城市绿地在海绵城市建设中规划方法及改进建议

海绵城市论文范文第六篇：城市绿地在海绵城市建设中规划方法及改进建议

　　摘要：海绵城市建设是当前中国应对城市多种水生态安全问题的重点研究工作之一。城市绿地作为低影响开发雨水系统的重要载体逐渐成为我国海绵城市体系构建的主要研究对象之一，但现阶段尚缺少针对绿地系统规划编制和规划全过程的研究来响应海绵城市建设。在海绵城市建设视角下城市绿地应强化其作为低影响开发雨水系统的重要载体、呼应海绵城市体系结构布局的有机网络和承担处理城市雨洪问题的辅助角色的发展特征。提出在海绵城市建设背景下城市绿地系统规划编制程序与编制内容的响应思路，重点针对基于水安全敏感性的城市绿地适宜性分析和城市绿地规划布局优化、基于海绵城市指引的集雨型绿地分类和集雨型绿地空间优化路径及实施策略三个层面提出城市绿地系统各层次的规划方法，以期从城市绿地系统规划全过程提出其响应海绵城市建设的改进建议。

　　关键词：城市绿地系统；海绵城市；发展特性；编制；规划方法；

　　作者简介：戈晓宇（1986-），男，内蒙古赤峰人，北京林业大学园林学院讲师，博士，城乡生态环境北京实验室，主要研究方向：风景园林规划设计与理论，datou86604@163.com;李方正（1989-），男，山东济南人，北京林业大学园林学院在读博士生，主要研究方向：城市绿地系统规划。；

　　基金：2015年"中央高校基本科研业务费专项资金（2015ZCQ-YL-01）";北京林业大学高水平全英文研究生核心课程项目（YWKC15016）；2015"北京市共建项目"（2015BLUREE01）；住房城乡建设部课题"低影响开发的园林绿地应用研究"（建城[2015]园林绿化第07号）；

　　Abstract:Sponge city construction is one of the key research work with the purpose of approaching the urban water ecological security problems in China. Urban green space as an important carrier of low impact development system has gradually become one of the main research object of sponge city system construction in our city,but at the present stage there is still a lack of research on the formulation and the whole process of the green space system planning to response to sponge city construction. From the perspective of sponge city construction,urban green space should strengthen the important carrier of low impact development system,echo the organic network of sponge city system layout and undertake the supporting role of dealing with urban stormwater problems. This paper proposed the response of urban green space system formulation program and formulation content under the background of sponge city construction.According to three dimensions: the urban green space suitability analysis based on the water safety sensitivity,the rainwater harvesting green space classification under the guidance of sponge city and the pattern optimization method and implementation strategy for rainwater harvesting green space,the authors put forward the planning method at all levels of urban green space system,to give suggestions on improving sponge city construction from the whole process of urban green space system planning.

　　Keyword:Urban green space system; Sponge city; Development characteristics; Formulation; Planning method;

　　1 基于海绵城市建设的城市绿地研究综述

　　中国快速城镇化过程与大量灰色基础设施建设导致建筑密度增加、城市不透水铺装面积扩大、城市绿地面积紧缩，加之对城市水资源的过度开采与不合理利用致使自然界水循环过程严重受阻，由此引发了城市雨洪、河流水体污染等城市水生态安全危机。近年来我国多处城市如北京、武汉等发生严重内涝，引起了相关学者的关注。城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分，其对调蓄雨水径流量、峰值流量及削弱雨水污染方面具有积极作用，合理利用城市绿地缓解城市雨洪问题对于改善城市水生态环境、促进社会经济可持续发展至关重要。2014年11月，我国住房和城乡建设部组织编制了《海绵城市建设技术指南---低影响开发雨水系统构建（试行）》；2015年4月，16个全国首批海绵城市建设试点城市获得中央财政补贴用于海绵城市建设。以此为契机大量学者开展了对于海绵城市体系构建的积极探索，而城市绿地作为海绵城市体系的重要载体逐渐成为我国海绵城市体系构建的主要研究对象。

　　1.1 基于海绵城市建设的城市绿地研究主要方向

　　对"中国知识资源总库：中国（CNKI）学术文献总库测试平台"精确检索统计，以"海绵城市"、"绿地"为主题，剔除与城市绿地海绵化建设不相关或者重复的论文，共查找学术期刊39篇，硕士论文6篇。针对上述45篇论文的关键词进行统计，按照关键词出现的次数由高到低进行排列（表1），明确中国学者在城市绿地海绵化建设方面的主要研究方向。

　　表1 论文中主要涉及的关键词

　　注：其余关键词还有140个，各出现1次，在此不一一列举。

　　由检索结果可以看出，2014年城市海绵型绿地建设的研究出现后，研究关键词主要集中在：海绵城市、低影响开发、城市绿地、雨水花园、城市建设、雨洪等。

　　1.2 基于海绵城市建设的城市绿地研究主要内容

　　通过对上述论文内容进行分析，目前我国基于海绵城市建设的城市绿地研究多为个案式探讨，主要集中在城市海绵型绿地规划设计、建设策略以及工程实施三个方面。

　　关于城市海绵型绿地规划设计的研究，弓亚栋对西安市用水结构与雨水内涝现象进行了分析，根据西安市降雨量与降雨特点提出建设海面城市的重要性以及绿色屋顶、雨水花园、下沉式绿地等构成海绵城市载体的建议与经济分析[1];徐宁等在分析池州概况及城市绿地现状的基础上，对城市广场及商业区、居住区、城市道路等方面的绿地建设提出了设计建议[2];季东兰等结合武汉城市特色分析了城市绿地中建设海绵城市的优劣势与应对策略，并针对城市道路绿地与公园绿地的可行措施进行了相关的阐述[3];巴永娣等在对兰州市建成区绿地雨水利用状况调查与分析的基础上，提出以建设节约型园林绿地为目标，进行城市绿地雨水收集利用的意见和建议[4].

　　关于城市海绵型绿地建设策略的研究，张剑飞以常德姚湖公园为例，对基于LID（低影响开发）理念的海绵城市公园绿地建设从公园地形、分区组织、分级集水、透水材料及植物群落与植物材料方面表述了设计目标与意图[5];李涵等从公园绿地地形角度切入，以雨水渗透利用为目标，归纳总结该目标下公园绿地地形微改造的原则与策略，并针对不同地形提出对应的微改造设计方法与措施[6];于远燕从雨水花园、下沉绿地、扩大透水性铺装面积、建设漏水型景观水体等方面探索了滨水空间利用海绵城市理念的建设策略[7].

　　关于城市海绵型绿地工程实施的研究，苏义敬等通过水量平衡法计算下沉式绿地的设计参数，从竖向、景观效果、植物淹水时间等方面提出下沉式绿地的优化设计方法[8];俞萍分析了雨水花园设计与建设理论基础，从落座定位及规模量化分析表述了雨水花园的规划设计，同时提出了雨水花园的维护措施[9].

　　此外，以城市绿地系统为出发点的研究相对较少，陈晓菲立足于风景园林空间的尺度特点，把海绵城市景观生态系统从宏观到中微观划分为城市-区域、城市公园、城市微小绿地三个层面对建设途径进行探讨[10];胡楠等从城市绿地系统与海绵城市体系的耦合关系、城市绿地系统对海绵城市体系的多元化作用进行了分析[11].目前尚缺少研究和实践从城市绿地系统规划编制和规划全过程视角去响应海绵城市建设。

　　2 海绵城市建设视角下的城市绿地发展特征

　　城镇化快速发展的过程严重阻碍了自然界水循环过程，建筑密度增加、不透水铺装面积扩大使城市绿地面积紧缩，低洼绿地、湿地等能够蓄滞渗雨水的空间被大量占用，城市内涝现象越发严重。城市绿地本身可有效地控制雨水径流量、实现对雨水的回收再利用，是低影响开发系统的重要载体，其作为一个系统整体呼应海绵城市体系结构布局的有机网络，同时作为低影响开发雨水基础处理措施的一部分结合城市雨水管渠系统共同解决城市雨洪问题。

　　2.1 直接性---作为低影响开发雨水系统的重要载体

　　海绵城市体系强调通过"渗、滞、蓄、净、用、排"等多种技术手段实现对雨水径流的全面控制，恢复自然的水循环过程。城市绿地作为生态系统的重要组成部分，具有改善自然环境、美化城市风貌的能力。利用城市绿地对雨水的渗透、储存、净化等功能，通过建设"雨水花园"、"暴雨花园"等可有效地控制雨水径流量、峰值流量并削弱径流污染。在高度城市化区域，城市绿地作为低影响开发雨水系统的重要载体，在保障自然水循环过程基础上可发挥多重价值。苏义敬等在《基于"海绵城市"理念的下沉式绿地优化设计》中证实，在砂质土、砂质壤土、砂质黏土三类典型土壤和不同土壤稳定入渗系数下，均可实现对一定降雨量的有效控制[8].在天然降水经过绿地汇流后，有机质也能够很快得到分解，无机物如硫酸盐和硝酸盐也被滞留而降低，城市绿地具有净化水质的作用[12].

　　2.2 系统性---呼应海绵城市体系结构布局的有机网络

　　海绵城市体系关注城市中不均匀分布的、存在雨水径流与雨水污染问题的区域。城市绿地作为一个系统整体，其均衡分布的点状绿地、纵横交错的带状绿地以及具有重要生态价值的面状绿地可协同发挥雨水渗透、雨水存蓄、雨水回收再利用、雨水径流污染削减等作用。由各类型城市绿地形成的有机网络呼应海绵城市体系的结构布局，两者在规划阶段可相互指导，从而优化城市绿地建设、有效调控城市雨洪问题。在《基于低影响开发的场地规划与雨水花园设计研究》的研究中，不同类型的绿地具有不同的雨水系统处理形式，城市绿地在雨洪管理过程中可发挥雨水储存净化（城市公园、湿地公园等）、传输（带状公园、道路绿地等）与收集（附属绿地等）的多元化作用，形成对雨水径流从源头、中途至末端的系统控制[13].

　　2.3 协同性---承担处理城市雨洪问题的辅助角色

　　《海绵城市建设技术指南：低影响开发雨水系统构建（试行）》中将我国大陆地区分为五个区，并提出各区年径流总量控制率α的最低和最高限值（60%~90%不等）[14].为实现对雨水径流量与峰值流量的控制目标，城市绿地与绿色屋顶、透水铺装以及城市雨水管渠系统等协同作用、发挥功效。在《因水而变---从城市绿地系统视角谈对海绵城市体系的理性认知》的研究中，通过对迁安市中心城区城市绿地系统进行分析，城市绿地系统在海绵城市体系中对雨水径流量的控制率约为30%~40%,城市绿地系统在海绵城市体系中发挥一定的辅助作用[11].根据城市建设现状与资金保障力度，合理构建由城市绿地、绿色屋顶、透水铺装、渗透塘、雨水罐等形成的低影响开发雨水基础处理措施与城市雨水管渠系统两者间关系，以创造解决城市雨洪问题的最优途径。

　　3 应对海绵城市建设的城市绿地系统规划编制识别

　　自《城市绿地系统规划编制纲要（试行）（建城[2002]240号）》、《城市用地分类与规划建设用地标准（GB-50137-2011）》和《城市园林绿化评价标准（GB/T50563-2010）》等相关法规出台后，我国城市绿地系统规划编制体系逐渐规范化和制度化[15],但随着城市化的发展和城市问题的多样化，其规划层次和规划内容也在发生变化。为应对城市扩张，绿地系统规划编研拓展了编研的空间层次，从针对城市中心城区绿地定性、定位和定量的统筹规划拓展到规划区范围，随后又逐渐拓展到市域的绿色空间管制[16].同时，为应对自然灾害及其他城市问题，绿地系统规划增加了防灾避险、节约型园林建设等专项内容，其编制内容在不断完善[17].城市绿地系统作为海绵城市构建最重要的载体之一，如何通过绿地系统规划优化城市的雨洪调蓄能力，将是城市绿地系统规划内容扩展的重要方向。一方面通过优化城市绿地空间布局与雨洪调蓄功能的协调关系，以保障城市水生态安全；另一方面通过城市集雨型绿地雨洪调蓄功能优化，以完善和提升城市绿地的生态功能。

　　3.1 应对海绵城市建设的城市绿地系统规划编制程序响应

　　面对当下下凹式绿地建设的热潮，绿地系统规划编制应从规划指引、集雨型绿地分类和建设方式的多层面、全过程的视角寻求支撑海绵城市建设的最优模式。规划编制程序层面，需要将海绵城市建设融入资料收集、现状分析、方案编制和规划实施的全过程中（表2）。

　　表2 应对海绵城市建设的城市绿地系统规划编制程序响应思路

　　资料来源：作者绘制

　　3.2 应对海绵城市建设的城市绿地系统规划编制内容响应

　　在城市绿地系统规划编制内容层面，虽然现行编制内容在节约型园林建设专项中涉及推行雨水花园建设、设置集雨边沟和使用透水铺装等内容，但内容不够完善，不能突出城市绿地格局在城市雨洪调蓄功能中的作用。因此，在内容响应上，需要自上而下地将海绵城市建设融入到市域、规划区绿地系统结构、中心城区绿地系统规划、中心城区各类绿地规划、中心城区绿地指标规划、专项规划和规划实施措施等内容中（表3）。

　　表3 应对海绵城市建设的城市绿地系统规划编制内容响应思路

　　资料来源：作者绘制

　　4 应对海绵城市建设的城市绿地系统各层次规划方法

　　针对城市绿地系统编制特征，其响应海绵城市建设的关键是自上而下地从城市绿地格局层面实现城市绿地雨洪调蓄功能优化，弥补目前针对海绵城市建设研究仅仅局限政策指引和微观建设层面，而缺少系统的规划指引的缺憾。在方法上主要以"基于水安全敏感性的城市绿地适宜性分析→以集雨功能优化为导向的城市绿地规划布局优化→基于海绵城市指引的集雨型绿地分类→集雨型绿地空间优化路径和实施策略"为主线进行规划和建设指引（图1）。

　　4.1 基于水安全敏感性的城市绿地适宜性分析

　　城市绿地分布与城市不透水面的空间格局息息相关[18],二者共同能够影响城市地表径流，运用绿地空间格局指数（景观生态学指数）评价的方式表征城市的排洪压力，进而进行城市绿地分布对雨洪调蓄功能的综合分析。首先要根据城市绿地空间分布对雨洪调蓄功能的影响机制分析，根据不透水面对地表径流的影响机制选取所需研究的景观指数内容。利用主成分分析法或相关性分析法，结合城市内涝点的实际分布特征，分析不同景观指数对城市排洪压力影响机制，以确定综合指标的构成内容。通过进行城市绿地空间格局对雨洪调蓄功能的综合敏感性分析，确定所选取景观格局指数对城市排水压力的重要性，确定权重，将所选景观格局指数标准化处理后，确定绿地空间格局对雨洪调蓄功能的综合敏感性，以此进行城市绿地雨洪调蓄功能的适宜性分析，确定城市绿地的排水压力分区。殷学文等以新开渠-莲花池流域为研究对象，选取斑块类型面积、斑块密度、景观破碎度、斑块连接度和斑块结合度等景观格局指数，分析城市绿地景观格局对雨洪调蓄功能的影响，结合北京市内涝点分布，确定了区域绿地雨洪调蓄综合敏感性，即区域的排水压力（图2）。

　　4.2 以集雨功能优化为导向的城市绿地规划布局优化

　　根据绿地空间格局对雨洪调蓄的综合分析，可确定城市绿地排水压力空间分布图。由于城市排水压力是城市内涝产生的必要非充分条件，因此需结合城市地形、道路分布和排水管网效能等，对分布情况进行校正。校正后可生成集雨型绿地格局，以此为基础优化城市绿地系统的生态功能和规划布局，融入规划区或中心城区绿地系统结构中。排洪压力较小的区域主要依赖区域内部绿地以源头消减方式吸纳地表径流为主，排洪压力较大区域主要通过绿地的中途传输，依赖周边区域具有排蓄能力的大型末端调蓄型绿地消纳雨水。

　　图1 应对海绵城市建设的城市绿地系统各层次规划主线资料来源：作者绘制

　　图2 新开渠-莲花池流域排水压力分区图

　　资料来源：参考文献[18]

　　4.3 基于海绵城市指引的集雨型绿地分类

　　以不用的排水压力分区为基本单位，从成本和景观综合角度对不同分区内所有绿地进行评价，筛选适合作为区域内部源头消减、中途传输和末端调蓄的绿地，成为集雨型绿地空间优化的备选绿地，并确定绿地水处理的功能（水质保护、洪涝控制、水资源利用等），并在中心城区各类绿地规划中，明确集雨型绿地的定位和具体面积指标。胡楠等在迁安市低影响开发雨水系统规划研究中，针对不同排水分区雨水径流的控制率，确定了中心城区集雨型绿地的分布和不同类型的城市绿地在海绵城市体系中承担的功能[11]（图3）。

　　4.4 集雨型绿地空间优化路径和实施策略

　　城市绿地系统规划的规划实施措施与建设内容对于城市建设指引十分重要。根据不同分区的排水特征，对不同排水压力区提出相应的海绵城市建设策略和绿地优化路径。利用情景模拟和概率计算的方式确定每个区域的降雨量，同时，综合考虑成本和景观评价，进行绿地建设的适应度分析，并在SWMM软件中模拟多种建设模式，以计算每个区域绿地解决的径流量，并明确每个区域需增加的绿地面积，提出建设指引。最终根据SWMM模拟出的不同绿地能够解决的径流量，进一步模拟具体每块绿地所需要下凹的深度、渗透塘和生物滞留池等LID设施的数量，确定不同区域集雨型绿地建设方式。

　　图3 迁安市中心城区集雨型绿地分类图[11]

　　资料来源：参考文献[11]

　　5 结语

　　城市雨洪灾害和水污染管理是制约我国城市生态发展的核心问题之一，海绵城市建设成为应对城市水安全的重要途径。本文从城市绿地系统规划编制程序、内容和方法层面提出其响应海绵城市建设的改进建议，但仍有众多问题值得在未来进行探讨：（1）集雨型绿地分类方式与城市绿地分类标准中绿地分类方式相关性较低，如何找到协同规划方式，以优化规划过程，使集雨型绿地规划与绿地分类更加融合和统一；（2）集雨型绿地建设起步较晚，应建立合理的监管和评价机制，使得集雨型绿地提供更完善的生态服务功能，更有效地响应海绵城市建设。