城市边缘区集雨型绿地营建策略初探*

2018-10-30张恒玮郭冉婷

中国城市林业 2018年5期

张恒玮郭冉婷姚朋

北京林业大学园林学院北京 100083

随着城市化快速发展，城市边缘区成为城市空间扩展影响最敏感的区域[1]。而城市边缘区绿地作为城市边缘区内重要的生态资源，受城乡二元管理体制影响，城市边缘区既有“两权相撞”的冲突，又有“两头不管”的真空[2]，导致在城镇化过程中极易忽略城市边缘区绿地的保护和建设，最终造成边缘区绿色空间缺失，在未来城市的发展中埋下隐患。

基于以上背景，推进城市边缘区集雨型绿地的建设不仅可以保护城市边缘区脆弱敏感的生态系统，抑制城市无序扩张，维持整个城市生态格局的稳定，防止新的城市内涝点产生，使新城镇远离雨洪的威胁；还能够营造城市边缘区优美绿色空间，满足居民城郊休闲的需求，促进乡村振兴和城乡统筹发展，实现新型城镇化要求。

1 城市边缘区的绿地特征

由于地理位置的特殊性，城市边缘区绿地与建成区绿地相比，在规划和建设中具有更加繁杂的特点[3]。城市边缘区绿地生态更加敏感和脆弱，绿地功能更加复杂多样，建设方式更加侧重保护性和集约性。

1.1 生态更加敏感与脆弱

城市边缘区是城市向自然过渡的生态交错带，是城乡建设中最敏感、规划管理最薄弱的地方[4]，其生态愈加敏感和脆弱。主要表现在区域生态环境的恶化和生态环境的失衡，由于城市污染转移，工业污染、生活污染、农田污染交织在一起，使城郊生态破坏和环境污染更为严重；生态用地非农占用明显，生态用地减少迅速[5]，由于城乡作用力的动态变化，各类空间资源之间存在不同程度的矛盾与冲突[6]，而边缘区绿地由于缺乏相关保护政策、绿地面积大、边界模糊，常常成为被侵占的对象。

通过对北京1990年和2018年landsat影像数据的提取，得到1990年北京建设用地面积为1 646 km2，2018年达到3 976 km2，可见城市扩张速度之快，城市边缘区绿地不断被吞噬，城市边界已扩展到浅山地带。建设用地正逐步侵蚀绿地系统，致使城市边缘区绿地极易遭到侵占和破坏。

1.2 绿地功能与景观更加复杂多样

除具有一般的景观、游憩、生态功能[7]外，边缘区绿地还具有许多特殊的社会经济功能，主要表现为对城市良好生态环境的维护、引导城市有序生长、优化城市格局、为城市提供农副产品、承载娱乐休闲活动、推进旅游观光建设等[8]。另外，从推动城市发展的层面来说，边缘区绿地还承担着城市边缘区形态建构、社会空间融合、维护可持续发展等重要功能[9]。这是因为边缘区绿地的建设涉及到农业结构调整，旧村改造，新村建设，市政建设，各单位的搬迁、改造等一系列工作，以及多元利益的矛盾和调整[10]，边缘区绿地对于稳定城市边缘区发展和加速城镇化进程具有至关重要的作用[11]。

1.3 建设方式侧重保护性和集约性

19世纪60年代，由于城市蔓延与单一用途的农林业生产导致城市边缘区绿地受到极大危害[12]，行业相关学者逐渐开始意识到保护城市边缘区绿地的重要性。通过对城市边缘区自然山体坡地的保育发展和建设城市边缘区绿地，不但可以保护自然环境，而且还可以节约城市土地和资金发展未来城市绿地。此外，随着对城市边缘区研究的不断深入，边缘区对于绿地的建设方式也在不断优化，已从以往的大改大建的开发方式转变到如今以保护性和集约性的建设方式为主。我国于2014年颁布了《国家新型城镇化规划(2010—2020)》，其中明确提出了“优化布局、集约高效”的城市空间布局指导思想[13]。因此，城市边缘区绿地在未来建设过程中，强调对重要生态用地的积极保护与建设，兼顾“保护”与“发展”的平衡点，保护自然资源的结构和总量，引导合理利用模式，使城乡生产生活有的放矢[14]，促进城市边缘区绿地的可持续发展。

2 城市边缘区集雨型绿地营建策略

本文基于城市边缘区的空间视角，并结合国内外相关案例，探讨城市边缘区集雨型绿地营建策略，使其更好地融入城市边缘区绿色空间，实现可持续发展。

2.1 生态优先，保护利用自然资源

城市边缘区是兼具城市与乡村特征的复合生态系统，它以农田林地等自然环境为背景，为城市提供必要的生态服务和农业生产服务，是维护乡村生态安全的最关键区域[15]。因此，城市边缘区集雨型绿地的规划建设更应侧重于对城市边缘区分布的自然资源进行保护和利用。利用GIS地理信息系统，对规划区域进行生态敏感性及土地利用适宜性[16]评价，明确生态敏感区和适建度层级，划定生态红线及建设控制区层级，在此基础上展开城市边缘区集雨型绿地的建设。

在墨西哥哥斯达黎加北桑纳亚里特州，由于养殖业、商业、畜牧业等多方面资源的竞争，导致边缘区生物多样性锐减以及环境恶化。路易斯等[17]对墨西哥哥斯达黎加北桑纳亚里特州沿太平洋海岸平原南部，从圣布拉斯延伸到纳亚里特的区域进行了研究，该区域总面积3 500 km2。其选定水产业、渔业、畜牧业及生物多样性作为单项研究因子，通过GIS得出单因子土地适宜性分析图，由单因子叠加后得出最终土地适宜性分析图，从而明确各类用地范围。反观城市边缘区集雨型绿地的规划设计，依据科学合理的方法明确生态保护区域，建立生态红线，进而对绿地进行合理的可持续建设。

2.2 零能输入，实现内部雨水回收利用

城市边缘区集雨型绿地的营造在根本上是为了对场地内部所积蓄收集的雨水进行充分合理利用，以达到场地内部的自身能量转换。在集雨型绿地内不介入外部水源的情况下对降雨所带来的雨洪资源进行内部分配利用。汇集而来的雨水可以通过合理的计算后主要分配用于园区内的景观用水和植物的灌溉。

在笔者曾参与的石家庄山前大道郊野公园设计初期，对场地内部汇水调蓄水容量、雨水积蓄量、场地内部永久水体面积进行了合理充分的计算，从而为场地内部雨水进行高效地收集、净化、储蓄、再利用及水景营造提供理论支撑，最终实现场地内部雨水资源零能输入。石家庄西山山前大道郊野公园位于河北省石家庄市鹿泉区，总面积603 km2，背靠西山山脉，东临山前大道，南临高架铁路及洞沟村，与山前大道相邻的界面长达990 m。

项目建设初期，笔者根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》中关于设计调蓄容积的计算方法，对石家庄山前大道郊野公园设计中的蓄水量进行了初步的计算。计算公式(1)为：

V=10HφF(1)

其中：V=设计调蓄容量，m3;H为降雨量，mm；φ为综合雨量径流系数；F为汇水面积，hm2。

然后通过《石家庄市水文地质条件分析》得到石家庄市近50年来最大降雨量为959.9 mm，最小降雨量为240.8 mm，年平均降雨量分为552.2 mm。通过《河北省使用水文手册》和《室外排水设计规范》得出公园绿地的径流系数φ为 0.15。根据 GIS 对于整个山区和山前平原区域的汇水区域分析图可得出，红线场地所在区域处于山区汇水区B内，汇水区面积为91.500 5 hm2(图1)，汇水区 B 内收集的雨水会流入红线场地内部，故场地内部的汇水调蓄容量为24.284 5万m3。

图1 设计场地所在山体汇水区域

设计调蓄容量=平均总汇水量-平均总蒸发量-平均总下渗量，其中，年平均总汇水容量为24.28 万m3；年平均总蒸发量=平均蒸发量×场地设计水体面积S；年平均总下渗量=平均下渗量×场地设计水体面积S；设计调蓄容量=水体平均深×场地设计水体面积S。同时为保证场地内部水体景观的水体自净，将水体平均深度设置为 2.2 m，最大深度2.4 m，近水岸 2 m水深 0.7 m。因此：2.2S=24.28-1.68S-0.032SS=6.336 m2，由此得出场地内部永久性水体面积为6.35 hm2。

因此，在城市边缘区集雨型绿地建设初期，需要对场地内部水体面积进行合理预算，最终实现场地内部雨水完全回收利用。

2.3 因地制宜，合理选择植被资源

城市边缘区绿地由于面积大、绿地特征相对复杂且人工管护少，因此在植被的选择中，应充分考虑到植物对环境的适应性，如耐旱、耐水湿、耐风等，针对不同环境选择合适的树种。

美国加利福尼亚萨利纳斯就集雨型绿地的分类和树种选择进行了详细介绍。该方案将集雨型绿地分为高地势区、中地势区和低地势区3个部分。对于低地势区来说，雨水暂时流入此区域，此区域在雨季可能会被淹没一段较长的时间，因此低地势区域较适宜选择耐水湿的植物，尤其是具有密集的根结构和可以过滤污染物的植物，在排水功能中可以交叉排水，以阻止土壤侵蚀和减缓雨水的径流速度，在此区域推荐原生草或地被植物。中间地带是一个减速区，雨水径流通过它排到排水区，雨水通过这里不会长期停留，因此这个区域的植物必须较耐干旱，并可以被周期性淹没。高地势区是坡地排水的顶端区域，雨水不会在这个区域长时间停留，因此在此区域的植物必须耐干旱和长时间生长。

亚萨利纳斯针对这3种不同区域，分别选择了与其相适应的树种，总体上均为低维护、方便管理、自给能力强的树种。因此，我国在城市边缘区集雨型绿地的建设过程中也应选择低维护、低管控、低耗能的树种(表1)。

2.4 工程支持，合理选择集雨设施

现阶段我国集雨型绿地建设的技术主要包括渗透技术、储存技术、调节技术、传输技术和截污净化技术，每一技术类型都有相关技术措施支持(表3)。选择合理的技术措施直接关乎绿地对于雨水的消纳、收集、净化效果是否理想。因此针对不同的绿地类型应选择相应的集雨措施，以使工程措施效能最大化。

表1 美国加利福尼亚萨利纳斯集雨型绿地植物名录

资料来源：https://www.waterboards.ca.gov/rwqcb3/water_issues/programs/stormwater/docs/salinas/appndx_g.pdf；表格中“×”表示选中的植物。

3 结论

城市边缘区绿地是城市生态网络的重要组成部分，承担着生态、游憩、景观、文化、生产补给等功能。推进城市边缘区集雨型绿地的建设是完善城市边缘区绿地生态功能，维持生态平衡的途径。在城市边缘区集雨型绿地建设过程中，城市雨水管网担负着城市雨水排放的本职责任，无论是否有集雨型绿地的建设理念，雨水管网都是市民所依赖的城市雨洪安全线。各种低影响开发设施只对雨水排放起到辅助和促进作用，而不承担所有的城市排水任务[19]。因此，在推进城市边缘区集雨型绿地建设的过程中，应以城市排水管网等基础设施的建设为基础，平衡城市边缘区多方利益的发展，共同促进新型城镇化建设。