国土空间规划视角下的地下空间利用与海绵城市建设

国土空间规划视角下的地下空间利用与海绵城市建设

李元元 泰安市规划编制研究中心 山东省泰安市 271000

摘要：随着城市的快速发展，地上空间拥挤等问题愈演愈烈。将一定比例的城市功能转入地下，实现地上、地下的立体化协同发展，是现阶段城市发展的必然选择。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。通常，在实际建设过程中，地下空间利用一定程度上导致地表的吸水能力降低，使得雨水在短时间内形成径流，经特定的灌渠、泵站等“灰色”设施集中快速排放，往往造成排水系统不堪重负发生内涝，同时地下大型商场被雨水倒灌等事件屡见报端。城市建设既要注重“表”，又要注重“里”，为推进地下空间开发与海绵城市建设协调发展，实现地下空间利用与地表“海绵”生态化相得益彰，需对地下空间利用与海绵城市建设协调进行研究。

一、海绵城市及地下空间概念

海绵城市可以简单的理解为：城市可以像海绵一样，让雨水在城市的利用与迁移过程中，更加的“便利”。更近一步的理解，可以认为，在降雨的过程中，雨水可以通过吸收、调蓄、下渗及处理净化等方式积累起来，等待需要时再将存蓄的水“释放”出来，用以灌溉、冲洗路面、补充景观水体和地下水等；从海绵的力学特性上，可以认为，城市能够像海绵一样压缩、回弹和恢复，能够很好的应对自然灾害、环境变化，从而最大限度的防洪减灾。依据《海绵城市设计规程（DB37/T5060-2016）》中对海绵城市的定义，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。相比美英德等发达国家的城市雨洪管理系统建设，中国在“海绵城市”的研究及实践方面起步相对较晚，因此正视生态灾害的影响警示及其严峻挑战，借鉴国际上成功的建设经验与实践案例，结合我国的国情、气候、 地理等因素的差异，构建海绵城市具有积极而重大的现实意义。

城市地下空间，住建部在2011 年1月修正并施行的《城市地下空间开发利用管理规定》（以下简称《规定》）中对城市地下空间作了详细的描述，定义为“城市规划区内地表以下的空间”。城市地下空间是一种自然空间，其开发利用受地质条件、经济实力以及技术水平等因素的制约，随着城市发展的需要，地下空间资源会被逐渐开发利用，虽然随着经济实力的提高和技术水平的提升，其利用的范围和深度会不断发展扩大，但其天然储量毕竟是有限的，不可能取之不尽，用之不竭。随着城市的发展，可供开发利用的地下空间会逐渐减少，因此，若想充分有效利用现有空间、实现城市的可持续发展，就应树立对城市地下空间资源进行合理规划、有序开发和保护的意识。

二、海绵城市与地下空间建设的规划协调

海绵城市的核心是合理地控制降落在城市下垫面的雨水径流，使雨水就地消纳和吸收利用。其实现方法为依据六大要素采用相应技术措施，即“渗、滞、蓄、净、用、排”。这“6字箴言”，是落实海绵城市理念的重要措施。

1、海绵城市中的“渗”与地下空间

根据低影响开发理念，促进雨水就地入渗，是改善生态环境的一个主要策略。然而，由于城市中地下空间的大量建设，造成雨水入渗的途径被阻断，致使地下水的回补变得困难，从而导致地下水位下降严重。这种现象在大面积连续地下空间的建设中更为严重。原因是这种大型地下空间使土壤中蓄存的雨水无法透过建筑物下渗，致使地下水的回补变得尤其困难。

另一方面，雨水的入渗也增加了地表水和上层滞水含量，其结果是使土壤的含水量增加，从而可能使得地下空间的实际水文条件不符合工程设计时给定的水文条件。而最终结果是土壤中水分将渗入到地下建筑的内部。这种现象一旦发生，轻则引起墙皮脱落，霉变等现象，重则降低建筑的耐久性，甚至导致建筑物的破坏。此外，随着运用基于LID 理念的雨水处理措施绿地系统增加，还要考虑植物根系对建筑物的破坏作用，以及对建筑构造的防渗和安全设计带来的隐患。

在设有地下空间的条件下，如何将地下空间与雨水入“渗”结合起来，地下空间构筑物顶部的覆土层能否作为渗透层，《建筑与小区雨水利用工程技术规范》 对此做如下处理：地下空间构筑物顶面与覆土之间设有渗排设施时，其顶面覆土可作为渗透层。主要根据如下依据：中国科学院地理科学与资源研究所采用40 cm厚土槽进行试验，试验条件为：土质为粉质土壤，初始含水量控制在7%左右，试验雨强为0.77~1.48mm/min。试验结果为：60 min历时降雨入渗深度一般在20 cm左右，90 min历时降雨入渗深度一般在25~30 cm。根据此结果，地下空间构筑物上的覆土层（一般在40cm厚以上）足以拦蓄设计标准内的降雨，并且对超过设计标准的降雨也能通过覆土层下面的渗排设施排空，不至于形成积水。

由上述试验可以看出，地下空间构筑物满足海绵城市建设中“渗”的要求，因此可以在建有地下空间的硬化地面采用渗水设施，并做好防渗处理，实现两者的结合。

2、海绵城市中的“蓄”与地下空间

海绵城市中“蓄”的设施主要包括湿塘、雨水湿地、蓄水池和雨水罐等。根据海绵城市建设需求，一般情况下，新建建设工程硬化面积达10000平方米以上（含）的项目，应配建雨水调蓄设施，具体配建标准为：每万平米硬化面积配建不小于300立方米的雨水调蓄设施（或配建与调蓄池容量相近的水景、渗沟）。

将海绵城市中的蓄水池与地下空间协调建设，即建设地下蓄水空间，既可节约用地，又可将调蓄设施与地下排水系统连接起来，起到整体调蓄作用。

地下蓄水空间是指通过利用地下空间存储雨洪资源来增加区域水资源可利用量、提升城市生态功能的一种雨洪调蓄方式。地下蓄水空间的开发利用可以有效节约城市用地、提高城市土地的空间利用率，也是现代城市空间集约化利用的一种途径。

世界上许多发达城市都采用地下蓄水的空间设计方法来辅助城市排水管网调节雨洪控制与管理，较有代表性的有巴黎、东京和慕尼黑等城市。例如德国慕尼黑市设计有13个、共约70万m3容量的大型地下储水库作为调节暴雨径流进入地下管道的中转站，既可以有效缓解暴雨期的排水系统压力，同时也减轻了地上河流、湿地和绿地等自然环境的蓄洪压力。另外日本东京被誉为世界上最先进排水系统的首都圈外郭放水路工程也是位于地下的巨型蓄水遂道，该隧道通过竖井连接东京市内的城市下水道和江户川、仓松川、中川、古利川等河流。通过联系东京城市地下空间与地表自然河道，“首都圈外郭放水路”构建了江户川等河道与城市排水管网的联系，通过缓冲蓄水有效缓解了暴雨期的城市排水压力。从慕尼黑和东京的地下蓄水空间来看，其共同点在于构建了地下空间与城市自然环境和排水管网的联系，通过延缓存储的理念达到缓解自然环境和城市管网排水压力的双重目标。

3、海绵城市中的“用”与地下空间

海绵城市中“用”与地下空间的协调建设是与前一章节中的“蓄”相关联的。地下蓄水池在降雨时将雨水收集贮存起来，为人类开展的各种社会生产活动所利用。小区地下停车场、广场等蓄水池收集利用的雨水可用作冲厕和洗衣，其他大型地下空间内的蓄水池可将雨水收集到一起，用于绿化、浇灌等。

北京在雨水收集利用方面走在了全国的前列。在2008年奥运场馆中，已有15个场馆安装了高水平的雨洪利用系统，并使用了透水性强的铺装材料，每年可收集雨水100万m3，其中鸟巢和水立方则是其中的代表，在鸟巢内部钢架结构中，暗藏了特制的“雨水斗”。在国家游泳中心，也同样设有雨水收集系统，经过收集、初期弃流、调蓄、消毒处理等过程，将雨水用于室外的灌溉、景观补充用水，以及室内卫生间用水。除此之外，诸如网球中心、射箭场、曲棍球场都设有雨水收集和污水处理系统，这些场馆可以不依靠外界的水源补给，而实现场馆内部水资源的循环使用。

4、海绵城市中的“排”与地下空间

海绵城市中的“排”是指利用城市竖向与工程设施相结合，排水防涝设施与天然水系河道相结合，地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放，避免内涝等灾害。

海绵城市中的“排”也可与地下空间协调建设。从目前政策导向看，国家要求对于具备条件的排水管道纳入地下综合管廊，《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）也相应的增加了排水管道入廊的技术规定。将地下综合管廊与海绵城市技术措施相结合，既满足地下综合管廊的总体功能，又能提高排水防涝标准，提升城市应对洪涝灾害的能力。同时还可以将雨水调蓄池与综合管廊雨水舱合建，雨季管廊可作为雨水泄水通道，非雨季可充分利用雨水舱作为蓄水池，将收集雨水用于景观、绿化浇洒、洗车、冲厕，绿色节水。

三、结论

通过上述分析可知，海绵城市与地下空间建设紧密相连，息息相关。我们在进行规划、建设和使用的过程中，应注意将两者相结合，可实现地下空间利用与地表“海绵”生态化相得益彰，事半功倍，促进城市发展和生态文明建设。两者协调建设主要有以下四个方面：

1、采用透水铺装、绿地下渗的方式收集地下空间构筑物上方的径流雨水，减少径流总量，实现海绵城市雨水下“渗”。同时注意地下建筑主体防渗与末端下渗雨水的收集。

2、建设地下蓄水空间，实现海绵“蓄”水，既能有效的防排水，在强降雨时确保人民生命财产的安全，同时提升地下空间品质，还可将蓄水池内收集雨水直接回收利用，用于地下空间体内的绿化、冲洗等。

3、将地下蓄水池收集贮存后的雨水回收利“用”，用于地下空间内部或者外部空间的景观绿化、浇灌及洗车等；还可将收集的雨水净化为生活饮用水，生产达标生活饮用水供应居民使用，在一定程度上解决城市饮用水 问题。

4、将地下综合管廊与海绵城市技术措施相结合，雨水管道纳入管廊内，雨水舱与地下蓄水池合建，都可满足综合管廊的总体功能，又能提高排水防涝标准，提升城市应对洪涝灾害的能力。

参考文献

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