譚瑛 張芷晗 蔡紀(jì)堯 周景翎
中國山地占全國陸地面積的2/3以上[1],地形高差大,地貌類型多,使得地形、水體、生物的形成和發(fā)展過程呈現(xiàn)出顯著的流體特征。早期山地城市發(fā)展受地形約束,多依山而建,憑水而立;隨著人類建設(shè)能力的提升,地形由自然賦予,又因人的改造行為而變化[2],山地城市逐漸向自然滲透,自然要素與城市空間交錯、融合,呈現(xiàn)出滲流現(xiàn)象[3-4],自然要素的流體既受到城市孔隙和顆粒的約束,其流動也反作用于孔隙和顆粒。當(dāng)前城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)入存量時期,在此背景下,如何順應(yīng)城市與自然環(huán)境復(fù)雜的內(nèi)在規(guī)律,開展城市空間提質(zhì)優(yōu)化是山地城市更新面臨的挑戰(zhàn)。
重視城市與自然過程相結(jié)合的綠色城市設(shè)計遵循“整體優(yōu)先”“生態(tài)優(yōu)先”的原則[5],旨在構(gòu)建人與自然協(xié)調(diào)的人居空間[6]。當(dāng)前對于綠色城市設(shè)計的研究或?qū)⒊鞘懈黝愘Y源要素結(jié)合起來[7],形成自上而下的設(shè)計策略;或充分考慮城市生物氣候條件、自然地理特點(diǎn)和尺度特征[8],形成技術(shù)方法;或聚焦城市空間結(jié)構(gòu)、土地模擬、空間建設(shè)強(qiáng)度[9]等形成設(shè)計指標(biāo)。然而以上方法均廣泛適用于各類地形的城市中,未能凸顯山地城市中較大地形高差所導(dǎo)致的自然要素在城市中的流動這一特征對城市空間起到的積極作用。
本研究針對自然要素在山地城市復(fù)雜地形條件下的動態(tài)特征,引入滲流力學(xué)理論,剖析自然要素與城市空間相互作用的內(nèi)在機(jī)理和變化規(guī)律;依托遙感數(shù)據(jù)、城市建筑數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)對其自然要素進(jìn)行數(shù)字化識別及特征解析;順應(yīng)山地城市滲流規(guī)律提出“織脈”這一綠色城市設(shè)計途徑;以重慶萬州為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。為剖析山地城市發(fā)展的內(nèi)在機(jī)理和變化規(guī)律提供新視角,對提升綠色城市設(shè)計路徑的科學(xué)性、客觀性具有重要意義。
滲流是指流體在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多孔介質(zhì)內(nèi)的流動[3-4]。在城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域最早對“滲流”概念[10]的應(yīng)用是識別團(tuán)簇的特征與尺度[11],隨后,相關(guān)研究拓展到城市肌理[12]、城市交通[13]、城市人流分布和規(guī)模預(yù)測[14]等方面。由于山地城市的特殊地形條件帶來的自然要素的動態(tài)特征,自然與城市的組織關(guān)系更加清晰地呈現(xiàn)出滲流特征。
山地城市作為一個滲流場①,是滲流過程中的多孔介質(zhì)[14],山體、水系、動植物等自然要素是其中的流體。城市自然空間作為孔隙,為流體的流動提供空間;建筑、道路作為顆粒,對流體的流動起到阻擋作用。理想的滲流是流體在多孔介質(zhì)中暢通流動的連續(xù)性活動;而真實(shí)的山地城市的自然要素的滲透形式以地形為主導(dǎo),在平面上呈現(xiàn)為樹枝狀蔓延。早期山地城市背山面水的城市布局[10],是自然向城市單向連續(xù)滲透的初始過程;隨后,山地城市的快速發(fā)展使得自然要素的滲透方向、滲透速率受到影響,呈現(xiàn)為單向間歇滲透;當(dāng)前山地城市充分延展,因大型山水劃分而形成有機(jī)組團(tuán)式布局[15],呈現(xiàn)出雙重孔隙介質(zhì)②的裂縫-孔隙特征③(圖1)。
1 城市滲流特征模式圖Model map of urban seepage characteristics
地形、水體、植被、動物等自然要素,作為山地城市這一滲流場中的流體,其生成與發(fā)展具有動態(tài)性和方向性,并呈現(xiàn)出不同的流體特征。
地形在城市幾千年的發(fā)展過程中基本不隨時間推移而變化,表現(xiàn)為恒定的地形流。在其漫長的形成過程中,經(jīng)過風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)和堆積等外部作用力呈現(xiàn)出平動或變形。相較于其他要素的水平方向位移,山體具有水平、垂直2個方向的流動特征,呈現(xiàn)無旋流和無壓流特征,并形成峰、坡、臺、谷等不同地貌,成為山地城市本底支撐及空間特色的主要體現(xiàn),為水體的流動與匯集以及動物的活動遷徙提供路徑與載體。
水體為山地城市的水系要素,具有明顯的季相特征,因而水體流具有因時而變的非恒定流特性。水體往往充滿整個流動空間,在壓力作用下,由高向低做有序線性運(yùn)動,呈現(xiàn)層流、有壓流的滲流特性[4],結(jié)合地形和外部作用力形成了江、河、湖、海等類型。在地形轉(zhuǎn)折處,部分水體繞自身的瞬時軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,具有有旋流特點(diǎn),進(jìn)而形成灣、灘等自然空間形態(tài)。
動植物組成的生物流要素呈現(xiàn)非恒定流特性,綠地植被不僅為動物提供棲息場所,同時對于穩(wěn)固山體、維系水網(wǎng)均具有重要作用。其中植物有顯著的季相變化,動物的活動既有大規(guī)模的規(guī)律性遷徙活動,也有不規(guī)則的日常活動,其行為具有紊流特性[4]。在城市環(huán)境中的動物的生存空間多為自然環(huán)境良好的綠化空間,可依托植被類型及其覆蓋度進(jìn)行間接識別和量化。
流體的物理性質(zhì)受到多孔介質(zhì)、滲透性、浸潤性的影響[16],滲透性是多孔介質(zhì)允許流體通過的能力,受到孔隙度、有效孔隙、死端孔隙的制約,而浸潤性則受到浸潤面和浸潤線④的大小、高低的影響。山地城市因其隨坡就勢的組團(tuán)布局方式,滲透性具有明顯的裂縫-孔隙效應(yīng),即大型山水廊道分割帶的滲透性高于城市內(nèi)部的藍(lán)綠要素,此外孔隙的大小和聯(lián)通程度受建筑高度、密度等布局方式的影響,而浸潤性表現(xiàn)為自然流與作為其邊界的城市的相互作用程度,如駁岸生態(tài)化程度等。因此在山地城市的滲流研究中,須結(jié)合不同要素的滲透率進(jìn)行與之相對應(yīng)的提升優(yōu)化,而保障山地城市自然流的連通性、界面的浸潤性能夠有效提升城市滲透性。
流體的外部作用力包含流體重力、慣性力、黏滯力、流體彈性力和毛細(xì)管壓力5類,這些作用力有時是動力,有時則是阻力[4],城市中的建筑作為滲流場的顆粒是3類自然流的主要阻力來源;綠道、綠島的聯(lián)通度和布局網(wǎng)絡(luò)則影響著城市生物流的滲透。
在山地城市復(fù)雜的地形條件下,基于滲流力學(xué)理論制定綠色城市設(shè)計途徑,共分為3個步驟:首先,識別山地城市的地形、水體、生物3類流要素;其次,基于滲透率、浸潤性等滲流指標(biāo)對3類要素進(jìn)行解析;最后,順應(yīng)山地城市滲流規(guī)律,制定推動自然流在山地城市中實(shí)現(xiàn)完美滲流的有效措施,提出地脈、水脈、綠脈的織補(bǔ)手段(圖2)。
2 基于滲流特征的織脈設(shè)計技術(shù)框架Technical framework for vein darning design based on seepage characteristics
本研究將山地城市自然要素歸納為地形流、水體流、生物流3類,并結(jié)合高程特征、水體類型、植被類型及其覆蓋率將城市3類流要素細(xì)分為17項(xiàng)(表1)。
表1 地形流、水體流、生物流要素解析Tab.1 Analysis of the elements of topographic flow, water body flow and biological flow
2.3.1 地形流數(shù)字化解析
地形流一般基于DEM高程數(shù)據(jù)開展計算分析。直接計算獲取高程、坡度、坡向,并利用ArcGIS的高程及坡度分析等工具進(jìn)行可視化分析,實(shí)現(xiàn)坡度、坡向及山脊線的判別,同時可基于坡度差異及分割深度詳細(xì)劃分[17-19]。
2.3.2 水體流數(shù)字化解析
水體流一般基于DEM數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)展開分析?;诟叱虜?shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)(如河道水文參數(shù)、坡面水文數(shù)據(jù)等)進(jìn)行組合計算,運(yùn)用ArcGIS分布式水文模型提取地形地貌信息生成流域水線和分水線并識別點(diǎn)狀要素,結(jié)合匯水線分析、水系統(tǒng)計數(shù)據(jù)識別水體流量、流勢、坡度等[20-21]。以子流域平均坡度為例,其含義為格網(wǎng)地形坡度的平均值,其計算式為
式中:SStt為目標(biāo)所求的子流域平均坡度;nnss為格網(wǎng)總數(shù);為第ii個格網(wǎng)的坡度。
2.3.3 生物流數(shù)字化解析生物流一般基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)反演綠地植被信息,利用ENVI、ArcGIS工具的遙感生態(tài)指數(shù)(risk-screening environmental indicators, RSEI)模型進(jìn)行生物流質(zhì)量評價。該模型在一定程度上反映了一個地區(qū)生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣,其值范圍為[0,1],其中,反映植被生長情況和覆蓋度的歸一化植被指數(shù)和反映土壤濕度的濕度指標(biāo)值越大,則表示生物流質(zhì)量越好[22-23]。
地形流、水體流、生物流3類流要素與多孔的山地城市滲透交融,并在城市生態(tài)空間中分別表現(xiàn)為地脈、水脈、綠脈。因此,通過以流定脈的方式,實(shí)現(xiàn)山地城市自然流與山地城市生態(tài)空間的轉(zhuǎn)譯,進(jìn)而順應(yīng)滲流特征及規(guī)律,并通過織脈的城市設(shè)計方法對存量城市空間進(jìn)行修補(bǔ)和提升。
1)地脈織補(bǔ)。為提升地形的滲流能力,通過合理布局滲流流線、設(shè)置黏滯性區(qū)間、增加界面的有效孔隙度,提升城市界面的滲透率,實(shí)現(xiàn)地脈織補(bǔ):為實(shí)現(xiàn)滲流流線的合理布局,應(yīng)當(dāng)保證地脈的完整性與連續(xù)性,不得挖斷打碎;為實(shí)現(xiàn)增加黏滯性區(qū)間,宜擴(kuò)大地脈邊界的綠地植被的覆蓋,維護(hù)地脈安全;為增加有效孔隙度,應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同地形流特征給出相應(yīng)策略,利用平行徑流特征保留峰的山脊線,利用崖的單向滲流特征強(qiáng)化垂直綠化,還應(yīng)處理好坪、壩的建設(shè)邊界和強(qiáng)度,打造視廊,優(yōu)化“山—城”的互動聯(lián)通關(guān)系。
2)水脈織補(bǔ)。城市水脈具有良好的動態(tài)流動特征,結(jié)合合理布局滲流流線、擴(kuò)大黏滯性區(qū)間、保障層流的有序性和恒定性、降低局部阻力水頭損失、拓展浸潤區(qū)來實(shí)現(xiàn)水脈織補(bǔ):為實(shí)現(xiàn)流線的合理布局,需結(jié)合不同水岸類型提升水體的滲流能力;為擴(kuò)大黏滯性區(qū)間,宜采用鄉(xiāng)土植被結(jié)合挺水、浮水、沉水3個層次的水生植物搭配,以有效吸附水體泥沙,降低水體黏滯力使其流動得更為通暢;通過增加有序、平滑且避免折角的流線布局保障層流的有序性和恒定性,現(xiàn)狀水系與點(diǎn)狀水面連接處盡量以直角連接,進(jìn)而降低局部阻力,減少水頭損失;為拓展水體浸潤區(qū),宜基于地形地貌通過分段保護(hù)、分級保護(hù)的形式明確浸潤線和浸潤面積。對于灘、灣等水體空間,通過劃定兩岸的浸潤線以明確其浸潤區(qū)范圍,最大限度保障浸潤區(qū)的有效寬度與面域。為增加介質(zhì)的有效孔隙度,應(yīng)避免在水岸進(jìn)行大規(guī)模的、阻斷性的硬質(zhì)建設(shè)。
3)綠脈織補(bǔ)。生物流所代表的綠脈織補(bǔ)設(shè)計應(yīng)合理布局滲流流線、拓展浸潤區(qū)、提升有效孔隙率以優(yōu)化綠脈織補(bǔ):為合理布局流線,宜通過劃定大型的生態(tài)廊道以保障生物流的流通度;對于浸潤區(qū)的擴(kuò)展,可以對坡、崖等地形起伏較大之處進(jìn)行野化處理,在動物遷徙路線的兩側(cè)明確生態(tài)保護(hù)范圍,最大限度保障有效寬度與面域;對于有效孔隙度的提升,應(yīng)加強(qiáng)綠脈與城市顆粒的鑲嵌交錯及滲透楔入。
通過地脈、水脈、綠脈的有效織補(bǔ),顯著提升山地城市中地形、水體、生物3類自然流要素的滲流能力,使自然流與多孔的山地城市耦合協(xié)同,最終生成山地城市特有的生態(tài)空間特征。
中國最大的山地城市是重慶市[1],其門戶萬州區(qū)位于東北部,丘陵與低山區(qū)域占總面積1/2以上,長江從城中穿流而過,地形流、水體流、生物流特征鮮明。城市發(fā)展幾經(jīng)興衰,人地關(guān)系較為復(fù)雜無序。自然流與城市空間的矛盾突出,使得萬州能夠?yàn)樯降爻鞘袧B流—織脈的綠色城市設(shè)計方法提供實(shí)例驗(yàn)證。
基于DEM數(shù)據(jù)識別萬州地形流(圖3),可知萬州地處群山環(huán)抱的坡谷地帶,谷地沿長江兩側(cè)分布,山峰主要為都?xì)v山、戴家?guī)r等。萬州存在明顯陡崖地帶,主要分布在沿山、沿江地段,陡崖類型結(jié)合空間分布特征主要分為濱江陡崖、臨山陡崖2類,其中典型臨山陡崖地點(diǎn)分布于都?xì)v山周邊,長度約為24 530 m,高度垂直差異大,濱江陡崖集中于長江南段,長約23 220 m。除陡崖地外,其余地區(qū)地勢起伏較小,多為丘陵地帶。城內(nèi)臺坡交錯分布,其中典型的區(qū)域如:地形起伏較大的牌樓區(qū)域,長度1 133.8 m,高差285.8 m,平均坡度25.2%,包含4個臺地,坡地高差較大,臨山為陡坡地段;起伏較小的百安壩區(qū)域,長度1 301.8 m,高差117.9 m,平均坡度9.1%,包含2個臺地,緩坡地占比較多,臨近水系出現(xiàn)垂直駁岸(圖3)。
3 研究案例現(xiàn)狀地形分析Analysis of the current topography in research site
通過水體流識別可知,萬州中心城區(qū)水體流較多。兩山夾水而形成的江、河、湖主要分布在峰、坡、臺區(qū)域,即高程較高、高差較大且面積較廣處,面積占比36.3%;山腳并流所形成的河、溪主要分布在高程具有明顯差異的分隔帶,面積占比17.3%;山間匯水所形成灣、澗主要分布在高程起伏變化較小的坡、臺區(qū)域,面積占比21.8%;緩坡入江而形成的灘、洼主要分布在高程較低的臺、谷區(qū)域,地形相對平坦或凹陷,面積占比24.6%(圖4)。
4 研究案例現(xiàn)狀水體分析Analysis of current water body in research site
基于Landsat 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行生物流識別,可知萬州整體植被覆蓋度較高,林地集中分布于城區(qū)周邊,覆蓋率高;田、園沿等高線呈零散布局,草地主要沿水系兩岸呈線性布局。但是,萬州生態(tài)質(zhì)量受到人類活動影響,空間差異明顯,主城區(qū)植被覆蓋度低、土壤貧瘠、生物量少(圖5)。
5 研究案例現(xiàn)狀植被分析Analysis of current vegetation in research site
3.3.1 重慶萬州地形流解析
根據(jù)地形流識別過程,萬州存在明顯的陡崖地帶(圖6)以及較高的界面黏滯性。陡崖作為自然與城市的強(qiáng)力分割,對于自然流對城市的滲透具有阻隔作用。城市界面的黏滯性也是影響自然滲透的主要因素,萬州沿江地區(qū)建筑間距小,密度高,顆粒較大,界面黏滯性較高,使得山水通廊連續(xù)度降低,有效滲透率較低。整體呈明顯的地形流、水體流、城市顆粒3層空間帶狀發(fā)展格局,每層臺地之間的緩沖帶未經(jīng)處理,建筑與山體直接銜接,斷崖陡坎裸露,邊界生硬,影響城市的自然滲透。
6 研究案例地形流要素解析Analysis of the elements of topographic flow in research site
3.3.2 重慶萬州水體流解析
萬州水體類型及數(shù)量均較多,水體黏滯性較高,界面的連續(xù)度不均衡。其水系以長江為主干,貫穿城市,具有良好的滲透性和流動性。但由于萬州位于三峽庫區(qū),支流的流線受到季節(jié)和庫區(qū)雙重影響,河道孔隙阻力存在季相變化,水體呈現(xiàn)季相斷裂現(xiàn)象。河流受到泥沙和季相影響,黏滯性較高。城市快速發(fā)展導(dǎo)致濱水浸潤區(qū)面積與連續(xù)度在空間上存在差異:長江南段由于濱水區(qū)域分布陡坎,人工介入程度低,浸潤區(qū)域良好;長江北段及轉(zhuǎn)彎處由于城市建設(shè)程度高,濱水駁岸軟質(zhì)、硬質(zhì)交叉布局,一定程度上阻斷了濱水浸潤區(qū)的連續(xù)性和整體性。
3.3.3 重慶萬州生物流解析
萬州城市生物流的流體數(shù)量較多,呈現(xiàn)明顯的毛細(xì)特征,流通性受孔隙度影響大,滲透率較差;城區(qū)周邊林地覆蓋率高,植被情況良好,土壤濕度較高,具有較強(qiáng)的浸潤性和滲透性。通過生物流識別可知,萬州存在12條向城市內(nèi)部滲透的高品質(zhì)生境廊道(圖7 ),均為聯(lián)通城市內(nèi)外良好生態(tài)空間的線性走廊,利用合理布局流線、擴(kuò)大孔隙度等方式可以有效提升其滲透率;而城區(qū)內(nèi)部通過RSEI分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀存在14個生境質(zhì)量較差斑塊,均分布于城市內(nèi)部干度、熱度較高,濕度、綠度較低的區(qū)域,區(qū)域顆粒粘連使得孔隙度變低,大大影響生物流的滲流。
7 研究案例生物流要素解析Analysis of the elements of biological flow in research site
3.3.4 重慶萬州滲流解析總結(jié)
通過對萬州地形流、水體流、生物流3類要素的識別及解析可知,萬州中心城區(qū)滲透率低,其孔隙由沿山片區(qū)向?yàn)I水片區(qū)逐漸縮小,濱水界面高密粘連,黏滯度較高,阻擋了山體與水體的滲透聯(lián)系。地形起伏大和水體的消落現(xiàn)象,使得長江兩岸、密溪溝河段存在自然滲流的斷裂,表現(xiàn)為水位差較大、部分河道枯竭的現(xiàn)象;城市界面的高密連綿,主城區(qū)濱江兩側(cè)地段的滲流受到阻隔,導(dǎo)致山體、城市、水體缺乏聯(lián)系。同時,濱水綠地植被覆蓋率差異大,濱水生態(tài)駁岸破碎,使得部分河段浸潤面小,進(jìn)一步影響城市滲流。
3.4.1 重慶萬州地脈織補(bǔ)
結(jié)合陡崖分布特征,以及峰、臺、坡、谷等具體地貌,基于萬州地形差異大、自然滲流斷裂的現(xiàn)狀問題進(jìn)行地脈設(shè)計優(yōu)化。
對于陡坡、斷崖等山城交錯帶區(qū)域,依托現(xiàn)狀綠地,豐富綠地植被層次,采用鄉(xiāng)土樹種實(shí)現(xiàn)綠地野化處理,擴(kuò)大陡崖的有效孔隙度,提升陡崖的自然滲透;對于臨水緩坡、灣、灘等區(qū)域,設(shè)計需聯(lián)通濱水綠地,結(jié)合在地化植被和多層次群落布局增加濱水浸潤面,優(yōu)化浸潤線,同時對濱水建筑高度、密度進(jìn)行控制,保障自然孔隙度,提升山體、水系的聯(lián)系;對于城市外部大型山體綠地的楔入滲流,以現(xiàn)狀山體為核心進(jìn)行空間布局,保障地脈聯(lián)通度,提升城市滲透率(圖8)。
8 研究案例地脈織補(bǔ)設(shè)計示意Darning design of ground veins in research site
3.4.2 重慶萬州水脈織補(bǔ)
水體流的孔隙阻力存在季相變化,尤其是長江及其支流,濱水駁岸浸潤性空間差異大,結(jié)合水體流的滲流性評價分析,將其分為水脈保留保護(hù)區(qū)、水脈生態(tài)修復(fù)區(qū)和水脈綜合整治區(qū)(圖9),并進(jìn)行分段設(shè)計優(yōu)化(表2)。
表2 長江消落帶萬州段水脈織補(bǔ)策略Tab.2 Darning strategy for water veins in Wanzhou section of the water-level-fluctuating zone of the Yangtze River
9 研究案例水脈織補(bǔ)設(shè)計圖Darning design of water veins in research site
對于水脈保護(hù)區(qū),通過增補(bǔ)生態(tài)濕地、修復(fù)消落帶駁岸、豐富消落帶植被類型等方式提升濱水駁岸植被黏滯性;對于水脈修復(fù)區(qū),通過綠地植被的在地化處理和拓寬水系駁岸提升該段浸潤性;對于水脈整治區(qū),流線優(yōu)化首先須考慮聯(lián)通濱水生態(tài)廊道,結(jié)合季相變化,在水系干涸時期結(jié)合地形增補(bǔ)生態(tài)濕地、跳板,完善植被群落,形成挺水、沉水、浮水植物在內(nèi)的綜合旱溪濕地,增加城市全季有效孔隙度,其次通過豐富綠地植被的層次提升濱水浸潤面,提升城市水體的滲透率。
3.4.3 重慶萬州綠脈織補(bǔ)
萬州生物流數(shù)量較多,呈毛細(xì)分布,深入城市內(nèi)部,但由于城市植被覆蓋率影響城市孔隙度,萬州生物流空間差異大,濱水生態(tài)駁岸破碎,整體滲透率較差,需結(jié)合綠脈織補(bǔ)策略實(shí)現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。
對識別出的12條生態(tài)廊道進(jìn)行流線梳理,通過增補(bǔ)生態(tài)跳板的方式完善廊道流線,擴(kuò)大空間孔隙度進(jìn)而提升滲透率(圖10)。對植被覆蓋率低的城市空間,通過豐富植被類型和層次提升其黏滯度,為生物滲流提供有效空間,以提升生物流的連續(xù)性;對于城市內(nèi)部綠脈,設(shè)計增補(bǔ)各類綠地,結(jié)合豐富植物群落層次、沿街行道樹補(bǔ)植等方式,增加城市綠脈有效孔隙度,有效提升生物流與地形流、生物流與水體流、生物流與城市顆粒之間的滲透性。
10 研究案例綠脈織補(bǔ)設(shè)計圖Darning design of green veins in research site
本研究基于滲流特征提出織脈的綠色城市設(shè)計方法,從山地城市與自然發(fā)展的動力過程入手,運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)和數(shù)字化技術(shù)對地形、水體、生物3類城市流要素進(jìn)行數(shù)字化識別和解析,基于山地城市空間的滲流特征及滲流影響機(jī)制提出“織脈”設(shè)計方法,并制定相應(yīng)的策略方法,展開對地脈、水脈、綠脈的織補(bǔ)提升;進(jìn)而,以中國典型山地城市重慶萬州進(jìn)行實(shí)證案例,實(shí)現(xiàn)了針對山地城市對象的綠色城市設(shè)計方法實(shí)踐。
本研究旨在為山地城市更新的綠色城市設(shè)計方法提供一種基于動力學(xué)的研究視角,最大限度地體現(xiàn)和揭示山地城市各要素的動態(tài)特征和互動機(jī)理,為山地城市的可持續(xù)建設(shè)提供新的思路。但也存在案例單一等問題,后續(xù)可結(jié)合諸如宜賓、青島、香港等不同山地城市,進(jìn)行模式總結(jié),并針對不同模式下的山地城市滲流特征進(jìn)行識別與優(yōu)化。
注釋(Notes):
① 滲流場指假想水流所占據(jù)的空間區(qū)域,包括空隙和巖石顆粒所占的全部空間,是滲流發(fā)生的空間載體。
② 雙重孔隙介質(zhì)指同一物質(zhì)內(nèi)同時具有2種不同滲透能力的多孔介質(zhì)(詳見參考文獻(xiàn)[4]),相較于單一的多孔介質(zhì),其滲透性更大,滲流規(guī)律更為復(fù)雜。
③ 裂縫-孔隙雙重介質(zhì)是由2種孔隙空間構(gòu)成的介質(zhì),這種介質(zhì)由含有孔隙空間的巖塊和分割巖塊的裂縫空間相結(jié)合而成。
④ 浸潤線是水從土壩迎水面,經(jīng)過壩體向下游滲透所形成的自由水面和壩體橫剖面的相交線。滲流在壩體內(nèi)的自由面稱為浸潤面。
圖表來源(Sources of Figures and Tables):
圖3、5~11、13、14底圖由南京東南大學(xué)城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司萬州區(qū)總體城市設(shè)計項(xiàng)目組提供;圖4、9由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員張鐘虎、黃建剛繪制;文中其余圖片均由作者繪制;表1、2由作者繪制。