NbS在城市雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用研究

戴 偉 劉博新

近年來(lái)，以優(yōu)化市政雨水管網(wǎng)為主要切入點(diǎn)的城市防洪排澇工作取得了豐碩成果。然而，全球氣候變化與快速城市化加劇了城市雨洪災(zāi)害發(fā)生的概率，導(dǎo)致中國(guó)未來(lái)防洪排澇工作仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)[1-3]。因此，將藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施和灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，從源頭上系統(tǒng)地對(duì)城市雨洪進(jìn)行分散控制確有必要。在此背景下，一種基于自然的解決方案(Nature-based Solutions，NbS)被世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)、歐盟(EU)和世界銀行(The World Bank)等組織提出[4-5]。現(xiàn)有文獻(xiàn)中，NbS的研究熱點(diǎn)主要包括評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建、評(píng)估流程制定和社會(huì)政治可持續(xù)發(fā)展等[6-10]。中國(guó)基于NbS的雨洪管理研究還處于起步階段，且多為概念辨析、國(guó)外案例評(píng)述、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估和對(duì)我國(guó)規(guī)劃的啟示等[11-13]。例如，周偉奇等對(duì)城市內(nèi)澇與NbS的結(jié)合進(jìn)行了綜述[14]；林偉斌等闡述了NbS對(duì)我國(guó)城市適應(yīng)性轉(zhuǎn)型的啟示[15]。

在2019年聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)(UNFCCC)上，我國(guó)被確定為全球?qū)嵤㎞bS行動(dòng)的2個(gè)牽頭國(guó)家之一[4]。然而，如何將NbS理念應(yīng)用到城市雨洪韌性規(guī)劃之中，尚缺乏系統(tǒng)深入的研究。基于上述思考，本文以闡述NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃應(yīng)用中的切入點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合“場(chǎng)地現(xiàn)狀分析-雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-雨洪韌性規(guī)劃-規(guī)劃效果評(píng)估”的技術(shù)路線，將“師法自然”的理念與MIKE FLOOD雨洪模擬技術(shù)相結(jié)合，從堤防岸線、水系網(wǎng)絡(luò)和水位管理3個(gè)方面提出NbS在城市雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用策略，并以實(shí)證案例展開論述。

1 NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃應(yīng)用中的切入點(diǎn)

NbS為城市雨洪韌性規(guī)劃提供了一種新思路。相比于傳統(tǒng)的雨洪規(guī)劃，NbS視角下的城市雨洪韌性規(guī)劃更凸顯“師法自然”這一核心思想，倡導(dǎo)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的最小干預(yù)，維持或改善原有生態(tài)系統(tǒng)，順應(yīng)水文機(jī)制，將城市灰色基礎(chǔ)設(shè)施與綠色、藍(lán)色網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)城市對(duì)雨洪災(zāi)害擾動(dòng)的削減和適應(yīng)能力，將雨洪災(zāi)害擾動(dòng)對(duì)城市的影響控制在可接受的范圍，維持其核心功能，提高城市對(duì)雨洪災(zāi)害擾動(dòng)的韌性。

筆者認(rèn)為，NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用可從以下4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)切入。

1)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。NbS視角下的雨洪韌性規(guī)劃，首先應(yīng)從生態(tài)環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，遵循生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)規(guī)律和生態(tài)優(yōu)先原則，盡量避免對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾；倡導(dǎo)整個(gè)場(chǎng)地的低影響開發(fā)，減少城市開發(fā)與市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)水文環(huán)境的擾動(dòng)；將藍(lán)綠網(wǎng)絡(luò)與灰色基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)結(jié)合；對(duì)生態(tài)資源進(jìn)行必要重組，充分發(fā)揮自然的力量，讓自然做功，改善生態(tài)環(huán)境，提升生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)效能；從源頭消減、過(guò)程疏導(dǎo)、末端治理等全過(guò)程改善城市雨洪環(huán)境，提升城市應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力。

2)“點(diǎn)線面”協(xié)同。NbS視角下的雨洪韌性規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)點(diǎn)、線、面相結(jié)合，充分利用自然形成的雨水干廊、支廊、毛細(xì)廊，構(gòu)建以水為媒、多尺度、立體化的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，提高水文連通性。這里的“點(diǎn)”指綠色屋頂、小型雨水花園、生物滯留池等點(diǎn)狀空間；“線”指生態(tài)化河道、自然岸線、順應(yīng)水文機(jī)理的道路、防洪大堤兩側(cè)的緩沖區(qū)等線狀空間；“面”指公園、綠地、濕地公園和生態(tài)斑塊等面狀空間。通過(guò)多層級(jí)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，優(yōu)先利用自然排水路徑限定雨流去向，讓雨洪就地滲、滯、蓄、凈，減小地表徑流量和徑流速度，減緩城市雨洪壓力。

3)保護(hù)和修復(fù)并舉。NbS視角下的雨洪韌性規(guī)劃，遵循自然規(guī)律，倡導(dǎo)保護(hù)和修復(fù)并舉；發(fā)揮下凹式綠地、生態(tài)植草溝、屋頂綠化、透水鋪裝等小尺度設(shè)施的調(diào)控作用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能；采用人工環(huán)保技術(shù)，在大尺度上將潛在的生態(tài)斑塊、生態(tài)踏腳石等節(jié)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)自然水體、行泄通道、調(diào)蓄池、多功能調(diào)蓄水體等水系的相互連通；加強(qiáng)修復(fù)與保護(hù)的針對(duì)性、關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性和協(xié)同性；大力協(xié)同藍(lán)綠灰等基礎(chǔ)設(shè)施的功能，優(yōu)化用地布局，讓藍(lán)綠開放空間功能多樣化。

4)全過(guò)程全要素。應(yīng)將場(chǎng)地的全要素融入“場(chǎng)地現(xiàn)狀分析-雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-雨洪韌性規(guī)劃-規(guī)劃效果評(píng)估”的規(guī)劃全過(guò)程中。通過(guò)調(diào)研歷史數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)踏勘，充分理解場(chǎng)地的地形地貌、水系、濕地等生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀及其歷史變化趨勢(shì)；預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生雨洪風(fēng)險(xiǎn)的主要場(chǎng)所，辨識(shí)場(chǎng)地存在的問(wèn)題。立足于自然基底，順應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演變，積極利用生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，因地制宜地協(xié)同自然與工程手段。NbS視角下的雨洪韌性規(guī)劃方案應(yīng)以堤防岸線、水系網(wǎng)絡(luò)和水位管理為重點(diǎn)。在堤防岸線中，基于岸線特征評(píng)估結(jié)果，對(duì)岸線進(jìn)行分段規(guī)劃設(shè)計(jì)；因地制宜地運(yùn)用生態(tài)材料，創(chuàng)造多樣化的水陸交界面；適當(dāng)退縮岸線，修復(fù)灘涂地，擴(kuò)大雨洪緩沖范圍。在水系網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)合自然雨水廊道的識(shí)別結(jié)果，規(guī)劃水系廊道、調(diào)蓄湖和濕地斑塊；提高藍(lán)綠網(wǎng)絡(luò)密度和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的連通性；恪守生態(tài)紅線，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地低影響開發(fā)。在水位管理中，利用自然地形高差形成的勢(shì)能，對(duì)場(chǎng)地水位進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)；加強(qiáng)水位預(yù)警，在特大暴雨來(lái)臨前，將內(nèi)河涌水位降低到常水位以下，以擴(kuò)大場(chǎng)地的蓄水容量。

2 案例研究

選取廣州琶洲中東區(qū)(占地面積5.2km2，以下簡(jiǎn)稱“場(chǎng)地”)為實(shí)證對(duì)象。該場(chǎng)地位于珠江前航道和廣州的黃埔涌之間。根據(jù)廣州市建設(shè)國(guó)家中心城市的目標(biāo)，未來(lái)場(chǎng)地將被打造成為與珠江新城、國(guó)際金融城并列的廣州大CBD地區(qū)，成為廣東省最具活力、動(dòng)力和魅力的經(jīng)濟(jì)引擎。結(jié)合案例研究，進(jìn)一步詳細(xì)闡述NbS在城市雨洪韌性規(guī)劃應(yīng)用中的特點(diǎn)。

2.1 場(chǎng)地現(xiàn)狀分析

場(chǎng)地被珠江前航道、黃埔涌環(huán)繞(圖1)，平均高程約為8.30m(廣州基礎(chǔ)高程，下同)，土地沉降2～3mm/年，外圍堤壩平均高程為8.36m(圖2-1)。現(xiàn)有綠地呈散片狀分布，場(chǎng)地內(nèi)有3條主要水系(圖2-2)，雨水管網(wǎng)已部分建成(圖2-3)。

圖1 場(chǎng)地現(xiàn)狀鳥瞰

圖2 場(chǎng)地現(xiàn)狀分析(2-1 高程；2-2 綠地和水系；2-3 雨水管網(wǎng)；2-4 外河道形態(tài)變化)

珠江前航道和黃埔涌的水位變化、河床侵蝕和城市開發(fā)影響了外河道與堤防形態(tài)。通過(guò)區(qū)域地理資料分析、衛(wèi)星圖解譯和場(chǎng)地實(shí)際勘探發(fā)現(xiàn)，部分河段“束水歸槽”現(xiàn)象嚴(yán)重(圖2-4)。

2.2 雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)場(chǎng)地《控制性詳細(xì)規(guī)劃》[16](圖3，以下簡(jiǎn)稱《控規(guī)》)《防洪規(guī)劃》《雨水工程規(guī)劃》[17]等上位規(guī)劃要求，防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為200年一遇。

圖3 場(chǎng)地控制性詳細(xì)規(guī)劃[16]

本文在雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中應(yīng)用了M I K E FLOOD模型，模型運(yùn)作流程如圖4所示。MIKE FLOOD模型由于其強(qiáng)大的推演功能，在雨洪情景模擬與分析研究中得到了廣泛應(yīng)用。例如，Tansar等基于MIKE FLOOD模型對(duì)泰國(guó)平河洪澇影響進(jìn)行了評(píng)估[18]；Asta等利用MIKE URABN模型，對(duì)雷克未雅克(Reykjavik)中心城區(qū)地表徑流和管網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行了評(píng)估[19]；Ramteke等應(yīng)用MIKE SHE模型，研究了保護(hù)措施對(duì)岸線水文的影響[20]；Liang等模擬了潰堤條件下的洪水演進(jìn)情況[21]；王川濤等利用MIKE FLOOD模型模擬了200年一遇暴雨情景下的積水深度與積水時(shí)間[22]；高鵬等則采用MIKE FLOOD模型分析了輝發(fā)河干流的可能受淹區(qū)[23]。

圖4 MIKE FLOOD模型運(yùn)作流程

在本案例中，通過(guò)將邊界條件及參數(shù)、河網(wǎng)數(shù)據(jù)、河道斷面數(shù)據(jù)等輸入MIKE FLOOD模型得到重要物理參數(shù)，包括河道水速、河道高潮水位、河道水流向、場(chǎng)地積水深度和場(chǎng)地24h管網(wǎng)累積流量等。

選取2021年7月28—30日大雨期間場(chǎng)地實(shí)測(cè)水速數(shù)據(jù)來(lái)率定模型參數(shù)。將河網(wǎng)數(shù)據(jù)、河道斷面數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、雨水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、土地利用和降雨量等場(chǎng)地實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸入MIKE FLOOD模型，反復(fù)調(diào)整模型中表征河床和邊壁水流阻力的重要參數(shù)——糙率系數(shù)(曼寧系數(shù))，直至模型的模擬輸出值與實(shí)際測(cè)量曲線具有較高的貼近度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)河床糙率調(diào)整到0.035時(shí)，實(shí)際測(cè)量的水速和模型模擬輸出值之間達(dá)到了最好的擬合(圖5)，最大誤差為8.1%。通過(guò)計(jì)算得到納什效率系數(shù)(Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient，NSE)為0.70。為了驗(yàn)證模型的可信度，將2022年7月14日“暹芭”臺(tái)風(fēng)登陸廣東時(shí)的場(chǎng)地實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和率定后的河床糙率0.035輸入模型，發(fā)現(xiàn)模型的模擬輸出與實(shí)際測(cè)量之間的誤差均在±10%以內(nèi)(表1)，說(shuō)明模擬結(jié)果與實(shí)際情況較為符合，模型具有較高的可信度(場(chǎng)地編號(hào)分布見圖2-4)。

表1 2022年7月14日?qǐng)龅貙?shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對(duì)比

圖5 2021年7月28—30日?qǐng)龅豋1點(diǎn)實(shí)測(cè)水速與模擬水速對(duì)比

根據(jù)上位規(guī)劃要求，雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基于“200年一遇特大暴雨+200年一遇高潮洪水+2100年海平面”的情景，MIKE FLOOD模型的輸入?yún)?shù)如下。以廣州市水務(wù)局中山站、琶洲站1990—2020年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用芝加哥雨型生成器計(jì)算后得到200年一遇特大暴雨24h降雨量為252.4～268.7mm，本文取上限值。200年一遇潮水珠江前航道、黃埔涌高潮位分別為8.35和8.38m，200年一遇潮水河道點(diǎn)水速為9.5m/s(珠江前航道)和9.7m/s(黃埔涌)。2100年海平面上升100～210mm[24]，本文取上限值。河床糙率經(jīng)模型率定為0.035。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50014—2021)[25]，土地利用徑流系數(shù)取水域1.0、道路0.75、耕地水田0.50、裸地0.30、防護(hù)綠地或公共綠地0.15，考慮到場(chǎng)地的地理位置對(duì)源頭減排雨水系統(tǒng)的作用和未來(lái)雨洪韌性需要適度冗余的性質(zhì)，商務(wù)用地(商業(yè)用地/交通設(shè)施用地/文化設(shè)施用地/安全設(shè)施用地)的徑流系數(shù)取0.90+0.05。河網(wǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概化后得出(規(guī)劃后的數(shù)據(jù)來(lái)自疊合《控規(guī)》與場(chǎng)地水系網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概化后得出)。河道斷面數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)以測(cè)量地形圖為基礎(chǔ)，利用CAD、ArcGIS軟件繪制后得出。土地利用數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得出。現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)數(shù)據(jù)來(lái)自雨水管網(wǎng)圖(圖2-3)，規(guī)劃后的數(shù)據(jù)來(lái)自場(chǎng)地《雨水工程規(guī)劃》[17]。

將以上數(shù)據(jù)輸入MIKE FLOOD模型，得到場(chǎng)地積水深度分布、雨水管網(wǎng)24h累積流量等模擬結(jié)果(圖6)。

圖6 場(chǎng)地雨洪風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)(6-1 積水深度分布；6-2 雨水管道24h累積流量)

從模擬結(jié)果可以看到，場(chǎng)地現(xiàn)狀在面對(duì)“200年一遇特大暴雨+200年一遇高潮洪水+2100年海平面”的情景下，主要存在如下問(wèn)題：

1)內(nèi)河涌水系網(wǎng)絡(luò)密度低，內(nèi)河涌、行泄通道、調(diào)蓄池、調(diào)蓄水體等水系的連通性差，中心區(qū)排水管道24h內(nèi)累計(jì)流量大，擁堵管道(24h累積流量≥750m3/h)長(zhǎng)度占38.4%，分布較分散；

2)積水深度在0.30～0.50m的面積占場(chǎng)地總面積的32.5%，積水現(xiàn)象較為嚴(yán)重；

3)場(chǎng)地現(xiàn)狀可蓄水量遠(yuǎn)小于200年一遇24h降雨量，隨著未來(lái)城市化的推進(jìn)，硬質(zhì)化的地面將使這個(gè)差距進(jìn)一步增大。

2.3 NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用

NbS理念在本案例中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在堤防岸線、水系網(wǎng)絡(luò)和水位管理3個(gè)方面。

2.3.1 堤防岸線

堤岸系統(tǒng)包括大堤外側(cè)河床、大堤及大堤內(nèi)側(cè)緩沖區(qū)，具有重要的防洪與維持生物多樣性的意義。結(jié)合“200年一遇特大暴雨+200年一遇高潮洪水+2100年海平面”的情景模擬，基于雨洪脆弱性(岸線100m內(nèi)緩沖區(qū)受淹面積比例)、沖淤度(10年內(nèi)河面寬度增加或減少量占原河道寬度的比例)、緩沖距離(建筑到河岸的平均距離)等客觀數(shù)據(jù)，從防洪需求、河道沖淤和預(yù)留用地等方面對(duì)岸線進(jìn)行評(píng)估(圖7，表2)。

表2 堤岸評(píng)估指標(biāo)

圖7 場(chǎng)地堤岸條件評(píng)估結(jié)果(7-1 防洪需求；7-2 河道沖淤；7-3 預(yù)留用地)

針對(duì)岸線現(xiàn)狀的評(píng)估結(jié)果，對(duì)岸線進(jìn)行分段規(guī)劃。因地制宜地退縮岸線，擴(kuò)大緩沖，修復(fù)灘涂地；在綜合考慮堤段所在位置的土地沉降、坡度、河道沖淤等自然條件和城市景觀需求的基礎(chǔ)上，采用相應(yīng)的大堤截面形態(tài)。具體措施如下。

1)EFG、GHI岸線段位于場(chǎng)地島尖的最前端，受三角洲河口間斷式水沙運(yùn)輸作用明顯，河道沖刷大，總體防洪要求高，預(yù)留用地緊張。規(guī)劃對(duì)島尖灘涂地進(jìn)行修復(fù)，培育耐淹植物群落，利用日均外河道水位的變化，將珠江三角洲河口營(yíng)養(yǎng)物輸送到土體表面，建立生態(tài)棲息地。EF、HI段的大堤形態(tài)采用多級(jí)斜坡式堤型。FGH段可設(shè)置生態(tài)丁壩堤型。大堤內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖區(qū)，種植具有地域特色的樹木花草，促進(jìn)雨水就地滲、滯、蓄。

2)BCD、JKL岸線段雖然受珠江外河道沖刷，但預(yù)留用地總體充裕，且處于中央商務(wù)區(qū)，是展示未來(lái)城市形象的窗口。結(jié)合中心商務(wù)區(qū)的功能需求，大堤形態(tài)采用超級(jí)堤型，內(nèi)側(cè)連接高密度中心商務(wù)區(qū)的地下空間，大堤外側(cè)的階梯式擋水坡對(duì)風(fēng)浪起到緩沖作用。

3)AB、LM等岸線段的水位條件相對(duì)穩(wěn)定，且具有一定預(yù)留用地，可選用下段直、上段斜的混合堤型。

4)在各類堤型的堤頂規(guī)劃快行和慢行廊道，提供自行車、慢跑和漫步等可多功能場(chǎng)地。堤岸內(nèi)側(cè)種植灌木、喬木，不僅可以作為特大洪水來(lái)臨時(shí)的緩沖地帶，發(fā)揮防洪功能，平時(shí)還可以作為濱海休閑區(qū)，彰顯河口景觀風(fēng)貌。

2.3.2 水系網(wǎng)絡(luò)

順應(yīng)自然是NbS城市雨洪韌性規(guī)劃的核心。本案例運(yùn)用DEM 8單流向分析法進(jìn)行水文分析，利用ArcGIS軟件識(shí)別雨水徑流自然廊道并進(jìn)行分類(圖8)。在此基礎(chǔ)上，規(guī)劃場(chǎng)地內(nèi)河涌網(wǎng)絡(luò)、調(diào)蓄湖和濕地斑塊，以提高水系網(wǎng)絡(luò)的密度和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的連通性(圖9)，主要措施如下。

圖8 場(chǎng)地地表自然徑流模擬

圖9 場(chǎng)地水系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃示意

圖10 場(chǎng)地規(guī)劃后積水深度模擬

1)順應(yīng)水系自然流向，構(gòu)建“點(diǎn)線面”結(jié)合的魚骨式藍(lán)色網(wǎng)絡(luò)。以現(xiàn)有內(nèi)河涌、湖泊、洼地、溝塘等為基礎(chǔ)，結(jié)合圖6和圖8的分析，對(duì)積水深度較深、積水面積較大的地塊，結(jié)合周邊土地功能規(guī)劃，綜合考慮防澇需求，拓寬和加深原有內(nèi)河涌。新增一個(gè)綠地公園A(圖9)并增加原有人工湖的面積，擴(kuò)大蓄水容量。在一些水系流動(dòng)“梗斷”且周邊積水深度較大的區(qū)域，順應(yīng)雨水自然流向，新增內(nèi)河涌BW、NOV、ML、KJ、OP(圖9)，連接原有水系，提高網(wǎng)絡(luò)連通性。所有河涌?jī)砂杜湟詫?5m的河岸綠化帶，促進(jìn)雨水就地滲、滯、蓄。通過(guò)新增內(nèi)河涌、調(diào)蓄湖等與原河涌連通，彌補(bǔ)了蓄水容量的不足，提高了水系網(wǎng)絡(luò)的連通性和網(wǎng)絡(luò)密度。同時(shí)，對(duì)調(diào)蓄湖、綠地公園和內(nèi)河涌等進(jìn)行生態(tài)重塑，營(yíng)造河道順暢、綠樹連綿、景觀優(yōu)美的水系生態(tài)環(huán)境，提高城市空間品位。

2)優(yōu)化排水路徑。將雨水徑流廊道分為3級(jí)：一級(jí)雨水徑流廊道是在大暴雨時(shí)形成的地表徑流；二級(jí)雨水徑流廊道是雨季時(shí)形成的季節(jié)性水溝；三級(jí)雨水徑流廊道是常年有水的內(nèi)河涌。根據(jù)功能的不同對(duì)不同等級(jí)雨水廊道進(jìn)行分類規(guī)劃：一級(jí)雨水廊道以收集地塊附近的雨水為主，兼有生態(tài)涵養(yǎng)功能；二級(jí)雨水廊道兼有蓄滯和凈化污水的功能；三級(jí)雨水廊道是雨洪排放的主渠道，兼有景觀游憩、慢行交通等功能。按照就近就地排放原則，合理劃分匯水單元，優(yōu)化“匯水節(jié)點(diǎn)→一、二、三級(jí)雨水廊道→市政排水管網(wǎng)→外江水道”的排放路徑，延長(zhǎng)雨水在地表的自然徑流過(guò)程，降低徑流峰值，凈化面源污染。

2.3.3 水位管理

利用地形高差形成的勢(shì)能，將自然做功與工程做功相結(jié)合，對(duì)場(chǎng)地水位進(jìn)行調(diào)節(jié)；加強(qiáng)水位預(yù)警，在特大暴雨來(lái)臨前，將內(nèi)河涌水位降低到常水位以下，擴(kuò)大場(chǎng)地的蓄水容量。主要采取的規(guī)劃措施如下。

1)在大暴雨來(lái)臨前，通過(guò)打開連接場(chǎng)地內(nèi)河涌與珠江、黃埔涌間的水閘系統(tǒng)，利用場(chǎng)地內(nèi)部水位高于外河道水位的勢(shì)能差，將河涌中的水排放到外河道，增加內(nèi)河涌的蓄水容量。

2)通過(guò)設(shè)置起調(diào)水位、預(yù)降水位、泄洪最高控制水位等，保障內(nèi)河涌水位高度在規(guī)定的區(qū)間內(nèi)。當(dāng)外河道水位高于內(nèi)河涌預(yù)警水位，通過(guò)泵站抽排，將內(nèi)河涌水位降低至安全水位以下。

2.4 規(guī)劃效果評(píng)估

應(yīng)用MIKE FLOOD模型，模擬“200年一遇特大暴雨+200年高潮洪水+2100年海平面”情景，規(guī)劃前后對(duì)雨洪災(zāi)害的處理能力如圖6-1、10所示。

通過(guò)對(duì)比可知，NbS理念在場(chǎng)地雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用使場(chǎng)地藍(lán)綠網(wǎng)絡(luò)得到了明顯的優(yōu)化。綠地率從12.4%提高到16.2%，水面率從7.3%提高到9.6%，水系網(wǎng)絡(luò)密度從4.3km/km2提高到4.8km/km2。場(chǎng)地綠色網(wǎng)絡(luò)峰值蓄水體積占比從10%提高到23.3%(圖11)，極大地緩解了雨水管網(wǎng)的排水壓力，使最高峰時(shí)刻城市平均積水深度從0.27m下降至0.06m，積水深度在0.3～0.5m的面積明顯減少。同時(shí)，由于增加了若干人工調(diào)蓄湖、濕地公園、內(nèi)河涌和綠化帶，不僅提高了城市排澇能力，更為城市提供了景觀游憩、慢行交通等多功能生態(tài)服務(wù)，進(jìn)一步提升了空間品質(zhì)和土地利用的經(jīng)濟(jì)效益。

圖11 規(guī)劃前(11-1)后(11-2)綠色網(wǎng)絡(luò)蓄水體積占比

3 結(jié)語(yǔ)

雖然NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃中的應(yīng)用還處于初步探索階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。NbS視角下的城市雨洪韌性規(guī)劃，突出順從自然環(huán)境、發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的核心思想，為城市雨洪韌性規(guī)劃提供了新的思路。本文結(jié)合對(duì)場(chǎng)地的實(shí)證研究，得到以下3點(diǎn)啟發(fā)。

1)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、“點(diǎn)線面”協(xié)同、保護(hù)和修復(fù)并舉、全過(guò)程全要素是NbS理念在城市雨洪韌性規(guī)劃應(yīng)用中的切入點(diǎn)，倡導(dǎo)規(guī)劃方案對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的最小干預(yù)，維持或改善原有生態(tài)系統(tǒng)。

2)應(yīng)強(qiáng)化“場(chǎng)地現(xiàn)狀分析-雨洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-雨洪韌性規(guī)劃-規(guī)劃效果評(píng)估”的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)“師法自然”理念與MIKE FLOOD雨洪模擬技術(shù)的有機(jī)融合。

3)將堤防岸線、水系網(wǎng)絡(luò)和水位管理作為NbS城市雨洪韌性規(guī)劃的主要調(diào)控抓手，結(jié)合岸線特征評(píng)估、自然雨水廊道識(shí)別等結(jié)果，利用修復(fù)灘涂地、分段規(guī)劃岸線、優(yōu)化雨水排放路徑、結(jié)合自然做功與工程做功等方式，提高城市對(duì)雨洪災(zāi)害的處理能力。

注：文中圖片除注明外，均由作者繪制或拍攝。

致謝：感謝華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院孫一民工作室對(duì)本研究的幫助！感謝匿名審稿專家對(duì)本研究提出的寶貴意見和建議！