城市雨洪基础设施先行的规划框架之探析

2016-08-15 09:13:59         来源: 国际城市规划     浏览次数:

  引言

  在几百年的城市化进程中,人类趋向于利用、控制自然环境,使之按人的意志转移,服务人类,却忽略了自然界的一些基本规律以至对自然环境造成极大破坏。以天然水文循环系统为例,在早期城市化中,人类没有意识到天然水文循环系统对自然生态环境的重要性,规划修建城市时不注重保护天然降雨径流与河湖水系及地下水之间的连接循环途径,忽视洪泛区、湿地及周边的天然缓冲植被带对洪涝的调蓄、对环境生态的保护功能。平整低洼水径、填平湿地洼地、侵占洪泛区以及大量砍伐植被,以不透水地面和地下管网取而代之等种种错误行为改变了自然 环境的地形地貌,造成了洼地湿地消失,河湖枯缩或成为分割的单独水体。以致于在极端降雨时,雨洪不能在完整的水文系统中良性循环,导致城市水污染、地下水资源减少、城市水资源奇缺、水岸侵蚀与泥沙沉积、生态环境恶化、城市洪涝频发等诸多问题。加之未来气候变化的不确定性,“城市弊病”已成为21世纪遍及全球的普遍难题。

  自1990年以来,许多国家和地区认识到城市化的无序发展对自然界所造成的危害,开始研究实施新型雨洪管理措施,如美国实施的LID措施,澳大利亚与新西兰实施的WSUD措施,英国实施的SUDS措施等。城市雨水排放系统正在从快速收集、快速排放的地下暗管系统逐步转向注重蓄滞、入渗、蒸发的新型绿色设施。然而,经过20多年的实践,绿色措施的成效并不足以解决城市雨洪问题。新的研究表明,城市化对自然界的影响不仅是减少了下渗,增加了径流峰值与径流量,带来了污染;最严重的影响在于:城市化彻底改变了地表及地下水文学结构的构成,进而破坏了地表—地下—大气空间的良性水文循环。小型分散的新型绿色措施虽然在局地起到缓解作用,却不可能从根本上解决城市尺度的雨洪结症。

  近年来,新的研究与实践趋向于回归自然。在城市规划中,应首先根据流域的地形地貌及自然水文水系特征规划城市的雨洪基础设施骨架。在增加源头雨水下渗,减少雨洪径流量与水污染的同时,着重恢复社区与城市尺度中自然与人工雨洪设施之间的连接和循环。在雨洪设施骨架的基础上,进一步规划其他基础设施,区划土地利用方式,以达到可持续城市规划的目的。

  本文基于自然界水文循环的原理,探讨了城市雨洪基础设施的综合规划框架,即以自然空间为主构成城市雨洪基础设施的骨架,以社区尺度雨洪设施形成纽带,最后采取源头雨洪设施为基点,形成一套完整的可持续城市雨洪基础设施。优化城市雨洪基础设施的最佳时机在于城市规划的初期。鉴于此,本文提出:城市发展应改变以灰色基础设施为主的传统规划方式,实现雨洪基础设施先行的规划方式,为我国目前的城市雨洪基础设施升级改造以及未来的城市规划建设提供参考。

  1  自然雨洪系统的特征、功能及管理利用

  自然雨洪系统包括自然界中的河湖水系、树林草地、湿地低洼地等开放空间。在城市化之前,自然界以其独特的方式将这些雨洪设施连接起来,形成由降雨—坡面径流—沟股流—湿地洼地—河湖水系—地下水系组成的良性水文循环与生态系统。该系统能够调蓄雨洪、补充水资源、保护生态与自然环境,为人类及其他动植物提供良好的生存环境。在城市规划中,应充分保护利用这类自然设施,以其构成城市雨洪基础设施的骨架。

  1.1  湖泊湿地

  湖泊湿地是自然水域的组成部分,也是最高效的自然生态系统。湿地一般处于较深的水体与干燥陆地之间,如河湖的边缘;这类湿地直接与河湖水体相连,共同保护自然生态环境。还有些湿地处于透水性不良的低洼地,或是地下水位较高且水位浮动较大的地带;这类湿地多属于独立的局地浅层水体,具有调蓄局地雨洪的功能。

  除了调蓄雨洪功能之外,湖泊湿地还可以净化水质空气、美化环境、补充地下水资源、缓解城市热岛效应、为多种野生动物植物提供栖息地、支持生物多样化,同时也是人类休闲娱乐,与自然互动的良好场地。随着人类对湖泊湿地的多功能价值认识的逐步加深,一些保护湖泊湿地的政策、法规开始在许多国家实施。近年来,美国在保护湿地的“零减少”政策之上又增加了保留湖泊湿地植被缓冲带的政策(图1),在增加湖泊湿地调蓄雨洪能力的同时,进一步保护湖泊湿地免受各种点源与面源污染。

城市雨洪基础设施先行的规划框架之探析

图1 湿地及其雨洪调蓄与生态功能示意图

  1.2  低洼地

  低洼地也是自然水文循环系统的组成部分。有些条状的低洼地带是天然条件下降雨径流的汇流途径。有些平坦的低洼地则是天然的雨洪蓄滞设施。低洼地是城市公共空间绿地的首选。每个城市都有各种需求与用途(或多种用途)的公共开放空间。这些空间主要用途虽然不是城市雨洪管理,如果在规划设计中尽可能将这类场地修建在自然低洼地,则能在雨洪管理中发挥巨大作用。表1列出了城市公共开放场地的种类及其在洪涝管理中可能发挥的作用。

城市雨洪基础设施先行的规划框架之探析

表1 城市公共开放场地的雨洪管理功能

  将公共开放场地转型为多用途雨洪管理场地需要周密仔细的规划设计,首先应做出风险评估,以确定雨洪防护标准、最大淹没深度、最高流速以及最长淹没时间等因素;然后制定详细的运行管理方案以及全面的应急管理预案,以保证公共安全。此外,还需考虑公众宣传,以加强民众的风险意识。不是所有的公共开放空间都能够作为雨洪管理设施,具体情况应在规划评估时决定。

编辑:shangxiyun

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