總體規(guī)劃層面的城市水安全格局構(gòu)建研究

李萍萍 黃葉琨 陳筠婷*

(廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530001)

?

總體規(guī)劃層面的城市水安全格局構(gòu)建研究

李萍萍 黃葉琨 陳筠婷*

(廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530001)

介紹了南寧市武鳴區(qū)的概況，根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，從總體規(guī)劃層面構(gòu)建了該城市水安全格局評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合水安全評(píng)價(jià)結(jié)果，提出了雨洪水安全建設(shè)策略，從而優(yōu)化完善流域的水安全格局。

城市水安全格局，LID技術(shù)，總體規(guī)劃，評(píng)價(jià)指標(biāo)

30年來(lái)隨著我國(guó)城市化快速發(fā)展，城市內(nèi)部土地過(guò)度開(kāi)發(fā)日趨嚴(yán)重，城市水文過(guò)程和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的平衡都遭到了破壞，導(dǎo)致城市水環(huán)境、水安全問(wèn)題頻發(fā)。雨洪過(guò)程研究是防治城市洪澇和積澇災(zāi)害不可或缺的一環(huán)，國(guó)內(nèi)規(guī)劃學(xué)者紛紛以城市水安全為目標(biāo)展開(kāi)積極的探討和實(shí)踐[1-5]，嘗試通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)手段修復(fù)城市暴雨匯流過(guò)程。從已有的研究來(lái)看，大多研究都引用了“低影響開(kāi)發(fā)”(LID)的理念與技術(shù)，但多以城市局部空間規(guī)劃設(shè)計(jì)為主，缺乏空間關(guān)聯(lián)思考，尤其是在總體層面的空間水安全戰(zhàn)略極為缺乏。本文擬南寧市武鳴區(qū)為研究對(duì)象，依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)格局和過(guò)程原理構(gòu)建城市水安全格局指標(biāo)，并借助GIS空間技術(shù)探討在城市總體規(guī)劃層面上構(gòu)建城市水安全格局的方法。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

武鳴(22°59′～23°33′N，107°49′～108°37′E)原為南寧市轄縣,與南寧中心城區(qū)相距37 km，總面積3 378 km2。位于大明山西側(cè)，地勢(shì)自東北向西南傾斜，為丘陵、崗地、平原相間交錯(cuò)的小盆地；大小河流有138條，多以大明山系為源頭發(fā)育的地表與地下水系為主，總水量31.40億m3，過(guò)境水僅占為4.99億m3；年均降雨量1 100 mm～1 700 mm，最大降雨量202.6 mm，夏初雨季易發(fā)生山洪暴發(fā)，造成洪澇災(zāi)害。本文研究區(qū)為武鳴主城片區(qū)，面積38.3 km2，為武鳴兩條主要河流——武鳴河和香山河的交匯，城內(nèi)尚未建立完善的雨污分流排水系統(tǒng)，廢水排放主要來(lái)自兩方面：一是鎮(zhèn)區(qū)和農(nóng)村的生活污水；二是規(guī)模化禽畜養(yǎng)殖廢水以及部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污水，農(nóng)村生活污水和規(guī)模化禽畜養(yǎng)殖污染源較為分散。

2 武鳴城市水安全格局評(píng)價(jià)

2.1 理論依據(jù)

根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)格局過(guò)程尺度理論和水文過(guò)程原理，城市水文過(guò)程具有時(shí)空的連續(xù)性,并在不同的時(shí)空尺度上產(chǎn)生不同的水安全效應(yīng)。較大尺度上的城市水文過(guò)程表現(xiàn)為暴雨徑流向城市不同集水區(qū)分流的過(guò)程，城市集水區(qū)的范圍、排水管網(wǎng)系統(tǒng)、集水區(qū)匯蓄能力決定了該區(qū)域的安全水平，應(yīng)從城市總體規(guī)劃層面來(lái)控制。較小尺度上，暴雨徑流水文過(guò)程產(chǎn)生的安全效應(yīng)則取決于具有調(diào)蓄能力的綠地和水域系統(tǒng)空間格局特征，可采用LID技術(shù)。本文擬從參與水文生態(tài)過(guò)程的要素空間格局和雨洪過(guò)程兩個(gè)方面出發(fā)，選取地形劃分集水區(qū)，考慮人口密度、土地利用類型等社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素形成的壓力，同時(shí)考慮水文生態(tài)過(guò)程的連通性、完整性等因素，從總體規(guī)劃層面構(gòu)建城市水安全格局的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)與權(quán)重

基于DSR模型和AHP分析法將指標(biāo)分解成若干層次，并以同一層次的各種要素按照上一層要素為準(zhǔn)則，進(jìn)行兩兩判斷比較并計(jì)算出各個(gè)要素的權(quán)重，最終得出綜合權(quán)重[6](見(jiàn)表1)。

表1 雨洪水安全評(píng)價(jià)體系

2.3 評(píng)價(jià)單元提取

本研究從城市總體規(guī)劃層面入手，以流域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元，通過(guò)總規(guī)層面大尺度指導(dǎo)控制各流域小尺度的發(fā)展[7]。基于GIS軟件的Spatial Analyst Tools水文分析模塊對(duì)整個(gè)武鳴中心城區(qū)進(jìn)行流域劃分。通過(guò)對(duì)原始DEM數(shù)據(jù)處理，以地形內(nèi)高程處理山脊線和山谷線為基礎(chǔ)生成洼地[8](見(jiàn)圖1)。為避免對(duì)水流方向判斷出現(xiàn)誤差，對(duì)存在的洼地進(jìn)行填充，以D8算法為原理，可對(duì)水流方向和匯流累積量進(jìn)行提取(見(jiàn)圖2)，當(dāng)匯流量超過(guò)臨界值便產(chǎn)生河網(wǎng)(臨界值參考武鳴降雨量和現(xiàn)狀調(diào)研城區(qū)積水情況規(guī)定)，將其轉(zhuǎn)換為矢量河網(wǎng)(見(jiàn)圖3)。最后通過(guò)流域盆地即集水區(qū)域(如圖4所示)和河網(wǎng)疊加(見(jiàn)圖5)，加上實(shí)際調(diào)研情況分析，篩選流域邊界形成流域劃分(見(jiàn)圖6)[9]。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分進(jìn)行加權(quán)求和得到PSR指標(biāo)體系(如表2所示)后將各區(qū)域分為高中低三個(gè)等級(jí)水安全，如表3所示，總結(jié)以上分析，武鳴中心城區(qū)水安全格局，如圖7所示。

表2 PSR指標(biāo)體系

指標(biāo)1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)7區(qū)8區(qū)狀態(tài)0.40.490.290.310.490.590.50.27壓力0.190.310.010.120.310.20.40.13響應(yīng)0.290.380.040.510.670.520.580.8

表3 水安全等級(jí)

4 水安全格局構(gòu)建策略

根據(jù)不同安全區(qū)的特點(diǎn)，與總規(guī)劃定的功能區(qū)發(fā)展目標(biāo)結(jié)合，主要從水域優(yōu)化、土地開(kāi)發(fā)利用和海綿技術(shù)三個(gè)方面制定不同的空間規(guī)劃對(duì)策(見(jiàn)表4)，達(dá)到調(diào)蓄流域內(nèi)雨洪，改善水質(zhì)和修復(fù)水生境的目的，優(yōu)化完善流域的水安全格局。

表4 洪水安全格局建設(shè)導(dǎo)則

5 結(jié)果與討論

城市雨洪過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜非線性過(guò)程，目前國(guó)內(nèi)外無(wú)法對(duì)其進(jìn)行全面而精確的探究；本文依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，從水文要素格局與過(guò)程的角度，在總體規(guī)劃層面建立城市水安全格局的評(píng)價(jià)模型，為制定雨洪水安全建設(shè)策略提供了可操作性較高的模式。在總規(guī)用地管理的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步從控規(guī)層面的用地管理和規(guī)劃設(shè)計(jì)層面的低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)深化實(shí)現(xiàn)城市水安全格局。

[1] 桂 萍.生態(tài)安全格局視角下的城市水系統(tǒng)規(guī)劃[J].城市規(guī)劃,2009(4):61-64.

[2] 史正濤,劉新有.城市水安全研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J].城市規(guī)劃,2008(7):82-87.

[3] 雷彩虹.生態(tài)城市建設(shè)中的水系統(tǒng)規(guī)劃[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2006,12(3):150-152.

[4] 韓宇平,阮本清.區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系初步研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2003,23(2):267-272.

[5] 張俊艷.城市水安全綜合評(píng)價(jià)理論與方法研究[D].天津:天津大學(xué),2006.

[6] 王寶強(qiáng).洪澇安全視角下的山地城市用地布局規(guī)劃研究[J].規(guī)劃師,2009(10):73-77.

[7] 史正濤,劉新有.城市水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].城市問(wèn)題,2008(6):30-34.

[8] 劉 杰.基于GIS的滇池流域景觀格局優(yōu)化[J].自然資源學(xué)報(bào),2012(27):802-807.

[9] 尹海偉.城市與區(qū)域規(guī)劃空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].南京:東南大學(xué)出版社，2014:139-148.

The construction research on urban water security pattern of overall planning level

Li Pingping Huang Yekun Chen Junting*

(CivilEngineeringandArchitectureSchool,GuangxiUniversity,Nanning530001,China)

This paper introduced the general situation of Nanning Wuming District, according to the landscape ecology principle, from the overall planning level construction of the evaluation index system of urban water security pattern, and combining with the safety evaluation results, put forward the construction strategy of rain flood safety, so as to optimize and improve the water security pattern of river basin.

urban water security pattern, LID technology, overall planning, evaluation index

1009-6825(2017)15-0017-02

2017-03-13

李萍萍(1993- )，女，在讀本科生； 黃葉琨(1993- )，女，在讀本科生

陳筠婷(1972- )，女，副教授

TU984

A