城市非建设用地对雨洪管理的影响

杨晓东

(北京大学景观设计学研究院，北京 100089)

城市非建设用地对雨洪管理的影响

杨晓东

(北京大学景观设计学研究院，北京 100089)

针对城市的防洪排涝控制、雨水安全排放等问题，探讨了如何构建高效的雨洪控制管理体系，详细介绍了城市雨洪管理的三种模式及自然水体在城市雨洪管理中的地位，并分析了LUCC对城市水安全问题的影响因素，以从根本上减少城市水安全问题。

雨洪管理，非建设区域，自然水体，城市规划

0 引言

在我国，城市区域的运行和发展与雨洪调蓄系统的矛盾由来已久。尽管北京、上海等大城市在近年来开展了雨洪控制利用的研究和工程应用，通过工程技术手段，在雨洪调蓄系统的建设方面取得了快速进展，但总体上我国城市的防洪排涝控制、雨水安全排放及再利用等问题仍然存在。而与之相伴的城市内涝、城市缺水、地下水位下降、生物栖息地及多样性减少等环境、生态与社会问题亦接踵而至。因此，如何构建高效的雨洪控制利用技术和管理体系、解决好城市的人水关系是城市水环境保护的重要组成部分。

1 自然水体与城市雨洪管理的关系

1．1 国际上较为成熟的城市雨洪管理模式

雨洪管理或雨洪调蓄是现代城市规划理念的重要组成部分，包含了雨水调节和雨水储存两个方面。从20世纪80年代开始，越来越多的国家和学者开始重视雨洪管理在城市规划中的重要性，并开始探索如何应用合理的雨洪管理理念对雨水资源加以合理有效的管理与利用。而根据对雨水资源所设首要目标的差异，大致可分为控制主导、利用主导与综合目标三种管理模式。

第一类雨洪管理模式的代表有美国的最佳管理实践(Best Management Practices，BMPs)与低影响开发(Low Impact Development，LID);在雨洪管理中引入积极利用理念的代表则是水敏性城市设计(Water Sensitive Urban Design，WSUD);而英国的可持续排水系统(SUDS)，新西兰的低影响城市设计与开发(LIUDD)以及多目标洪泛区管理(Multi-objective Floodplain Management)则属于第三类，其中尤以可持续排水系统(SUDS)最具代表性(如表1所示)。

BMPs与LID的主要内容十分相似，都是通过采用多种控制措施，维持城市开发后的水文特征和开发前一致［1］，不同点在于LID将BMPs所关注的尺度缩小至小流域层面，并且有意将景观要素与雨洪调蓄目的相结合，比较好的兼顾了建设成本、城市景观效果等其他生态与社会因素［2］。

WSUD是澳大利亚“综合水管理”的重要组成部分［3］，针对自20世纪80年代以来澳大利亚日趋严重的水资源短缺、土地盐碱化、湿地萎缩等问题，其核心的目标为减少城市化对于自然水文循环的影响。它的内容突出体现了澳大利亚重视城市水系统环境，重视对城市水资源特别是雨水资源的循环利用等城市雨洪管理理念。

SUDS是英国为代表的西欧国家为可持续的城市发展探索出的一种方法。这是一种以可持续发展理念为指导，以设计为整合手段，对城市排水系统进行统筹规划的模式［4］。较之传统的排水处理系统，该模式更具有可持续性，因为该系统的目标以环境保护和可持续性为前提。

表1 四种城市雨洪管理模式及其主要内容

1．2 自然水体在城市雨洪管理中的地位

尽管各类雨洪管理模式的提出都是基于各国家或地区的具体情况，使得不同方法的目的与内容有所差别，但各类模式之间亦有着明显的相似之处，那就是依托自然水体来实施各类管理手段。

在雨洪管理过程中，对雨水径流的调控主要有场地尺度与区域尺度两个层次的内容。往往场地滞留措施未能完全解决问题的原因，一方面是由于场地滞留措施在其自身设计、实施和管理等方面存在的弊端;另一方面，则是在于这是一个流域尺度上的系统涌现性问题，即单一地块尺度上已经解决的问题，可能在流域尺度上涌现出巨大的、不可控的问题［5］。因此，就需要在整个流域尺度上进行核算和优化。而自然过程本身既是一个综合的、整体的系统，相较于一般工程手段，其优势是不言而喻的。

就既有的管理模式而言，自然水体之于城市雨洪管理的意义可以概括为以下几个方面：

1)自然水体是区域雨洪滞蓄系统的基础，是工程性(structural)以及非工程性(non-structural)两类管理手段能有效发挥作用的前提;

2)河湖等大型自然水体不仅仅充当了径流收纳体这一角色，在城市水循环的排蓄调控、水质的净化等等方面都有着比较重要的作用;

3)自然水体是一个系统，所以其功能的发挥亦是复合型的，即系统中不同部分间不存在功能的明确界限。利用这一特点将大大节省人工管理手段的成本，提高其运作效率。

2 自然水体的维护手段——城市非建设用地

2．1 LUCC对城市水安全问题的影响

在日益加剧的城市化进程中，自然水体及其流域的完整性与系统的生态安全功能均遭受了严重的破坏。而土地利用与覆被变化(Land-Use and land-Cover Change，LUCC)便是这一症结的核心问题。

以往的研究表明，LUCC对流域内水文过程的影响主要包括两个方面：水文循环过程和水量变化。由于LUCC使得下垫面的一系列因子发生变化，包括土壤性质与结构、地表下渗率、地表滞留系数等一系列因子，因而对流域径流量的特征产生影响。

以印尼爪哇西部芝塔龙河(Citarum River)流域为例，1922年～1929年间和1979年 ～1986年间年均降雨量基本相等，由于1979年～1986年间流域内林地面积减少，居住地面积增加，导致后一时期的年均径流量比前一时期增加了11%［6］。

而较之于林地面积的变化，建成区(built-up area)的面积比率对流域内水文过程的影响则更加显著。卡尔加里(City of Calgary)快速的人口增长与城市化进程对Elbow River流域内水文过程的响究就印证了这一观点［7］。基于元胞自动机模型(Cellular Automata model，CA)模拟的土地利用密集化过程显示在2001年～2031年间，每25%的城市化率增长，会带来2．6%的地面径流(OL)的增长、2．3%蒸发量(ET)的减少，以及进入河道径流量(地表径流与基本径流之和)11%的增长。

自然水体流域内水文过程的不稳定性在很大程度上削弱了自然水体生态安全功能，反过来自然水体生态安全功能的退减又加剧了流域内水文过程的不稳定性，从而形成了一个恶性循环，导致城市水安全问题日益加重［8］。因此，如何在城市化进程中，控制自然水体流域内的建设行为，便成为了解决问题的关键。

2．2 城市非建设用地对于维护自然水体生态安全功能的意义

规划的要义，不仅在规划建造的部分，更要千方百计保护好留空的非建设用地［9］。故而，从非建设用地入手的城市规划的方法逐渐成为缓解过去城市规划与城市建设矛盾的一种方法［10］。“非建设用地”是一个相对于“建设用地”的概念，出现的时间较晚，在各国的具体内容也不尽相同。

但无论是英国颇具地方性的用地政策分类(Landuse Policy)，还是加拿大以区划法(Zoning by Law)为导则的城市非建设用地规划，亦或是日本针对城市非建设用地的“留黑”政策，都体现出了一种“生态优先”与“精明增长”的理念［11］。这种针对城市地区内，零散的，但却对城市结构有着重要意义的非建设要素实施的保护规划，保护了城市水空间中自然元素与生态因子的演变进程和生态过程。由此，自然水体的生态安全功能与流域内水文过程便形成了一种良性互动的关系，从根本上缓解城市内涝、地下水位下降、生物栖息地及多样性减少等城市水安全问题。

3 结语

影响城市化发展进程中的水文过程的重要因素就是区域内非建设用地与建设用地分布比率之间的变化。从自然林地到草地、草甸草地或耕地，再到建成区，这一系列土地类型对流域内原有水文过程的影响是次第增强的。自然水体流域内地表径流、基本径流、河道流量的变化加剧，加重了整个水文过程的不稳定性，从而引起一系列的城市水安全问题。由此可见，在建设与保护矛盾更加激化的现代城市区域，非建设区域对于保证自然水体对洪水径流的调蓄能力具有十分重要的意义。然而在当下的城市规划体系中，关于非建设用地的一套清晰明确的控制体系仍未能普遍的建立起来。因此在今后具体的规化实践与理论研究中，建立适宜的非建设用地指标控制体系仍需不断地进行探索。

［1］唐 颖．SUSTAIN支持下的城市降雨径流最佳管理BMP规划研究［D］．北京：清华大学，2010．

［2］邢 薇，赵冬泉，陈吉宁，等．基于低影响开发(LID)的可持续城市雨水系统［J］．中国给水排水，2011(20)：13-16．

［3］王思思，张丹明．澳大利亚水敏感城市设计及启示［J］．中国给水排水，2010(26)：64-68．

［4］于 立，单锦炎．西欧国家可持续性城市排水系统的应用［J］．国际城市规划，2004(19)：51-56．

［5］车 伍，吕放放，李俊奇，等．发达国家典型雨洪管理体系及启示［J］．中国给水排水，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］吴良镛．面对城市规划“第三个春天”的冷静思考［J］．城市规划，2002(26)：9-14．

［10］俞孔坚．论“反规划”［J］．城市规划，2005(9)：67．

［11］朱查松，张京祥，罗震东．城市非建设用地规划主要内容探讨［J］．现代城市研究，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

杨晓东(1988-)，男，在读硕士