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段到示范阶段的推进,2021年国务院办公厅在发布的 《关于加强城市内涝治理的实施意见》 (以下简
称 《意见》)中提出到 2025年,各城市因地制宜基本形成 “源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应
急” 的城市排水防涝工程体系的工作目标。总体上,在海绵城市雨洪控制系统构建,即海绵城市防涝
体系建设方法方面,可归纳为 “系统统筹”、“分级规划控制” 与 “灰- 绿- 蓝空间协同作用”,而以上
“统筹”、“分级” 与 “协同” 等的概念离不开围绕空间尺度的讨论。
一方面,雨水开放性与流动性使城市洪涝灾害产生的原因具有多尺度性 [5] ;另一方面,尺度效应
的存在也使不同流域水文尺度的土地利用承载着不同的雨水管理目标 [6] ,同时,应对不同量级降雨的
城市雨洪管理措施及水文控制指标也有所不同 [7] 。住房和城乡建设部颁布的 《海绵城市建设技术指南
———低影响开发雨水系统构建(试行)》 (以下简称 《指南》)中规定阐述了海绵城市雨水系统的三种尺
度与功能。对于海绵城市规划空间尺度,朱钊 [7] 对水文过程空间尺度的划分、流域水文尺度视角下的
水资源管理重点及包含各空间尺度的海绵城市规划整体框架进行了较为详细的总结,并提出各尺度的
海绵城市规划目标与任务的制定,应基于自然流域单元与城市土地利用单元重构而成的不同空间规划
尺度的汇水单元。在此基础上,目前针对不同单一空间尺度的海绵城市优化布局设计与构建途径的研
究已有一定数量:周倩倩等 [8] 对地块尺度下的 LID设施布局优化配置进行了研究;余薇薇等 [9] 对地区
的景观公园进行了小尺度的海绵设计;朱玲等 [10] 对在排水分区尺度上组织地表径流和通过共建共享海
绵设施实现地块间的径流协调的方法进行了探讨;贺弋桓等 [11] 对流域尺度下的城市雨水管理体系进行
了探讨,并提出了水量、水质多目标控制的流域尺度雨水管理途径。然而,为了揭示和明确海绵城市
的内涵与构建及建设途径,系统化地全域推进海绵城市建设,需要将多个空间尺度区域作为研究对象
进行系统性的讨论与研究。
焦胜等 [12] 以泸阳镇为例,较为详细地提出了基于雨水廊道的城镇多尺度海绵系统构建思路与方
法;许杰玉等 [13] 以昆明市为例,提出了多空间尺度下海绵城市规划的实现路径。目前,对于多空间尺
度下的海绵城市系统构建方法仍多存在于城市规划研究领域,相对而言,缺乏使用模型对规划方案进
行模拟,以验证规划的效果与合理性。班雪松等 [14] 根据不同尺度海绵措施的特性和研究区域的防洪排
涝需求,设计了 “小海绵” “大海绵” “综合海绵” 三种改造方案,并利用 SWMM模型,模拟了三种
方案在不同重现期降雨下的雨洪控制效果。但若能系统性地增加海绵改造方案的设计与对比,将更有
利于发现与明确各空间尺度下施行区域性海绵改造的关键点。因此,对不同尺度海绵系统提出多种建
设方案,通过模型对各方案进行模拟并对比分析,在能够保持海绵城市系统各层次建设要点的同时,
有利于发现区域现状及设计方案的问题并予以解决,从而保证设计方案的合理性与优势性。
本文结合现有关于海绵城市系统尺度的研究,简要梳理各尺度海绵城市系统建设在径流雨水方面
的控制要点,建立位于广州市内的三个不同空间尺度研究区域的 SWMM模型,从 “微观- 中观- 宏观”
[4]
尺度递进的角度,依据 “问题- 诊断- 解决” 的思路,以模拟发现的局域集水单元、城市汇水区及城
区小流域三种空间尺度的区域现状问题为导向,因地制宜地设计符合 《指南》 中对海绵城市规划建设
要求下的、适宜于解决区域问题的海绵城市建设方案,实践研究各尺度海绵城市系统建设雨洪控制工
程的措施及效果,对实现 《意见》 中的城市排水防涝与海绵城市建设的综合控制目标,和为海绵城市
的统筹规划建设与不同单一尺度区域的海绵城市规划设计与研究提供明晰的参考。
2 多尺度海绵城市系统与空间尺度划分
目前,已有诸多针对海绵城市的内涵与系统构建模式及建设层级系统与构建思路的研究,其中,
车伍等 [3] 较为全面地梳理了 《指南》 中的海绵城市与低影响开发系统的关系,本文改绘如图 1。
关于海绵系统尺度的划分,国内外尚无统一标准 [12] ,本文依据城市规划编制体系,结合流域水文
的视角与相关研究 [7,15 - 16] ,考虑雨水汇流的区域特征,将所研究的海绵系统尺度与研究区域空间尺度
分别界定与划分为:小尺度———局域集水单元,中尺度———城市汇水区,大尺度———城区小流域。其
中,小尺度局域集水单元包含建筑单体及周围的道路及绿化带;中尺度城市汇水区包含多个建筑、道
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