雨洪韌性導向的生態城市空間塑造
——以中法武漢生態示范城為例

楊正光 張旭超 董 芳 YANG Zhengguang, ZHANG Xuchao, DONG Fang

0 引言

全球氣候變化問題加劇了雨洪災害的危害程度，聯合國關于自然災害的報告中指出，雨洪災害在當前各類災害中影響最大，1995年至2015年間，雨洪災害在所有氣候相關災害中占比達47%，其影響人群占所有氣候相關災害影響人群的比重超過56%，而其中亞洲和非洲更是重災區[1]。針對減輕和應對雨洪災害影響的思考和研究在近年指向“韌性”，通過在雨洪防治決策和措施中強化雨洪韌性的理念，引導城市朝更可持續的水治理方向發展。

我國自2014年啟動并在全國推廣海綿城市建設，以期用更為高效可持續的水資源綜合管理強化城市雨洪韌性。武漢市入選首批試點城市后，在市域范圍全面推進并取得良好表現，在2020年長江嚴峻汛情的考驗下，城內漬水內澇現象較往年明顯緩解[2]。中法武漢生態示范城（以下簡稱“中法生態城”）以生態發展理念為立“城”之本，充分吸收武漢市以雨洪韌性為導向的水資源管理實踐經驗，藉由不同載體對中法生態城的空間塑造起到管控和引導作用，形成一套行之有效的規劃方法。

1 雨洪防治理念的演化及對城市空間的影響

1.1 傳統雨洪防治理念對城市空間的塑造

中國古代城鎮在與雨洪內澇長期斗爭的過程中，總結形成了傳統的雨洪防治理念，其核心措施集中在“趨避”和“排水”。前者體現在選址上與水體保持安全距離，即《管子》所論述的“下毋近水而溝防省”，后者則希望盡快將雨水通過渠道管網排入附近水體，以降低城市內澇風險，如唐揚州城內的交織河網，除了滿足交通供水也是城市排水排洪的干渠[3]。在傳統雨洪理念的導向下，城市空間被動地受到河湖水網的反向形塑而發展出適應性空間特征，其中最具代表性的便是江南地區，六朝時期的都城（建康）中心城區的人工水系和水利設施便是整個城市形態構成的重要基礎[4]，而現代江南地區更是形成極具特色的“雙棋盤格局”和相互耦合的聚居空間。河湖水網可以起到緩解雨洪內澇的作用，但是江南地區降雨量大、地勢低平的特性使其仍然常年面臨內澇的風險，近年來不斷下降的水面率和不斷增加的“工程性”防洪排澇措施更是進一步導致了水質惡化、生境惡化、景觀丑化、洪澇頻發等問題，對城市空間造成負面影響[5]。

1.2 雨洪韌性導向下城市空間塑造的新理念

相較于傳統雨洪防治理念，雨洪韌性理念繼承了韌性概念的3個主要內涵，即防御災害、快速恢復和保留原有功能特性[6-9]，主張構建統籌自然生態功能和人工干預功能的可持續性水資源綜合管理系統。雨洪韌性導向下，城市空間的塑造存在3方面變化：一是作用機制上從被動適應變為主動引導；二是覆蓋廣度上從局部改造變為全面塑造；三是實施方式上從單一手段變為多式并舉。圍繞雨洪韌性理念，國內外形成豐富的理論和政策，對城市空間的塑造各有側重。國內以國家政府和部委為主體提出綜合性的海綿城市理念和水生態文明城市理念，劉海龍等[10]結合項目設計提出景觀水文與歷史場所的融合；汪潔瓊等[11]針對江南地區空間形態重構提出水生態系統服務；YU[12]基于我國黃泛平原區“水城”提出洪澇適應性景觀；周藝南等[13]91提出雨洪韌性城市設計等（見表1）。

表1 國內雨洪韌性導向下城市空間塑造的相關政策、理論和策略研究Tab.1 Research on relevant policies, theories and strategies of urban space shaping based on storm water resilience in China

國外可持續雨洪管理的理念得到廣泛發展和應用，我國學者對美國、英國、澳大利亞、新西蘭等國的成功經驗有大量研究介紹[13]93，[14]114，[15]。在對城市空間的塑造上，美國的低影響開發（LID）和英國的可持續城市排水系統（SUDS）與我國的海綿城市較為類似，關注水系濕地、綠化、道路、廣場和建筑等徑流來源，并提倡通過運用規劃和設計手段創造具有功能性的水景觀。澳大利亞的水敏感城市設計（WSUD）和新西蘭的低影響城市設計與開發（LIUDD）借鑒了美國低影響開發（LID）理念，但理論視角進一步拓寬，將整個流域視為設計和管理的基本空間單元[14]117，在城市設計和建筑形式層面整合并保護城市水循環系統的各個方面。WSUD和LIUDD將城市與生態環境作為一個整體進行考慮，通過一套綜合方法提高環境的可持續性，與生態城市最初提出的“重建城市與自然的平衡”宗旨可謂殊途同歸。從空間塑造的作用主體上來說，WSUD和LIUDD相較于海綿城市等理念涉及面更廣，如《墨爾本水敏感城市設計導則》（City Of Melbourne WSUD Guidelines）提出所有城市空間都可以促進市域可持續水資源管理[16]14（見圖1），表現出一定程度的泛化。

圖1 澳大利亞墨爾本WSUD規劃框架Fig.1 WSUD planning framework for Melbourne,Australia

2 雨洪韌性導向下生態城市空間塑造的作用途徑

2.1 雨洪韌性與生態城市的互動性關系

本文論述的城市空間塑造主要集中在物理空間環境層面，而雨洪韌性的作用主體與生態城市的空間要素有諸多角度可以形成合力，作用于生態城市空間的塑造，并在不同尺度上綜合地解決生態環境問題和防洪排澇問題。例如最大限度地保護水生態系統，維持山水林田湖草等生態空間的比例和城市開發前的自然水文特征；修復因粗放式發展受損的城市綠地、水體、濕地等，恢復其水文循環特征和生態功能，促進城市生態多樣性的提升；通過種種低影響措施，合理控制開發強度，促進居住區和商業區、城市道路、廣場、綠地等功能空間的生態化改造，減少能源消耗和溫室氣體排放，并減少地表水徑流量和徑流污染等。

考慮到我國當前發展階段的適用性要求，可以明確雨洪韌性對生態城市空間進行作用的3個層面，即區域層面的湖泊、河流、池塘、溝渠、樹林、大型盆地、雨洪沼澤、濕地和滯留池等，組團層面的道路網絡、公園廊道、雨水花園、廣場等，街區層面的建筑屋頂、地面道路、綠化、停車場等。

2.2 生態城市空間塑造的作用途徑

生態城市往往被視作代表一種城市或社區發展的目標和方向[17]，其應用場景非常廣泛。如完全實現無碳化和可再生能源供應、良好的城市規劃布局和公共交通系統、資源保護、水和廢物回收、綠色屋頂、城市環境修復及其他社會、經濟、文化層面的場景。每一個地區或城市在進行生態城市建設時都有其本地化適應的需求，因此生態城市的空間塑造首先應基于對自身特色和生態優勢的挖掘，明確空間發展的原則性導向。在此基礎上，生態城市空間塑造的作用途徑與上述3個層面相呼應。

（1）宏觀層面主要是對城市空間格局、城市規劃結構等進行框定。通過梳理生態本底條件，明確現有資源中的山水林田湖草等重要生態元素。將區域內水資源納入整體流域進行考慮，強化水網連通循環，并判定重要河湖、濕地和溝渠與城鎮集中建設區的相互關系，為城市規劃結構確立提供支撐。以雨洪承載力分析等多種量化手段界定主要水體面積和邊界，保障排蓄能力，并對建設用地規模和選址進行限制，避免未來的城市建設和土地開發進一步破壞水系統的結構和功能，由此框定城市整體空間格局。

（2）中觀層面主要是對城市組團空間肌理及多用途空間塑造進行控制和引導。城市排水系統與地形條件具有高度相關性，從重力排水的角度來說，城市排水系統與城市道路順應地形條件布局能夠達到最好的泄洪效果，相應地影響用地布局和建筑排布，雨洪韌性在這個過程中成為塑造城市特色肌理的推動力；在多用途空間塑造上，從城市空間的適用性和可塑性特征出發，綜合考慮公園廊道、雨水花園、廣場等作用主體的城市景觀功能、生物棲生地功能和公共活動功能，達到空間共贏和時間共享，使綜合效益最大化。

（3）微觀層面主要是針對街區內居住區和非住宅項目進行建筑和場地空間營造。這一尺度對應的是對建設項目采用與景觀結合的生態化措施，并集成綠色雨水基礎設施，在營造微空間水文景觀基礎上，最大程度減小項目開發對環境的干擾。已建小區對建筑屋頂、小區道路及地面停車場進行改造，采用綠色屋頂、滲透鋪裝和綠色停車場，減小雨水徑流量和徑流污染；新建小區建設下凹式綠地、植被淺溝、雨水花園等綠色雨水基礎設施，降低綜合徑流系數，控制開發建設后的雨水徑流量不超過開發前。構成其最具特色的資源環境，如中部大面積的什湖濕地水體，北面緊鄰長江最大支流漢江，南邊緊鄰約32 km2的后官湖濕地公園。水體修復是其生態修復過程中最大的難點，快速城市化背景下圍墾造田造成什湖濕地不斷被切割，中心水面不斷萎縮，代之以零碎的季節性小斑塊濕地和養殖水面，濕地功能退化，水環境惡化（見圖2，表2）。河流、湖泊和濕地雖然有一條人工溝渠相連，但長期淤塞，存在連通性差

表2 什湖濕地水面情況變化一覽表Tab.2 List of changes of wetland water surface in Shihu Lake

圖2 什湖濕地歷史演變（均選取12月份影像）Fig.2 Historical changes of Shihu wetland (images in December were selected)

3 雨洪韌性導向下的中法生態城空間塑造

3.1 生態本底和空間發展導向

中法生態城位于武漢市西部，處在主城區與新城區接合處的過渡地帶，總面積為39 km2。其設立的初衷是中法兩國通過全方位的合作打造可復制、可推廣的生態文明建設典范。中法生態城范圍內和緊鄰區域擁有豐富的水體，的問題。

在這一生態本底條件下，中法生態城的在前期研究階段明確了空間塑造的4個導向：①推動人與自然和諧發展，建構“山水城相融”的城市空間格局；②尊重城市發展規律，采用中低強度開發模式；③鼓勵混合發展，塑造“小街區、密路網”的城市肌理；④保護生物多樣性，維護生物棲息地的完整性和連續性。在此基礎上，雨洪韌性理念的引入為各層次城市空間的明晰落地和量化管控提供指導。

3.2 區域層面： 通過水生態系統梳理分析，塑造城市空間格局

3.2.1 基于雨洪承載力分析，框定北靜南動空間格局

為提升區域內雨洪韌性，優化城市生態環境，在宏觀層面從兩個角度進行管控。一是通過擴大水面占比提升對雨水的吸納、蓄滲和緩釋能力，削減城市徑流污染負荷。主要通過退塘還湖、河塘清淤等方式，圍繞當前僅存什湖中心水面，將季節性小斑塊濕地、人工養殖水面整合還原為“大片湖面+成片濕地”，擴大核心水域面積，將規劃范圍內水面率提升至19%。這一措施基本確定了整個北部以生態保育為主的空間格局。

二是通過雨洪承載力分析嚴格控制城市建設用地規模和開發強度上限，保障綠地、山體和水系在用地中的占比，降低地區綜合徑流系數（見圖3），保證地區蓄水能力滿足相應排澇標準下雨水不外排，與其他建設區在汛期錯峰排放，不增加漢江河道的行洪負擔，以保障漢江流域排澇防洪安全。雨洪承載力分析設定在一定排澇標準下，核算地區的降雨量、蓄水量，從而得到在保障排澇安全的前提下，地區能達到的最大綜合徑流系數。對應100年重現期標準來明確城市建設用地規模，并主要布局在南部低生態敏感性區域。規劃以定量的方式在前期研究中實現對水面率和建設用地規模的管控，提升區域雨洪韌性，并基本框定中法生態城“北靜南動”的城市空間格局。

圖3 徑流系數分析圖Fig.3 Runoff coefficient analysis diagram

3.2.2 江湖水網連通，構建多廊多組團空間結構河流水系連通程度決定著水文循環過程和區域水資源配置，有利于增加水環境承載能力和水系排泄調蓄能力，能有效減少洪澇災害，并緩解水環境污染、水生態惡化等問題。中法生態城所處的大漢陽地區“六湖連通”水網工程（見圖4）已自成體系，但中法生態城內部水系尚存在江湖阻隔、分割嚴重的問題，蓄水單元間連通性的缺失導致河道和溝渠堵塞嚴重，什湖周邊水系大幅萎縮，雨水不能有效存儲和調蓄。通過河道溝渠清淤疏竣、新修連通道等整治措施，將內部湖泊向北與漢江進行連通，向南經地勢低洼處形成多條縱向藍綠廊道，經后官湖與漢陽地區6大湖泊連通對接，最終進入長江，將中法生態城內部水系納入整個流域，并形成“江湖連通”動態水網，提高河湖水系的蓄泄能力和生態修復能力。藍綠廊道同時也成為楔入城鎮集中建設區的生態緩沖帶，由緩沖帶分隔開的各片區圍繞軌道交通站點生長為TOD導向的產城融合組團，塑造了中法生態城“多廊、多組團”式的整體空間結構（見圖5）。

圖4 大漢陽地區“江湖連通”動態水網Fig.4 Water network in Dahanyang area

圖5 中法生態城規劃結構Fig.5 Planning structure of the Sino-French Wuhan Ecological Demonstration City

3.3 組團層面： 功能互動疊加， 塑造空間肌理和復合空間

3.3.1 因形就勢，引導組團路網布局和用地肌理

場地地形地貌對城市用地布局至關重要，古代城鄉聚落布局一般也要求“土高水深”以固地基，避雨洪，納雨水。中法生態城海拔最高區域為南側馬鞍山，海拔約110 m，最低區域為北側什湖及周邊濕地，海拔約19 m，而最適合城市建設的“居高”區域則在兩者之間呈帶狀分布，海拔21—25 m（見圖6），從脊線向南北兩側逐次降低，因此規劃將城市建設用地主要布局在該區域內（見圖7），建設強度也從中間向兩側逐次降低。規劃因勢利導，排水管網布局根據高程變化選擇最合適的排水路徑，有效縮短集水時間，繼而決定用地規劃肌理、路網排布方向和建筑排布格局。

圖6 地形高程分析圖Fig.6 Terrain elevation analysis diagram

圖7 用地規劃圖Fig.7 Land use plan

此外，考慮到雨水沿城鎮集中建設區向南北兩側分別排往什湖和后官湖，為加強集中建設區與非集中建設區之間的生態緩沖與雨水過濾，進一步延長雨水的滲透時間、增加地區的生態涵養功能，在南側結合后官湖濱湖綠帶內現狀連續水塘、農田布局了1條200—300 m寬的雨水花園，北側結合快速路防護綠地形成1處帶狀雨水花園，均具有儲存和凈化雨水的功能，實現雨水的收集與利用。這兩處雨水花園同時承擔了水景觀的功能，成為聯系城市建設區與漢江、馬鞍山及后官湖生態景觀體系的銜接帶。

3.3.2 三位一體，塑造適應性復合空間

中法生態城基于生態適宜性評價和生物多樣性保護要求，構建了“生物多樣性中心+緩沖區+生態廊道”的整體生態框架。生態廊道最初的設想主要從生態角度出發，包含作為公園綠地服務居民的功能，以及作為動植物棲生地和動物遷徙廊道的功能。在設計演化中，生態廊道作為適應性復合空間的需求不斷顯現，并主要體現在“藍綠復合”“活綠復合”和“豐枯復合”3個方面。

“藍綠復合”強調海綿排蓄功能和生態功能的復合，基于現狀排水渠、生態廊道形成4級縱向藍綠廊道（見圖8）。一級廊道寬200—300 m，依托現狀排水渠、重要道路沿線綠帶，形成城市生態系統的結構性廊道，鎖定組團發展邊界，其中水廊道寬度約為50 m；二級廊道寬100—120 m，作為組團內部的水系統設施廊道，實現組團之間的水循環、水凈化，水廊道寬度約為25 m；三級廊道寬30 m，作為生態街區的核心要素，水廊道寬度約為9 m；四級廊道寬27.5—30.0 m，作為住區之間的休憩空間，并布局景觀水體。“活綠復合”強調公共活動功能和生態功能的復合，多級廊道同時作為水岸空間，復合文化空間、體育設施、娛樂休閑等功能。結合一級、二級廊道布局體育休閑場地，結合三級廊道布局小廣場、科教活動場地，結合四級廊道布局共享花園，同時將社區鄰里中心盡量緊鄰綠化廊道布局，為居民提供類型豐富、開放共享的城市空間。“豐枯復合”則強調排蓄功能和公共活動功能在時間上的復合，根據豐水位、常水位、枯水位等不同條件下雨水存蓄量的不同，形成不同等級的淹沒次序，并根據淹沒水體兩側公共活動綠地的寬度不同，復合開展不同的公共活動，最大化利用生態廊道（見圖9）。適應性復合空間的塑造是在需求基礎上對傳統空間的多樣化詮釋，體現了生態功能、雨洪排蓄功能、公共活動功能在空間和時間上的綜合平衡。

圖8 四級縱向廊道和雨水花園布局示意圖Fig.8 Layout diagram of four-level corridor and rain garden

圖9 功能復合廊道豐水期和枯水期場地利用示意（以二級廊道為例）Fig.9 Site utilization schematic of a functional-composite corridor in wet season and dry season (taking the secondary corridor as an example)

3.4 街區層面： 指標體系引導和法規約束，營造第五立面和場地空間特色

中法生態城圍繞“創新產業、協調發展、環保低碳、中法合作、和諧共享”制定了5大類共24小項的規劃指標體系，以控制、引導實施并適時評估反饋。針對街區層面的雨洪韌性提升，在全域范圍內年徑流總量控制率≥85%的基礎上，“建成區綠地率”和“綠色建筑”的指標間接對屋頂和地面場地徑流提出控制要求，對建筑第五立面和場地景觀營造造成影響。一是建成區綠地率要求不小于42%，高于《武漢市城市綠化條例》 《武漢市建設工程項目配套綠地面積審核管理辦法》等相關技術標準、規范的要求，由此促進居住用地綠地率的提升和非住宅項目綠色屋頂覆蓋率，達到減小雨水徑流量和徑流污染的目的。二是綠色建筑按4個等級提出不同要求，其中一星級建筑需滿足100%覆蓋率，二星級需不少于50%覆蓋率，三星級需不少于10%覆蓋率，大型公共建筑需滿足中國三星級和法國HQE雙認證。根據2019年新發布的《綠色建筑評價標準》（GBT50378-2019），“場地生態與環境”中將“利用場地空間設置綠色雨水基礎設施”納入評分項，“節水與水資源利用”中將“結合雨水綜合利用設施營造室外景觀水體”納入評分項，引導居住建筑和公共建筑在場地空間內建設景觀性雨水基礎設施以降低綜合徑流系數，下凹式綠地、雨水花園等特色水景觀將成為中法生態城街區空間塑造中的必選項。

此外，為確保街區層面的韌性設施落地，武漢市自然資源和規劃局出臺了一系列文件規定，要求中法生態城范圍內新建開發項目必須編制海綿城市專項規劃，連同建筑總平面方案同步報批。設計文件對開發項目的年徑流總量控制率、面源污染削減率、峰值徑流系數、可滲透硬化地面占比、下沉式綠地率及蓄水設施總容積等指標按照不同區域要求進行取值，對蓄水設施在地塊總平面上的布局予以明確。地塊開發方對各指標及設施進行承諾，后期規劃條件核實若不達標將在信息平臺予以公示，并被責令限期整改。

4 結語

生態城市豐富的生態載體及其所推崇的空間發展導向，給雨洪韌性提升及不同尺度上的特色空間塑造提供了良好條件，繼而進一步促進了城市、人與自然的和諧相處。當前我國城市發展正處于傳統外延增長向生態文明轉型的過渡階段[20]，生態城市建設進入快車道，《中國生態城市建設發展報告（2019）》認為中國生態城市建設已經進入城市群階段，這也保障了雨洪韌性導向下城市空間塑造的實踐基數。從實施情況來看，國家和地方城市當前仍主要以海綿城市為抓手來強化城市雨洪韌性，并形成了具體的指導意見和實施方案，但在城市空間的關注上有所局限，主要集中在居住小區、公共建筑、公園綠地、道路的海綿性改造及城市水系生態修復和形態保護等中、微觀層面。本文論述的雨洪韌性導向下的生態城市空間塑造策略作為一種跨學科的整合性規劃方法，可以為不同發展模式下的生態城市拓寬視野并提供借鑒，有待在未來進行深入研究和實踐。