成玉寧 侯慶賀 謝明坤

1 低影響開發(fā)的解讀

1.1 低影響開發(fā)的科學(xué)內(nèi)涵

低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)[1]概念最早于1977年在美國佛蒙特州的生態(tài)土地利用規(guī)劃中提出，是指基于模擬自然水文原理實(shí)現(xiàn)雨水控制和利用的一種雨水管理辦法，通過低影響開發(fā)技術(shù)措施的實(shí)施使開發(fā)后城市水文和生態(tài)環(huán)境得以改善。經(jīng)過近30年的發(fā)展，世界范圍內(nèi)低影響開發(fā)理念與實(shí)踐不斷豐富，其理論目標(biāo)逐步從維持場地開發(fā)前的水文環(huán)境和水質(zhì)控制拓展到水生態(tài)資源保護(hù)與修復(fù)、水生態(tài)系統(tǒng)完整性以及自然資源、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。隨著低影響開發(fā)海綿城市、城市雙修、公園城市等策略的提出，中國的低影響開發(fā)已從最初的城市暴雨水管理轉(zhuǎn)向城市生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)、城市空間規(guī)劃與生態(tài)規(guī)劃、城市雨水控制與利用等方向擴(kuò)展和延伸，并逐步發(fā)展形成一套全新的以水環(huán)境科學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)、生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)為主要框架的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法，其核心主要包括以下3個(gè)方面。

1)在生態(tài)學(xué)原理架構(gòu)下，通過模擬自然過程，梳理與優(yōu)化存在的生境“秩序”，系統(tǒng)解讀城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律及其與客觀環(huán)境、人類活動(dòng)之間的相關(guān)聯(lián)系，減少維護(hù)管理的能耗以及資源的消耗，促進(jìn)綠色的生產(chǎn)和生活方式，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

2)以環(huán)境類相關(guān)學(xué)科理論為指導(dǎo)，遵從自然過程，尊重自然存在的客觀規(guī)律，優(yōu)先保護(hù)和利用現(xiàn)狀自然資源，根據(jù)場地自然特性進(jìn)行擬自然的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，減少對自然過程的干擾，將人工營建的負(fù)面影響削減到最低。

3)自然地理區(qū)位不同的城市存在顯著差異，根據(jù)城市區(qū)域條件和發(fā)展基礎(chǔ)以及地域性的氣候及地理?xiàng)l件，因地制宜、因時(shí)制宜，有計(jì)劃、有次序地進(jìn)行漸進(jìn)式的土地低影響開發(fā)與建設(shè)，包括地域性植被及其演替規(guī)律的應(yīng)用、與地形相適應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)等[2]。避免大規(guī)模改變包括水體、土壤、植被、微氣候在內(nèi)的生境條件，從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的低影響、低投入和低維護(hù)。

1.2 低影響開發(fā)的相對性

城市生態(tài)系統(tǒng)除包括自然的山林水系以及人工綠地水體等在內(nèi)約30%～40%具有“自然屬性”土地之外，還包括60%～70%的人工建成環(huán)境[3]。無論低影響開發(fā)中對雨水徑流的控制還是對水體的多方位處理和利用，實(shí)質(zhì)都是通過介入城市生態(tài)系統(tǒng)的水文過程，通過技術(shù)措施使城市水文過程模擬自然水文循環(huán)過程，以達(dá)到城市總體的水文平衡。低影響開發(fā)的相對性表現(xiàn)在其研究對象一方面是城市自然環(huán)境，包括自然郊野、自然保護(hù)地以及待開發(fā)建設(shè)用地等；另一方面則是城市建成環(huán)境，而實(shí)際操作層面低影響開發(fā)面對的大多數(shù)是城市待開發(fā)建設(shè)用地和城市建成環(huán)境，即有“新城”也有“老城”?？捎糜谛鲁堑牡陀绊戦_發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)原理也同樣適用于老城改造過程，其原理是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，是對于建成環(huán)境微更新、微改造的修復(fù)和修補(bǔ)的過程，因此相對于新城側(cè)重于對既有環(huán)境的保護(hù)性規(guī)劃設(shè)計(jì)，老城微更新也同樣具有低影響開發(fā)的問題。

1.3 建成環(huán)境中的水綠關(guān)系

城市建成環(huán)境由自然生態(tài)系統(tǒng)與人工生態(tài)系統(tǒng)共同構(gòu)成，兩者相互作用構(gòu)成建成環(huán)境生境系統(tǒng)。人工生態(tài)系統(tǒng)是一種擬自然的生態(tài)系統(tǒng)，具有模擬自然生命過程和功能的基本特征[4]。其中，城市綠地與自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)具有相似性，擁有雨水滯蓄、凈化、滲透等多種生態(tài)服務(wù)功能，是實(shí)現(xiàn)城市水環(huán)境優(yōu)化的最佳介質(zhì)，也是構(gòu)成城市海綿體的重要組成部分[5]。從單一的綠地規(guī)模、綠地組成與結(jié)構(gòu)到城市整體的綠地空間布局，都會(huì)在參與城市環(huán)境中的物質(zhì)交換、能量流動(dòng)過程中產(chǎn)生直接或間接的影響，從而影響城市的整體生態(tài)功能。因此，城市水綠共生新型生態(tài)關(guān)系的建構(gòu)，是以“水綠耦合”為基本法則，通過協(xié)調(diào)兩者從要素到系統(tǒng)的關(guān)系和作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從單一規(guī)模、組成結(jié)構(gòu)到整體空間布局的多層級水綠交融和諧統(tǒng)一。

2 水綠耦合規(guī)劃原理

2.1 水綠耦合目標(biāo)

“耦合”是物理學(xué)基本概念，指的是2個(gè)或2個(gè)以上的系統(tǒng)或過程之間通過各種相互作用而彼此影響以至聯(lián)合起來的現(xiàn)象，是在各子系統(tǒng)間的良性互動(dòng)下，形成的相互依賴、相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系[6-7]。水綠耦合法則根據(jù)綠地在城市水文循環(huán)系統(tǒng)中的作用機(jī)制以及兩者之間的關(guān)聯(lián)性，將綠地用水與雨水積存相結(jié)合，明確兩者之間從要素的規(guī)模(量)、組成結(jié)構(gòu)到整體空間布局的動(dòng)態(tài)關(guān)系(圖1)，以實(shí)現(xiàn)對地表徑流的控制和利用，其目標(biāo)包括水綠規(guī)模的耦合、組成結(jié)構(gòu)的耦合以及空間布局的耦合3個(gè)層面。

圖1 水綠規(guī)模、組成結(jié)構(gòu)和空間布局耦合關(guān)系Fig.1 Coupling relationship among water & green space scale, composition structure and spatial arrangement

圖2 城市綠地蓄存與綠地耗水量的規(guī)模耦合Fig.2 Scale coupling of urban green land storage and green land water consumption

圖3 城市下墊面組成結(jié)構(gòu)耦合Fig.3 Composition structure coupling of urban underlying surface

圖4 城市綠地空間布局耦合Fig.4 Spatial arrangement coupling of urban green land

2.2 水綠規(guī)模耦合

受自然氣候、地理?xiàng)l件的影響，不同城市降雨在時(shí)間、空間上的分布不均，在不同下墊面構(gòu)成的影響下，地表產(chǎn)匯流量的時(shí)空分布差異明顯；另一方面，由于植被的地帶性特征以及綠地空間分布的不同，不同時(shí)空下的綠地耗水量、滯蓄水能力也不盡相同。構(gòu)建水綠規(guī)模的耦合模式，科學(xué)計(jì)算和分析水綠規(guī)模，通過劃分雨水分區(qū)，調(diào)整綠地規(guī)模及低影響開發(fā)措施，使城市綠地(包括城市綠地各低影響技術(shù)措施)滯蓄水量與城市綠地耗水量之間達(dá)到動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)與平衡(圖2)，促進(jìn)雨水的資源化利用與城市綠地的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 組成結(jié)構(gòu)耦合

自然下墊面具有良好的滲透性，降雨可直接入滲參與自然水文循環(huán)，而2/3的城市不透水下墊面則引起城市產(chǎn)匯流的增加和自然入滲減少。在低影響開發(fā)理念下，綠地、水體以及低影響開發(fā)措施共同構(gòu)成了城市雨水調(diào)蓄的載體，且不同下墊面組成結(jié)構(gòu)不同，其海綿效應(yīng)也不盡相同，例如下墊面組成、土壤類型及深度、綠地植被類型與配置、低影響開發(fā)設(shè)施調(diào)蓄深度、水體深度等。在城市建成環(huán)境以及土地資源稀缺的現(xiàn)實(shí)條件下，通過科學(xué)合理的低影響開發(fā)綠地組成結(jié)構(gòu)的配置，生成基于水綠規(guī)模耦合基礎(chǔ)上的綠地組成結(jié)構(gòu)(圖3)。

2.4 空間布局耦合

綠地作為城市占比最大的透水下墊面，同時(shí)也是水資源重要的消費(fèi)者，在城市土地資源較為稀缺的現(xiàn)實(shí)條件下，綠地總體規(guī)模及其空間布局受到不同條件的制約。傳統(tǒng)城市綠地規(guī)劃中，更多是從綠地率、服務(wù)半徑等指標(biāo)的角度考慮城市綠地的規(guī)劃布局。而從低影響開發(fā)的角度來看，均好性的綠地布局能夠更好地實(shí)現(xiàn)雨水的源頭控制和就地消納，減少地表徑流的同時(shí)促進(jìn)雨水控制與利用，與此同時(shí)，在綠地率一定的前提下，根據(jù)城市水文的空間分布，調(diào)整綠地、水體及低影響開發(fā)措施的空間格局，能夠更好地實(shí)現(xiàn)城市綠地綜合的水文效應(yīng)(圖4)。

3 數(shù)字技術(shù)輔助水綠耦合規(guī)劃方法

數(shù)字技術(shù)輔助水綠耦合規(guī)劃方法的構(gòu)建，依據(jù)水綠耦合的城市綠地規(guī)劃目標(biāo)，科學(xué)選擇與之相適應(yīng)的數(shù)字技術(shù)、平臺(tái)并融入水綠耦合規(guī)劃流程的各個(gè)環(huán)節(jié)(圖5)。首先是基于數(shù)字雙平臺(tái)校驗(yàn)的城市降水-產(chǎn)匯流模擬，明確地域性降水-產(chǎn)匯流特征與分布規(guī)律；其次通過水綠格局的定量分析與模擬，明確水綠格局的相互關(guān)系與作用機(jī)制；再次基于水綠耦合規(guī)劃的預(yù)期目標(biāo)、潛力因子和限制因子，構(gòu)建綠地格局生成的算法模型，以實(shí)現(xiàn)綠地格局的數(shù)字化生成；最后通過雙平臺(tái)校驗(yàn)與績效模擬進(jìn)行方案比選，選擇最優(yōu)的水綠耦合城市綠地規(guī)劃方案。

3.1 城市降水-產(chǎn)匯流空間分布及方案績效模擬

城市降水-產(chǎn)匯流模擬主要應(yīng)用水文模型，將復(fù)雜的降水徑流時(shí)空分布現(xiàn)象和過程概化成近似的科學(xué)模型，模擬城市區(qū)域某一場次降雨或長期降雨過程的水量和水質(zhì)變化。常用的水文模型包括集總式和分布式，其中分布式水文模型采用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)物理方程表述水循環(huán)的各個(gè)子過程[8-9]。分布式水文模型普遍由產(chǎn)流、入滲、地表匯流、管網(wǎng)匯流和水質(zhì)模型組成，所揭示的水文過程更接近客觀事實(shí)，例如常用的SWAT、SWMM、Civil 3D等。每個(gè)子流域被處理成一個(gè)非線性的蓄水池，其入流包括降水和來自上游的徑流；流出包括入滲、蒸發(fā)和地表產(chǎn)流、洼地儲(chǔ)水。地表徑流Q產(chǎn)生于流入深度d超過最大入滲及洼地蓄水深度dp時(shí)(圖6)。近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的整合以及二維地表徑流和空間分布模擬模塊的引入，相關(guān)模擬軟件呈現(xiàn)出更直觀和更具有適用性的應(yīng)用效果，如PCSWMM、XPSWMM等，其模擬結(jié)果更加直觀，同時(shí)也更適用于與相關(guān)領(lǐng)域研究的對接和應(yīng)用。

圖5 數(shù)字技術(shù)輔助的城市水綠耦合規(guī)劃流程Fig.5 Planning process of urban water & green space coupling under the assistance of digital technology

圖6 地表產(chǎn)匯流計(jì)算原理示意Fig.6 Schematic diagram of calculation principle of land surface runoff yield and concentration

圖7 城市降水-產(chǎn)匯流空間分布及方案績效模擬流程Fig.7 Flow chart of urban rainfall-spatial distribution of runoff yield and concentration and scheme performance simulation

定量化的方案模擬可以覆蓋綠地規(guī)劃全過程，其中包括前期預(yù)評估、中期方案模擬和后期方案績效模擬(圖7)。前期通過建立規(guī)劃前SWMM水文模型，模擬城市降水-產(chǎn)匯流空間分布，充分分析城市匯水區(qū)以及各子匯水區(qū)的產(chǎn)匯流量、產(chǎn)匯流空間分布及其影響因素，明確地域性城市產(chǎn)匯流基本特征及其分布規(guī)律；中期根據(jù)前期分析結(jié)果制定初步的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，并通過方案模擬與方案調(diào)整，明確方案的有效性，并進(jìn)一步優(yōu)化方案績效；后期通過雙平臺(tái)校驗(yàn)和實(shí)測數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，獲取真實(shí)有效的模擬結(jié)果并篩選最優(yōu)規(guī)劃方案。

3.2 城市水綠結(jié)構(gòu)關(guān)系與作用機(jī)制分析

景觀格局主要是指景觀的空間格局，即一系列大小、形狀、類型各異的景觀要素在一定時(shí)空范圍內(nèi)的空間結(jié)構(gòu)特征，是景觀異質(zhì)性的具體體現(xiàn)，也是各生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果[10]。景觀格局的變化和發(fā)展是自然過程和人為干擾等多種因素相互作用的綜合反映，實(shí)現(xiàn)一定的生態(tài)功能需要相應(yīng)的景觀格局或結(jié)構(gòu)的支持，并受景觀格局結(jié)構(gòu)特征的制約和影響，而景觀格局的形成和發(fā)展也會(huì)受到景觀功能或生態(tài)過程的影響。已形成的景觀格局對生態(tài)過程具有控制作用，景觀單元的內(nèi)部過程在一定程度上決定單元的個(gè)體行為，而景觀單元的空間組合則會(huì)影響景觀的整體水平。景觀格局一旦形成，構(gòu)成景觀的要素大小、形狀、類型、數(shù)目及其結(jié)構(gòu)特征對生態(tài)過程將產(chǎn)生直接或間接的影響，從而影響景觀的功能。

景觀格局指數(shù)是反映景觀結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征的定量指標(biāo)，因此城市綠地結(jié)構(gòu)關(guān)系與作用機(jī)制分析依據(jù)景觀格局分析方法，運(yùn)用景觀指數(shù)法和空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析綠地景觀格局，在看似無序的復(fù)雜城市系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)潛在的綠地結(jié)構(gòu)特征及其分布規(guī)律[10]。首先借助遙感技術(shù)(RS)提取城市下墊面與綠地斑塊，初步分析城市下墊面分布特征；其次通過構(gòu)建包括PLAND(斑塊類型所占比例)、NP(斑塊數(shù)量)、SHAPE(形狀指數(shù))、CAI(核心面積指數(shù))、PROX(鄰近指標(biāo))、FNN(功能最鄰近距離)、AI(聚合度)、CONTAG(蔓延度)、DIVISION(分離度)等10余種斑塊及景觀類型指標(biāo)的景觀格局指數(shù)模型，運(yùn)用景觀指數(shù)法及空間統(tǒng)計(jì)法分析綠地景觀的組成、類型、空間分布總體特征，并與城市降水-產(chǎn)匯流模擬相結(jié)合，分析兩者的相互關(guān)系和綠地水文效應(yīng)的作用機(jī)制，明確產(chǎn)生和控制城市水文過程的有效綠地格局指數(shù)及其作用強(qiáng)度(I)與權(quán)重(W)；最后基于以上分析結(jié)果指導(dǎo)城市綠地景觀格局空間規(guī)劃，通過借助PCSWMM、XPSWMM等水文模擬平臺(tái)模擬景觀格局方案的水文效應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化規(guī)劃方案，制定最優(yōu)規(guī)劃方案，從而實(shí)現(xiàn)水綠結(jié)構(gòu)的耦合，引導(dǎo)城市綠地規(guī)劃與結(jié)構(gòu)布局(圖8)。

3.3 基于算法模型的城市綠地格局?jǐn)?shù)字化生成

現(xiàn)行的綠地規(guī)劃已逐漸從傳統(tǒng)的主觀或被動(dòng)式“見縫插綠”規(guī)劃模式轉(zhuǎn)向定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)統(tǒng)一規(guī)劃，在城市總體規(guī)劃框架內(nèi)，依據(jù)各區(qū)綠地規(guī)劃指標(biāo)，規(guī)劃和布局各類綠地的位置、范圍、面積等。一定程度上，缺少對綠地景觀格局所形成的綠地組合和結(jié)構(gòu)布局對于生態(tài)過程的綜合考量。本研究針對綠地格局對水文過程的影響，從綠地格局整體的水文效益視角出發(fā)，構(gòu)建綠地格局?jǐn)?shù)字化生成的算法模型。

圖8 基于景觀格局的水綠結(jié)構(gòu)關(guān)系分析與綠地景觀格局規(guī)劃流程Fig.8 Flow chart of analysis of water & green space structure relationship based on landscape pattern and green land landscape pattern planning

圖9 基于算法模型的城市綠地格局?jǐn)?shù)字化生成示意Fig.9 Schematic diagram of digitization generation of urban green land pattern based on algorithm model

綠地格局的數(shù)字化生成主要是通過建立綠地選址的算法模型，包括連續(xù)性綠地、離散型綠地與核心綠地3種形式的綠地選址。如公式(1)所示，通過設(shè)定預(yù)期的模型運(yùn)算目標(biāo)，如雨水徑流控制率、積澇削減率、綠地雨水利用率、綠地覆蓋率等，將有效發(fā)揮水文效應(yīng)的綠地格局指數(shù)(潛力因子)與現(xiàn)狀限制條件(限制因子)作為模型運(yùn)算的規(guī)則，以生成能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)定目標(biāo)的多種可能的綠地格局(圖9)。其中有效發(fā)揮水文效應(yīng)的綠地格局指數(shù)作為綠地格局生成的潛力因子，如綠地斑塊比例、破碎度、形狀指數(shù)、多樣性指數(shù)等；現(xiàn)狀限制條件作為綠地格局生成的限制因子，如城市總體規(guī)劃、現(xiàn)狀建筑分布、土地開發(fā)強(qiáng)度等。

式中，Pv為第v種可能的生成結(jié)果；Ai為第i種預(yù)期目標(biāo)矩陣集合：

Ck為第k種潛力因子矩陣集合，

Lj為第j種限制因子矩陣集合，

Wi、Ek、Rj分別為不同指標(biāo)因子的權(quán)重。

綠地格局?jǐn)?shù)字化生成的算法模型的構(gòu)建主要借鑒常用的選址算法模型，如遺傳算法、蟻群算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、元胞自動(dòng)機(jī)等，通過機(jī)器學(xué)習(xí)掌握水綠耦合模型的內(nèi)在規(guī)律與作用機(jī)制，優(yōu)化算法的泛化能力以更好地適應(yīng)綠地規(guī)劃的應(yīng)用情景。

3.4 雙平臺(tái)校驗(yàn)的水綠耦合績效模擬與多方案比選

各類模擬技術(shù)與軟件平臺(tái)發(fā)展迅速，其中多數(shù)原理是通過調(diào)試參數(shù)或根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)率定，使模擬結(jié)果更接近真實(shí)情況，但不排除各軟件平臺(tái)在不同運(yùn)算模式和計(jì)算方法條件下的結(jié)果差異以及模擬過程的算法誤差。與此同時(shí)，基于算法模型的綠地格局生成是基于一定條件限制下的隨機(jī)過程，其結(jié)果受控制性因子以及因子權(quán)重的影響，生成結(jié)果數(shù)量可能多種甚至千萬種，且不排除未達(dá)標(biāo)或不合理的生成結(jié)果。因此在數(shù)字技術(shù)輔助下建立科學(xué)的雙平臺(tái)(SWMM + Civil 3D_SSA)校驗(yàn)技術(shù)，依據(jù)雙平臺(tái)運(yùn)算原理和參數(shù)設(shè)置的一致性，對不同地理氣候區(qū)的土壤入滲參數(shù)(土壤孔隙度、衰減系數(shù)等)、蒸發(fā)散參數(shù)、地表產(chǎn)流參數(shù)(超滲產(chǎn)流系數(shù)、蓄滿產(chǎn)流系數(shù)、地表粗糙度等)、匯流參數(shù)(曼寧系數(shù)、流域?qū)挾鹊?等相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)和率定，并對雙平臺(tái)的模擬結(jié)果進(jìn)行相互校驗(yàn)和對比，避免單一平臺(tái)的偶然性誤差和模型參數(shù)設(shè)置對模擬結(jié)果的偶然性影響。通過方案績效模擬的對比結(jié)果從眾多生成結(jié)果中選擇最優(yōu)的水綠耦合度高的綠地規(guī)劃方案。

4 數(shù)字技術(shù)引導(dǎo)下的綠地規(guī)劃實(shí)踐

數(shù)字技術(shù)輔助下的城市低影響開發(fā)綠地采用水文分析-結(jié)構(gòu)模擬-布局規(guī)劃-方案校驗(yàn)的規(guī)劃思路，同樣方法分別在城市總體、城市片區(qū)以及城市街區(qū)3種尺度條件下的低影響開發(fā)綠地規(guī)劃中得到應(yīng)用。

4.1 城市總體：南京河西新城低影響開發(fā)綠地規(guī)劃研究

河西新城位于南京市區(qū)的西部，轄區(qū)內(nèi)共包括7個(gè)街道。本次研究聚焦建鄴區(qū)建成區(qū)域，東至秦淮河、西至長江、北至漢中門大街、南至江山大街，總面積為80.83km2。以南京市內(nèi)澇較為嚴(yán)重的建鄴區(qū)建成區(qū)為研究對象，在對內(nèi)澇問題、成因梳理的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有研究區(qū)綠地系統(tǒng)格局特征進(jìn)行分析，利用景觀格局指數(shù)對其進(jìn)行描述，選取出5個(gè)與低影響開發(fā)效應(yīng)關(guān)系較為密切的景觀指數(shù)，分析綠地景觀格局指數(shù)空間特征(圖10)，包括斑塊類型面積、斑塊密度、景觀破碎度、景觀連接度和斑塊內(nèi)聚力指數(shù)。通過增加綠地斑塊的連接性，并利用綠地減少交通道路與周邊硬質(zhì)場地之間的連通性，重構(gòu)研究區(qū)域內(nèi)綠地斑塊和廊道的聯(lián)系，依據(jù)不同類型綠地低影響開發(fā)效應(yīng)差異制定多級優(yōu)化的城市水綠復(fù)合系統(tǒng)策略[11]。

4.2 城市片區(qū)：鹽城大豐市高新區(qū)低影響開發(fā)綠地規(guī)劃

圖10 南京建鄴區(qū)河西新城綠地景觀格局分析Fig.10 Analysis of the green land landscape lattern of Hexi new urban district, Jianye district, Nanjing

圖11 大豐市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)綠地規(guī)劃(11-1)及建成影像(11-2)Fig.11 Green space planning (11-1) and completion image (11-2) of Dafeng hi-tech development zone

鹽城大豐市高新區(qū)規(guī)劃面積約30km2，目前已實(shí)施約15km2，東至大豐干河，西至五一河，南至二卯酉河，北至疏港路。規(guī)劃在分析大豐市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)現(xiàn)狀水文、豎向基礎(chǔ)上，梳理既有自然水系，根據(jù)水文計(jì)算適當(dāng)開挖河湖溝渠、增加水面與綠地面積，充分發(fā)揮自然水系、綠地的存蓄水功能，構(gòu)建水綠交融的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(圖11)。水系在常水位時(shí)，水面總面積可達(dá)118萬m2，利用自然水系可調(diào)蓄場地內(nèi)約378萬m2地表徑流，降低了規(guī)劃區(qū)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)增強(qiáng)了不同地塊間的物質(zhì)循環(huán)與能量流通。

由于大豐高新技術(shù)開發(fā)區(qū)是建筑在高鹽堿土地上，原場地鹽堿化嚴(yán)重。為了達(dá)到降堿的目的，以滿足綠化栽植和植物生長的需要，規(guī)劃通過人為調(diào)整豎向變化，在工程中大量采取了下凹式的河道、湖泊，并結(jié)合隔堿技術(shù)和雨水的淋溶，形成了自然降堿術(shù)，同時(shí)也形成了多達(dá)378萬m2的下凹空間。一方面很好地起到了削減雨洪的效應(yīng)，同時(shí)也有效地改良了土壤，降低了鹽堿化程度，滿足了植物的生長需求。規(guī)劃后城市的主次干道均與河道相鄰，大面積的綠網(wǎng)結(jié)合河網(wǎng)而生，實(shí)現(xiàn)了水綠的交互和滲透，具有高度的一致性。也鑒于此極具前瞻性的水綠規(guī)劃模式，大豐高新區(qū)綠地格局連通性極佳，很好地實(shí)現(xiàn)了水與綠的耦合和交融(圖12)。

4.3 城市街區(qū)：南京江寧上坊組團(tuán)低影響開發(fā)綠地規(guī)劃

項(xiàng)目地處南京上坊組團(tuán)東南角，位于繞越高速公路以西、寧杭高速公路以東、文靖路以東、臨麒路以南，總用地面積約3.66km2。通過構(gòu)建水綠交融的低影響開發(fā)體系，整合城市的供排水系統(tǒng)，促進(jìn)城市景觀提升、生態(tài)環(huán)境改善，達(dá)到項(xiàng)目整體生態(tài)效益的最大化，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值的綜合提升。

基于對項(xiàng)目降雨、下墊面、地形、土壤等現(xiàn)狀基地條件的分析，通過建立數(shù)字高程模型、暴雨洪水管理模型及景觀空間模型，對片區(qū)豎向高程、用地布局和排水走向進(jìn)行分析。結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)，提出片區(qū)海綿城市分區(qū)空間管控要求及指標(biāo)體系，并對各地塊進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)指引(圖13)。通過合理組織地表徑流和綠地布局，建構(gòu)水綠耦合空間系統(tǒng)，并通過優(yōu)化城市和地塊排水系統(tǒng)，最大限度地發(fā)揮區(qū)域低影響開發(fā)系統(tǒng)的效益。同時(shí)，規(guī)劃建立基于物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感技術(shù)的、覆蓋全片區(qū)范圍的低影響開發(fā)績效監(jiān)測及展示系統(tǒng)，并對項(xiàng)目績效進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對相應(yīng)工程措施及時(shí)提出反饋和指導(dǎo)。

5 結(jié)語

圖12 大豐高新技術(shù)開發(fā)區(qū)水綠景觀格局分析Fig.12 Analysis of water & green space landscape pattern of Dafeng hi-tech development zone

圖13 南京江寧上坊組團(tuán)綠地結(jié)構(gòu)(13-1)、綠地布局(13-2)、規(guī)劃設(shè)計(jì)(13-3)Fig.13 Green land structure (13-1), green land layout (13-2) and planning & design (13-3) of cluster development of Shangfang cluster, Jiangning district, Nanjing city

低影響開發(fā)目的在于使城市集水區(qū)具有擬自然水文循環(huán)的運(yùn)作效應(yīng)，在現(xiàn)有城市綠地空間架構(gòu)下整合綠地蓄用水功能，實(shí)現(xiàn)低影響開發(fā)目標(biāo)。城市綠地規(guī)劃中不應(yīng)再局限于單純注重點(diǎn)線面的形態(tài)格局，而應(yīng)在滿足傳統(tǒng)意義城市綠地功能基礎(chǔ)上更多注重城市自然過程以及內(nèi)在生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化，依托數(shù)字景觀技術(shù)，通過量化分析、模型及模擬，確保城市綠地規(guī)劃的科學(xué)性。通過提倡構(gòu)建以“水綠交融”為基礎(chǔ)、實(shí)現(xiàn)“水-綠-灰”協(xié)同作用的城市綠色生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，在充分保護(hù)利用既有自然或人工綠地生態(tài)單元基礎(chǔ)上，根據(jù)城市綠地結(jié)構(gòu)與分布關(guān)系，統(tǒng)籌降雨徑流在城市中的分布，營造水綠交融的城市環(huán)境。

注：文中圖片均由作者及成玉寧工作室繪制。