总体规划层面的城市水安全格局构建研究

李萍萍 黄叶琨 陈筠婷*

(广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530001)



总体规划层面的城市水安全格局构建研究

李萍萍 黄叶琨 陈筠婷*

(广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530001)

介绍了南宁市武鸣区的概况，根据景观生态学原理，从总体规划层面构建了该城市水安全格局评价指标体系，并结合水安全评价结果，提出了雨洪水安全建设策略，从而优化完善流域的水安全格局。

城市水安全格局，LID技术，总体规划，评价指标

30年来随着我国城市化快速发展，城市内部土地过度开发日趋严重，城市水文过程和水环境生态系统的平衡都遭到了破坏，导致城市水环境、水安全问题频发。雨洪过程研究是防治城市洪涝和积涝灾害不可或缺的一环，国内规划学者纷纷以城市水安全为目标展开积极的探讨和实践[1-5]，尝试通过规划设计手段修复城市暴雨汇流过程。从已有的研究来看，大多研究都引用了“低影响开发”(LID)的理念与技术，但多以城市局部空间规划设计为主，缺乏空间关联思考，尤其是在总体层面的空间水安全战略极为缺乏。本文拟南宁市武鸣区为研究对象，依据景观生态学格局和过程原理构建城市水安全格局指标，并借助GIS空间技术探讨在城市总体规划层面上构建城市水安全格局的方法。

1 研究区概况与数据来源

武鸣(22°59′～23°33′N，107°49′～108°37′E)原为南宁市辖县,与南宁中心城区相距37 km，总面积3 378 km2。位于大明山西侧，地势自东北向西南倾斜，为丘陵、岗地、平原相间交错的小盆地；大小河流有138条，多以大明山系为源头发育的地表与地下水系为主，总水量31.40亿m3，过境水仅占为4.99亿m3；年均降雨量1 100 mm～1 700 mm，最大降雨量202.6 mm，夏初雨季易发生山洪暴发，造成洪涝灾害。本文研究区为武鸣主城片区，面积38.3 km2，为武鸣两条主要河流——武鸣河和香山河的交汇，城内尚未建立完善的雨污分流排水系统，废水排放主要来自两方面：一是镇区和农村的生活污水；二是规模化禽畜养殖废水以及部分乡镇工业污水，农村生活污水和规模化禽畜养殖污染源较为分散。

2 武鸣城市水安全格局评价

2.1 理论依据

根据景观生态学格局过程尺度理论和水文过程原理，城市水文过程具有时空的连续性,并在不同的时空尺度上产生不同的水安全效应。较大尺度上的城市水文过程表现为暴雨径流向城市不同集水区分流的过程，城市集水区的范围、排水管网系统、集水区汇蓄能力决定了该区域的安全水平，应从城市总体规划层面来控制。较小尺度上，暴雨径流水文过程产生的安全效应则取决于具有调蓄能力的绿地和水域系统空间格局特征，可采用LID技术。本文拟从参与水文生态过程的要素空间格局和雨洪过程两个方面出发，选取地形划分集水区，考虑人口密度、土地利用类型等社会经济要素形成的压力，同时考虑水文生态过程的连通性、完整性等因素，从总体规划层面构建城市水安全格局的评价指标体系。

2.2 评价指标与权重

基于DSR模型和AHP分析法将指标分解成若干层次，并以同一层次的各种要素按照上一层要素为准则，进行两两判断比较并计算出各个要素的权重，最终得出综合权重[6](见表1)。

表1 雨洪水安全评价体系

2.3 评价单元提取

本研究从城市总体规划层面入手，以流域为评价单元，通过总规层面大尺度指导控制各流域小尺度的发展[7]。基于GIS软件的Spatial Analyst Tools水文分析模块对整个武鸣中心城区进行流域划分。通过对原始DEM数据处理，以地形内高程处理山脊线和山谷线为基础生成洼地[8](见图1)。为避免对水流方向判断出现误差，对存在的洼地进行填充，以D8算法为原理，可对水流方向和汇流累积量进行提取(见图2)，当汇流量超过临界值便产生河网(临界值参考武鸣降雨量和现状调研城区积水情况规定)，将其转换为矢量河网(见图3)。最后通过流域盆地即集水区域(如图4所示)和河网叠加(见图5)，加上实际调研情况分析，筛选流域边界形成流域划分(见图6)[9]。

3 评价结果

根据各项指标评分进行加权求和得到PSR指标体系(如表2所示)后将各区域分为高中低三个等级水安全，如表3所示，总结以上分析，武鸣中心城区水安全格局，如图7所示。

表2 PSR指标体系

指标1区2区3区4区5区6区7区8区状态0.40.490.290.310.490.590.50.27压力0.190.310.010.120.310.20.40.13响应0.290.380.040.510.670.520.580.8

表3 水安全等级

4 水安全格局构建策略

根据不同安全区的特点，与总规划定的功能区发展目标结合，主要从水域优化、土地开发利用和海绵技术三个方面制定不同的空间规划对策(见表4)，达到调蓄流域内雨洪，改善水质和修复水生境的目的，优化完善流域的水安全格局。

表4 洪水安全格局建设导则

5 结果与讨论

城市雨洪过程是一个复杂非线性过程，目前国内外无法对其进行全面而精确的探究；本文依据景观生态学原理，从水文要素格局与过程的角度，在总体规划层面建立城市水安全格局的评价模型，为制定雨洪水安全建设策略提供了可操作性较高的模式。在总规用地管理的基础上，可进一步从控规层面的用地管理和规划设计层面的低影响开发技术来深化实现城市水安全格局。

[1] 桂 萍.生态安全格局视角下的城市水系统规划[J].城市规划,2009(4):61-64.

[2] 史正涛,刘新有.城市水安全研究进展与发展趋势[J].城市规划,2008(7):82-87.

[3] 雷彩虹.生态城市建设中的水系统规划[J].水利科技与经济,2006,12(3):150-152.

[4] 韩宇平,阮本清.区域水安全评价指标体系初步研究[J].环境科学学报,2003,23(2):267-272.

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[6] 王宝强.洪涝安全视角下的山地城市用地布局规划研究[J].规划师,2009(10):73-77.

[7] 史正涛,刘新有.城市水安全评价指标体系研究[J].城市问题,2008(6):30-34.

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[9] 尹海伟.城市与区域规划空间分析实验教程[M].南京:东南大学出版社，2014:139-148.

The construction research on urban water security pattern of overall planning level

Li Pingping Huang Yekun Chen Junting*

(CivilEngineeringandArchitectureSchool,GuangxiUniversity,Nanning530001,China)

This paper introduced the general situation of Nanning Wuming District, according to the landscape ecology principle, from the overall planning level construction of the evaluation index system of urban water security pattern, and combining with the safety evaluation results, put forward the construction strategy of rain flood safety, so as to optimize and improve the water security pattern of river basin.

urban water security pattern, LID technology, overall planning, evaluation index

1009-6825(2017)15-0017-02

2017-03-13

李萍萍(1993- )，女，在读本科生； 黄叶琨(1993- )，女，在读本科生

陈筠婷(1972- )，女，副教授

TU984

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