景观中各种生态过程的健康和安全（Yu kj，1995）。对于关键性水过程而言，也存在着相应的景观生态安全格局，这一安全格局通过土地或城市规划和设计，最终落实成为水生态基础设施。有别于传统的工程性的、缺乏弹性的灰色基础设施，它是一个生命的系统，它不是因为单一功能目标而设计，而是用来综合的、系统地、可持续地来解决水问题（董哲仁，2013）。它提供给人类最基本的生态系统服务，是城市发展的刚性骨架。从水安全格局到水生态基础设施，它不仅仅维护了城市雨涝调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨污净化、栖息地修复、土壤净化等重要的水生态过程，而且它是可以在空间上被科学辨识并落地操作的。所以，“海绵”不是一个虚的概念，它对应着的是实实在在的景观格局；构建“海绵城市”即是建立相应的水生态基础设施，这也是最为高效和集约的途径。

“海绵城市”控制性详细规划方法主要包括如下几个步骤。

第一步，构建以水为核心的生态安全格局。由于水是流动和循环的，因此，水生态系统的影响因素并不在于水体本身，它与流域内其他土地利用等景观要素相联系，自然过程和人类活动对水生态系统的影响是广泛的。水域、水体本身不仅仅是为水生态系统服务，而是为整个生态系统提供了多种重要且无可替代的服务。例如，水域本身不仅为水生生物提供了生境系统，也为其他需水生物提供了不可替代的栖息环境，佛蒙特州的森林资源调查表明，90%的鸟类的栖息地在距河岸150～170米的范围内（Wenger S，

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图1 生态海绵城市构建概念图

1999）；人类也喜好栖水而居，因此而形成了庞大的以水为核心的文化遗产。所以，以水为核心的生态安全格局包括区域性的城市防洪体系构建、生物多样性保护和栖息地恢复、文化遗产网络和游憩网络构建等，也包括局域性的雨洪管理、水质净化、地下水补充、棕地修复、生物栖息地的营造、公园绿地营造，以及城市微气候调节等。

第二步，落实水生态基础设施并构建“海绵系统”。生态安全格局仅仅是一种科学的分析结果，它需要经过与社会经济过程的博弈之后，最终通过规划落实在土地上，水生态基础设施就是这一规划结果；它成为城市扩张的底线和刚性的框架，需要被严格保护。而水生态基础设施必须在控制性规划中被落实到具体的地块，并有着清晰的边界。以水域、河流缓冲带、湿地、绿地等为组成部分的水生态基础设施即为“海绵系统”。

第三步，水生态基础设施用地控制与“海绵城市”建设技术指引。除了设置一定的指标实施严格的生态保护，对于人类活动密集区的水生态基础设施用地而言，最关键的问题是如何有效发挥其综合的生态系统服务，这就需要更为细致的管制导则和建设技术指引。

雁栖湖生态发展示范区生态控制性规划简介雁栖湖生态发展示范区的生态基底

通过对区域生态特征的分析，确定雁栖湖地区生态基础设施构建的要素，包括自然要素、生物要素和游憩要素三大类，这三大要素其实均是以“水”为核心。

自然要素：山、水、林、塘。山体和水体是雁栖湖地区最主要的地貌要素，山体表面的大面积林地是核心植物资源，湖体周边的水塘是重要的水体要素。山水林塘构成了雁栖湖地区的自然基底。

生物要素：大雁、淡水鸥、金边地龟、中华蟾蜍等。在雁栖湖区有多种珍禽候鸟栖息，其中以大雁最为著名；水体和湿地是两栖动物的理想栖息地，金边地龟、中华蟾蜍等珍稀保护动物指示了场地良好的湿地环境。

游憩要素：湿地、花田、果林、坝等。滨湖湿地、周边山体果林和雁栖湖的堤坝是重要的游憩资源，构成具有当地特色的人文景观。

雁栖湖生态发展示范区生态安全格局构建

雁栖湖地区主要研究三个生态过程：雨洪过程、生物过程和游憩过程。目的是将自然元素、生物元素和游憩元素等各种场地元素串联成为一个相互联系的网络，并为当地提供持续的自然服务。

雨洪安全格局：通过模拟雁栖湖范围内地表径流的汇集，为规划设计预留径流通道，也为规避山洪提供依据；通过模拟雁栖湖在83米低水位、85米常水位、88米最高水位和90米禁建高程水位以及破堤的极限情况下不同级别的淹没情况，形成雁栖湖洪泛安全格局，为最大限度地规避洪泛危险提供依据；通过模拟50毫米、100毫米、200毫米不同暴雨强度下的淹没情况，寻找潜在淹没区的范围和分布，构建暴雨安全格局；两者叠加形成最终的雨洪安全格局。

生物安全格局：以大雁为雁栖湖喜水鸟类的指示物种，分析出雁栖湖地区适合鸟类栖息的区域，研究表明不受人们活动干扰的山林、滨水湿地等都是适合大雁活动的区域；以中华蟾蜍为雁栖湖两栖类动物指示物种，分析出雁栖湖地区适合两栖类动物活动的区域，研究表明，两栖类动物常出现在水质量好，植被丰富的滨水湿地。重要的生物栖息地和生物迁徙廊道均应避免建设，为生物预留出

活动空间。

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a 高程分析b 径流分析

图2 地理信息基础分析图

a 暴雨淹没分析

b 洪水淹没分析

C 雨洪安全格局

图3 雁栖湖生态发展示范区雨洪安全格局

图4 雁栖湖生态发展示范区综合生态安全格局

乡土游憩安全格局：区域现有山地村落景观、滨水山林、雁栖湖公园、雁栖湖主库水坝、坝下鱼塘农田景观、多湾湿地景观、红楼梦大观园等多处乡土游憩点和休闲游憩点。分析这些游憩点彼此之间的联系，可以找出潜在的三条游憩廊道：分别是雁栖湖东岸游线、副库环线、核心岛环线。这三条潜在游憩廊道的形成为游憩系统的规划设

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计提供了参考。

综合叠加以上雨洪安全格局、生物安全格局和游憩安全格局，形成雁栖湖的景观生态安全格局。景观生态安全格局为雁栖湖地区生态安全的保护与维护，以及水生态基础设施的建立提供了依据。

水生态基础设施用地布局及“海绵系统”构建

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在雁栖湖生态发展示范区的规划中，水生态基础设施用地的布局和控制主要通过传统的禁限建区划分和指标控制来完成，其中禁限建区划分主要依据生态安全格局：低安全格局为生态敏感区，避免建设；中安全格局为生态缓冲区，控制建设规模和项目类型；高安全格局是生态协调区，引导建设，并限制布置有污染项目。在水生态基础设施用地布局基础上，再采取一些空间规划策略，实现“海绵系统”的构建。

建立生态湿地，最大程度实现自然净化

一是建十公顷台田湿地，实现上游污水自然净化。在雁栖河入湖两侧，设置净湿地面积大于十公顷的台田湿地，达到将上游被度假村污染的河水全部净化至Ⅱ类水。

二是建设约33公顷的水处理湿地，实现2500立方米日处理量。

在雁栖湖主坝和副坝下分别设置17.89万和15.55万平方米的水净化湿地，保证日处理量2500立方米，并兼备展示、教育功能。

构建雨洪管理系统，有效回补地下水

生态湿地除了提供自然净化服务之外，还能提供雨洪调蓄回补地下水的生态系统服务；在二级道路（范崎路）、示范区主、次干道两侧设置生态植物边沟，生态植

物边沟总长度约20公里（平均宽度1.5米，深度0.4米）；在道路边沟交叉点、地表径流节点、入湖口处设置深0.4米，半径1.5米的下凹式绿地，示范区内设置17个下凹绿地。这些湿地、边沟和绿地与河流、湖体相结合，则组成了区域内一套完整的雨洪管理系统，即“城市海绵”系统，能最大化的实现区域内的雨水滞留与下渗回补。

预留生物生存空间，保护自然生境，恢复受干扰的生态敏感区

一是拆除两处沿湖居民点恢复滨湖生境。通过生物栖息地适宜性评价和空间迁徙模拟，确定滨湖为生态高敏感区，但目前开发建设集中在这些区域，需进行协调。因此，规划提出严格控制滨湖建设量，拆除泉水头村和雁栖华庭别墅区，并进行生态恢复，形成生态绿植区。

二是建设两处鸟岛串联四条生态廊道，满足鸟类栖息与迁徙需求。

通过模拟大雁的迁徙活动，确定沿湖、沿山四条廊道与核心岛、东南半岛两处岛屿对鸟类迁徙意义重大。规划提出在核心岛、东南岸半岛建设两处鸟岛以串联主要的生物廊道，保障生态过程的连通性和完整性。

完善示范区绿地系统，增强生态系统边缘效应

控制建设总量，清除部分切断区域内山体和水域两大

图5 入湖口台田净化湿地布局图6 人工水净化湿地布局

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生态系统之间联系的建设用地。结合示范区内的生态廊道和生物多样性要求布局绿地系统，连接山体与水域两大生态系统，增强生物多样性。示范区内绿地系统呈“一底两带、两区四点”的结构形态，以外围山体为域，以环湖绿化带、范崎路两侧绿化带为线，以核心区绿化、生态绿植展示区为面，以主入口形象绿化、台田净化湿地、主副湖坝下水处理净化湿地为点，形成点、线、面、域相结合的绿地系统。

基于生态安全格局，控制生态廊道

根据廊道的生态功能重要性划分廊道等级。一是一级廊道，沿雁栖河由北向南，经峰会核心区，至主坝南部。一级廊道控制范围50～100米，廊道功能以生态保护、水源涵养、山林养护为主导，核心是保护自然生态系统，维护生态多样性。本区域严格控制建设活动。二是二级廊道，包括沿范崎路生态廊道、环雁栖湖副湖生态廊道和雁栖湖主湖西侧生态廊道。二级廊道控制范围30～50米，是主要的景观展示界面，本区的建设应坚持保护与利用相结合，通过控制建筑高度、体量、形式、色彩、材料等塑造良好的风貌和环境。三是三级廊道，包括南北两条截洪沟生态廊道，若干临时汇水廊道。三级廊道控制范围15～30米，是规划区主要雨水径流廊道，各类改扩建、新建项目，不得突破保护控制范围。

“海绵城市”建设技术指引

整个规划应用了多项生态技术，涉及到雨洪管理、污水净化、建筑材料节能、建筑节能等多个方面。但是从生态基础设施建设技术和区域核心问题出发，最值得推崇的是雁栖湖规划中的“海绵城市”建设技术。

台田净化雨水技术

在雁栖湖的主要汇水河流——雁栖河上分段设堰，拦蓄并抬高水位，将雨洪引至两岸台田（拆除现有村庄进行建设），形成水平潜流，经过层层台田，主要通过土壤过滤和植被根系吸收，去除水体中的颗粒物和污染物，再经过堰的表面，增加水体含氧量，使上游来水得到充分的净化后到达雁栖湖，以保护和提高雁栖湖水质。具体设计的净化流程如图7所示。

人工湿地污水处理技术

结合雁栖湖场地特点，方案提出在两坝南部的潜在滞洪区处设置两个污水净化人工湿地，处理部分来自场地的生活污水，主要承担展示、科研、教育等社会功能。方案

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采用“潜流湿地——湖塘——表面流湿地——湖塘”复合系统对生活污水进行净化，主要技术流程如图8所示。

生态边沟净化雨水技术

在道路两侧设主要由植被层和过滤层组成的生态植物边沟，并对现有的固化雨水截流沟进行改造，在汇流节点或低洼地设置下凹绿地与生态边沟相串联，形成连续的、不同等级的生态边沟系统。路面雨水和部分山洪向生态边沟汇集，一部分经过土壤过滤，下渗回补地下水，一部分则形成表面流，溢流到下凹绿地，经过植被根茎和表层土壤的过滤吸收，水质得到净化后最终溢流入湖。生态边沟系统并非常年有水，只在下雨时发挥汇流功能，平时作为道路绿地和小型游憩绿地。具体设计净化流程如图9所示。

屋顶、广场雨水收集利用技术

相对于道路雨水和山洪，屋顶、广场的雨水更利于收集，而且雨水水质更好，也更利于就近回用。因此方案提出进行屋顶绿化，通过植被和土壤进行过滤，经落水管收集至地下清水池，再通过提升泵回用至冲厕、绿化浇灌等生活杂用水；对于无法进行屋顶绿化的屋顶，需要在收集之前设置弃流装置，对初期（一般为前5分钟）污染量大的雨水进行弃流；收集广场的雨水也需要进行初期弃流，进行沉淀过滤后即可回用于水景观或向周边建筑输送。

结语

雁栖湖生态发展示范区案例是一个控制性详细规划案例，但是整个规划过程非常完整地反映了：“海绵城市”理论及规划方法是适用于多层级多尺度的，从总体规划一

直到生态设计层面，具有很强的操作性。很多学者对“海

图7 台田净化雨水技术流程

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图8 人工湿地污水处理技术流程

溢流

雨洪

汇流

生态边沟

自然下渗

土壤过滤

自然下渗/下渗井

地下水

下凹绿地

溢流

雁栖湖

图9 生态边沟净化雨水技术流程图10 屋顶、广场雨水收集利用技术流程

改造前改造后改造前改造后

改造前改造后改造前

图11 雁栖湖岸改造前和改造后效果对比

改造后

绵城市”的理解倾向于聚焦在雨水利用和管理问题上，同时提倡LID技术的应用，关注雨水处理和场地措施。诚然，上述确实是“海绵城市”建设的重点之一，但并不全面。在笔者看来，“海绵城市”的建设理念远不止如此，它为在不同尺度上综合解决中国城市突出的水问题及相关生态和环境问题开启了希望旅程，包括雨洪管理、生态防洪、水质净化、地下水补充、棕地修复、生物栖息地的营造、公园绿地营造，以及城市微气候调节等。

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注：因为《雁栖湖生态发展示范区控规》的最终图件按照相关要求不宜公开发表，所以本文插图均非最终规划成果图，仅作参考。

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作者单位：

俞孔坚，北京大学建筑与景观设计学院；

轰伟、李青、袁弘，北京土人景观与建筑规划设计研究院

责任编辑：文爱平

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