楊曉東

(北京大學景觀設計學研究院，北京 100089)

城市非建設用地對雨洪管理的影響

楊曉東

(北京大學景觀設計學研究院，北京 100089)

針對城市的防洪排澇控制、雨水安全排放等問題，探討了如何構建高效的雨洪控制管理體系，詳細介紹了城市雨洪管理的三種模式及自然水體在城市雨洪管理中的地位，并分析了LUCC對城市水安全問題的影響因素，以從根本上減少城市水安全問題。

雨洪管理，非建設區(qū)域，自然水體，城市規(guī)劃

0 引言

在我國，城市區(qū)域的運行和發(fā)展與雨洪調蓄系統(tǒng)的矛盾由來已久。盡管北京、上海等大城市在近年來開展了雨洪控制利用的研究和工程應用，通過工程技術手段，在雨洪調蓄系統(tǒng)的建設方面取得了快速進展，但總體上我國城市的防洪排澇控制、雨水安全排放及再利用等問題仍然存在。而與之相伴的城市內澇、城市缺水、地下水位下降、生物棲息地及多樣性減少等環(huán)境、生態(tài)與社會問題亦接踵而至。因此，如何構建高效的雨洪控制利用技術和管理體系、解決好城市的人水關系是城市水環(huán)境保護的重要組成部分。

1 自然水體與城市雨洪管理的關系

1．1 國際上較為成熟的城市雨洪管理模式

雨洪管理或雨洪調蓄是現代城市規(guī)劃理念的重要組成部分，包含了雨水調節(jié)和雨水儲存兩個方面。從20世紀80年代開始，越來越多的國家和學者開始重視雨洪管理在城市規(guī)劃中的重要性，并開始探索如何應用合理的雨洪管理理念對雨水資源加以合理有效的管理與利用。而根據對雨水資源所設首要目標的差異，大致可分為控制主導、利用主導與綜合目標三種管理模式。

第一類雨洪管理模式的代表有美國的最佳管理實踐(Best Management Practices，BMPs)與低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID);在雨洪管理中引入積極利用理念的代表則是水敏性城市設計(Water Sensitive Urban Design，WSUD);而英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)(SUDS)，新西蘭的低影響城市設計與開發(fā)(LIUDD)以及多目標洪泛區(qū)管理(Multi-objective Floodplain Management)則屬于第三類，其中尤以可持續(xù)排水系統(tǒng)(SUDS)最具代表性(如表1所示)。

BMPs與LID的主要內容十分相似，都是通過采用多種控制措施，維持城市開發(fā)后的水文特征和開發(fā)前一致［1］，不同點在于LID將BMPs所關注的尺度縮小至小流域層面，并且有意將景觀要素與雨洪調蓄目的相結合，比較好的兼顧了建設成本、城市景觀效果等其他生態(tài)與社會因素［2］。

WSUD是澳大利亞“綜合水管理”的重要組成部分［3］，針對自20世紀80年代以來澳大利亞日趨嚴重的水資源短缺、土地鹽堿化、濕地萎縮等問題，其核心的目標為減少城市化對于自然水文循環(huán)的影響。它的內容突出體現了澳大利亞重視城市水系統(tǒng)環(huán)境，重視對城市水資源特別是雨水資源的循環(huán)利用等城市雨洪管理理念。

SUDS是英國為代表的西歐國家為可持續(xù)的城市發(fā)展探索出的一種方法。這是一種以可持續(xù)發(fā)展理念為指導，以設計為整合手段，對城市排水系統(tǒng)進行統(tǒng)籌規(guī)劃的模式［4］。較之傳統(tǒng)的排水處理系統(tǒng)，該模式更具有可持續(xù)性，因為該系統(tǒng)的目標以環(huán)境保護和可持續(xù)性為前提。

表1 四種城市雨洪管理模式及其主要內容

1．2 自然水體在城市雨洪管理中的地位

盡管各類雨洪管理模式的提出都是基于各國家或地區(qū)的具體情況，使得不同方法的目的與內容有所差別，但各類模式之間亦有著明顯的相似之處，那就是依托自然水體來實施各類管理手段。

在雨洪管理過程中，對雨水徑流的調控主要有場地尺度與區(qū)域尺度兩個層次的內容。往往場地滯留措施未能完全解決問題的原因，一方面是由于場地滯留措施在其自身設計、實施和管理等方面存在的弊端;另一方面，則是在于這是一個流域尺度上的系統(tǒng)涌現性問題，即單一地塊尺度上已經解決的問題，可能在流域尺度上涌現出巨大的、不可控的問題［5］。因此，就需要在整個流域尺度上進行核算和優(yōu)化。而自然過程本身既是一個綜合的、整體的系統(tǒng)，相較于一般工程手段，其優(yōu)勢是不言而喻的。

就既有的管理模式而言，自然水體之于城市雨洪管理的意義可以概括為以下幾個方面：

1)自然水體是區(qū)域雨洪滯蓄系統(tǒng)的基礎，是工程性(structural)以及非工程性(non-structural)兩類管理手段能有效發(fā)揮作用的前提;

2)河湖等大型自然水體不僅僅充當了徑流收納體這一角色，在城市水循環(huán)的排蓄調控、水質的凈化等等方面都有著比較重要的作用;

3)自然水體是一個系統(tǒng)，所以其功能的發(fā)揮亦是復合型的，即系統(tǒng)中不同部分間不存在功能的明確界限。利用這一特點將大大節(jié)省人工管理手段的成本，提高其運作效率。

2 自然水體的維護手段——城市非建設用地

2．1 LUCC對城市水安全問題的影響

在日益加劇的城市化進程中，自然水體及其流域的完整性與系統(tǒng)的生態(tài)安全功能均遭受了嚴重的破壞。而土地利用與覆被變化(Land-Use and land-Cover Change，LUCC)便是這一癥結的核心問題。

以往的研究表明，LUCC對流域內水文過程的影響主要包括兩個方面：水文循環(huán)過程和水量變化。由于LUCC使得下墊面的一系列因子發(fā)生變化，包括土壤性質與結構、地表下滲率、地表滯留系數等一系列因子，因而對流域徑流量的特征產生影響。

以印尼爪哇西部芝塔龍河(Citarum River)流域為例，1922年～1929年間和1979年 ～1986年間年均降雨量基本相等，由于1979年～1986年間流域內林地面積減少，居住地面積增加，導致后一時期的年均徑流量比前一時期增加了11%［6］。

而較之于林地面積的變化，建成區(qū)(built-up area)的面積比率對流域內水文過程的影響則更加顯著。卡爾加里(City of Calgary)快速的人口增長與城市化進程對Elbow River流域內水文過程的響究就印證了這一觀點［7］。基于元胞自動機模型(Cellular Automata model，CA)模擬的土地利用密集化過程顯示在2001年～2031年間，每25%的城市化率增長，會帶來2．6%的地面徑流(OL)的增長、2．3%蒸發(fā)量(ET)的減少，以及進入河道徑流量(地表徑流與基本徑流之和)11%的增長。

自然水體流域內水文過程的不穩(wěn)定性在很大程度上削弱了自然水體生態(tài)安全功能，反過來自然水體生態(tài)安全功能的退減又加劇了流域內水文過程的不穩(wěn)定性，從而形成了一個惡性循環(huán)，導致城市水安全問題日益加重［8］。因此，如何在城市化進程中，控制自然水體流域內的建設行為，便成為了解決問題的關鍵。

2．2 城市非建設用地對于維護自然水體生態(tài)安全功能的意義

規(guī)劃的要義，不僅在規(guī)劃建造的部分，更要千方百計保護好留空的非建設用地［9］。故而，從非建設用地入手的城市規(guī)劃的方法逐漸成為緩解過去城市規(guī)劃與城市建設矛盾的一種方法［10］。“非建設用地”是一個相對于“建設用地”的概念，出現的時間較晚，在各國的具體內容也不盡相同。

但無論是英國頗具地方性的用地政策分類(Landuse Policy)，還是加拿大以區(qū)劃法(Zoning by Law)為導則的城市非建設用地規(guī)劃，亦或是日本針對城市非建設用地的“留黑”政策，都體現出了一種“生態(tài)優(yōu)先”與“精明增長”的理念［11］。這種針對城市地區(qū)內，零散的，但卻對城市結構有著重要意義的非建設要素實施的保護規(guī)劃，保護了城市水空間中自然元素與生態(tài)因子的演變進程和生態(tài)過程。由此，自然水體的生態(tài)安全功能與流域內水文過程便形成了一種良性互動的關系，從根本上緩解城市內澇、地下水位下降、生物棲息地及多樣性減少等城市水安全問題。

3 結語

影響城市化發(fā)展進程中的水文過程的重要因素就是區(qū)域內非建設用地與建設用地分布比率之間的變化。從自然林地到草地、草甸草地或耕地，再到建成區(qū)，這一系列土地類型對流域內原有水文過程的影響是次第增強的。自然水體流域內地表徑流、基本徑流、河道流量的變化加劇，加重了整個水文過程的不穩(wěn)定性，從而引起一系列的城市水安全問題。由此可見，在建設與保護矛盾更加激化的現代城市區(qū)域，非建設區(qū)域對于保證自然水體對洪水徑流的調蓄能力具有十分重要的意義。然而在當下的城市規(guī)劃體系中，關于非建設用地的一套清晰明確的控制體系仍未能普遍的建立起來。因此在今后具體的規(guī)化實踐與理論研究中，建立適宜的非建設用地指標控制體系仍需不斷地進行探索。

［1］唐 穎．SUSTAIN支持下的城市降雨徑流最佳管理BMP規(guī)劃研究［D］．北京：清華大學，2010．

［2］邢 薇，趙冬泉，陳吉寧，等．基于低影響開發(fā)(LID)的可持續(xù)城市雨水系統(tǒng)［J］．中國給水排水，2011(20)：13-16．

［3］王思思，張丹明．澳大利亞水敏感城市設計及啟示［J］．中國給水排水，2010(26)：64-68．

［4］于 立，單錦炎．西歐國家可持續(xù)性城市排水系統(tǒng)的應用［J］．國際城市規(guī)劃，2004(19)：51-56．

［5］車 伍，呂放放，李俊奇，等．發(fā)達國家典型雨洪管理體系及啟示［J］．中國給水排水，2009(20)：12-17．

［6］Van der Weert R．Hydrological Conditions in Indonesia［R］．Delft Hydraulics．Jakarta，Indonesia，1994．

［7］G．N．Wijesekara．Impact of land-use changes on the hydrological processes in the Elbow river watershed in southern Alberta［A］．

［8］Lan Cuo，Dennis P．Lettenmaier，Bernt V．Mattheussen，et al．Hydrologic prediction for urban watersheds with the Distributed Hydrology-Soil-Vegetation Model［J］．HYDROLOGICAL PROCESSES，2008(10)：562-575．

［9］吳良鏞．面對城市規(guī)劃“第三個春天”的冷靜思考［J］．城市規(guī)劃，2002(26)：9-14．

［10］俞孔堅．論“反規(guī)劃”［J］．城市規(guī)劃，2005(9)：67．

［11］朱查松，張京祥，羅震東．城市非建設用地規(guī)劃主要內容探討［J］．現代城市研究，2010(3)：31-35．

On influence of non-constructed areas in natural water areas in urban areas on urban stormwater management

YANG Xiao-dong

(Graduate School of Landscape Architecture，Peking University，Beijing 100089，China)

According to the urban control over the flood prevention and drainage and the safe drainage of rainwater，the paper explores how to establish the effective stormwater controlling management system，introduces the three models for the urban stormwater management and the role of the natural water in the urban stormwater management，and analyzes the influential factors on LUCC on the urban water security，so as to reduce the problems in the urban water quality essentially．

stormwater management，non-constructed area，natural water，urban planning

TU984

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.101

1009-6825(2013)10-0012-02

2013-01-12

楊曉東(1988-)，男，在讀碩士