山地城市精细化景观规划方法研究

梁尧钦

梅 娟

单琳娜

熊 锋

随着城市问题日益被人们所关注，城市发展进入存量规划时代，“精细化”理念被越来越多地应用到城市规划管理的各个领域。如国际上“精明增长”[1]“紧凑城市”[2]等理论均体现了精细化思维，中国学者也在精细化规划[3]、设计[4]和管理[5]等方面进行了大量探索。在城市空间集约型发展，而传统城市绿地布局过于粗放的背景下，如何为城市预留足够的绿地并切实发挥其生态景观价值意义重大，因此城市绿地规划的精细化需求日益凸显。

然而以“精细化”为关键词进行检索，“绿化”“景观”“绿地”方面的研究十分有限。周聪惠等基于构建绿地复合型分类框架的绿地系统精细化调控方法研究[6]，以及李晨等基于精细化思维的城市绿地系统控制性详细规划编制优化途径研究[7]，均体现了绿地系统规划中精细化思维的雏形，但只局限于绿地分类和绿地系统规划编制本身，对整个城市的用地布局统筹考虑不足。其他研究多涉及绿地的精细化养护[8]，或是城市景观风貌的精细化管理[9]，对实现精细化所依托的科学方法和技术手段研究较少，精细化景观规划还停留在理念层面，实现路径尚不明晰。

所谓“精细化”，本指企业管理者在调整产品、服务及运营过程中使用的一种技术方法[7]。景观规划的“精细化”核心是将景观规划从“形象化向科学化”转变，从“定性评估向定量评价”转变，因此构建科学理念下的综合评价体系是关键所在，为此本文引入了“生态导向”和“海绵城市”理念。

“生态导向”概念最早由美国学者Honachefsky于1999年提出，强调将区域生态价值和服务功能与土地开发利用政策相结合[10]，这一思想得到全球范围内的积极响应，并由最初单纯强调保护向利用生态引导区域开发的方向发展[11]。中国学者围绕生态导向的城乡融合区域规划及城市开发与设计等方面开展了一系列研究，近年来的生态园林城市和绿色基础设施建设等，无不体现了这一思想。但目前生态导向的景观规划布局还处于理念引导与模式探讨阶段，技术层面的支撑不足。

图1 山水格局

图2 高程分析

图3 坡度分析

“海绵城市”是新一代城市雨洪管理概念，在缓解城市化带来的雨洪问题上，西方国家开展了多方面的探索，包括BMP、LID、WSUD、GI等[12-13]，取得了较好的实际应用效果。我国借鉴国外先进理念，在生态雨洪管理方面也进行了诸多有益尝试[14-15]。2014年，住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南》[16](以下简称“指南”)，将透水型城市发展理念融入其中，以建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市为目标，为我国城市建设提供了技术指导。

可见，“生态导向”和“海绵城市”理念相辅相成，各有侧重。基于此，利用生态评估、模型模拟等科学方法实现城市内部空间结构的优化和合理利用，是精细化景观规划的有效途径。

1 规划思路

山地城市空间资源紧缺，精细化规划的需求更为迫切。本文以重庆科学城为例，通过地理信息、景观生态学、水文模型等技术方法，耦合地形地貌、植被生境、用地现状、景观和汇水等多元要素，探讨构建空间化、精细化的综合评价体系和规划方法。

重庆科学城位于重庆市渝北区，毗邻江北国际机场，规划研究范围10.7km2，场地西高东低，高差近300m。北侧后河为嘉陵江支流，花石沟从场地中南部穿过。作为典型的山地城市，生态系统敏感性高，在科学城的建设过程中一旦被破坏将很难恢复，因此生态保护对区域可持续发展至关重要。

重庆常年降雨量在1 000mm以上，主要集中在夏秋两季，加之地形地貌复杂，防洪排涝形势严峻，再叠加气候、水体、植被及人为因素的影响，仅靠地下管网无法保障城市雨洪安全，因此构建生态安全格局，结合场地汇水条件营造城市排水“软性系统”，是山地内涝防治和雨水利用的必要保障。

基于对场地特征的充分认知，从总体规划和详细规划2个层面，将精细化理念落实到具体景观规划中。总体规划层面，将生态评价工作前置，识别基址内生态要素，结合生态敏感性分析和安全限制要素，划定非建设区边界和建设强度分区，使规划结构服从外围生态基础设施结构，既从空间上保留河流、山体等绿色基底，更从功能上梳理其对城市用水、防洪排涝的作用，实现对科学城空间结构的精细化布局。

详细规划层面，以海绵城市建设为指引，划定汇水分区，结合降雨情景模拟技术，科学布局生态雨洪设施，降低降雨过程中潜在的城市内涝、下游洪水和雨水污染等问题，并对雨水进行收集利用，构建城市内涝防控系统，实现对科学城海绵城市生态雨洪设施的精细化布局。

2 生态导向下城市空间布局

基于“先保护后开发”的生态优先理念，甄别基址内山脉、河流等生态要素，尊重并理解自然过程，识别潜在绿化用地与建设用地，划定区域生态安全格局，结合生态敏感性评价和限制性要素布局，对建设强度进行分级，进而划定建设用地单元。

2.1 维护山水景观格局

保护基址内高品质的天然林地、草地、灌木丛和农田等，融入绿色空间体系，强化山脉、河流等自然要素在规划中的作用，构建高品质、低维护的山水格局。

规划区内共识别出5条山脊线，山脊平均高度300～380m，山脊长度均在1 700m以上，建议保留原有地形，维护山地植被群落，保护乔灌草垂直结构，从而促进群落自然演替、维持生境多样性、提升生态服务功能。同时结合场地制高点和较高点，设置7处观景点，主要沿花石沟两侧山脊分布，注重观景点之间及观景点面向场地的视廊通达和景观营造(图1)。

河流、湖泊、湿地、坑塘和沟渠等是典型的水生态敏感区，保留场地重要汇水线，控制水系防护距离，保持水土涵养水源，是最有效应对较强降雨的生态措施。规划后河泄洪通道按两侧不小于20m的防护距离进行控制，花石沟泄洪通道按两侧不小于10m的防护距离进行控制，并在防护绿化带内预留污水干管走廊。

2.2 保护生态敏感区域

2.2.1 生态基础要素

地形因子是区域的骨架和背景，对场地生态环境与景观品质有着重要的影响。重庆作为山地城市，地形起伏明显，选取高程和坡度2项基本环境要素对地形进行评价(图2、3)。高程高的区域生态敏感性高，应予重点保护；坡度对自然环境的稳定性和雨水径流均有重要影响，因此坡度大的区域在进行开发建设时应予以避让。

植被是生态环境中最重要、最敏感的自然要素，是保护生态系统、改善环境的重要因素，以植被覆盖率为考量指标，综合生物多样性和群落复层结构等，筛选覆盖率高、多样性高的区域作为重点保护区域(图4)。

用地类型亦对生态敏感性产生重要影响，林地、农田、河流、湖泊和湿地等具有生态调节功能的用地是城市重要的生态涵养地，对林地、开放水体进行提取，最大限度地保护生态用地和生态敏感区域(图5)。

2.2.2 斑块廊道要素

景观生态格局反映了生态系统的空间结构特征，而斑块廊道是景观格局最普遍的形式。

斑块形状和大小是评价斑块内部生境的重要指标，物种多样性随着斑块面积、边缘复杂程度的增加而增加，指标数值越高生态保护价值越高(图6)。

廊道形状和宽度是判定廊道质量的重要指标，若廊道长度超过其宽度的2倍，则其边缘生境比例将高于内部生境；廊道宽度是影响生境结构和传导功能的主要因素，评价值越高的区域生态敏感性越高(图7)。

生境连通性是影响生境传导、过滤、源和汇的重要因素，以林地、水体作为源，用高程、坡度、植被覆盖率确定阻力系数，建立累计最小阻力模型，评估生境之间的连通性，连通性越高生态效益越好(图8、9)。

2.3 保障安全限制要素

结合重庆科学城现状，共识别出5类安全限制性要素，包括坡度25°以上的不适宜建设区、地质灾害点、市政道路和地铁线路、已批已建用地，以及市政管线和高压走廊(图10)。

其中市政道路包括已征地的悦港大道，以及秋成大道、椿萱大道和悦港北路对外连接的主干路，地铁线路包括5号线、9号线和14号线；已批建设用地包括公租房和小学用地；市政管线主要是燃气管线，包括DN325相两线、DN200水两线；高压走廊包括现状220KV思悦线、220KV思礼线(规划500KV线位调整)、110KV云空线(规划线位调整)，以及东侧新增220KV思高线。以上均为规划应保障的安全限制要素。

图4 植被覆盖率

图5 林地水体分布

图6 斑块要素评价

图7 廊道宽度评价

图8 林地最小累计阻力模型

图9 水体最小累计阻力模型

图10 限制性要素

图11 建设强度分级

图12 海绵城市构建技术路线

图13 规划区现状下垫面

图14 各汇水分区综合径流系数

综上，用地选择的核心是保护高价值自然植被群落与基址地表排水模式，强化基址内自然要素功用，科学划定用地单元和开发强度，借助自然做功削减开发建设对环境的影响。基于对生态基础要素的识别、对生态敏感性和斑块廊道要素的综合评估，以及对安全限制要素的避让，通过层次分析法，在GIS平台上对各要素进行加权叠加，得出建设强度分级图(图11)，以指导重庆科学城的空间规划布局。

3 海绵城市下雨洪系统构建

3.1 构建思路

海绵城市的核心思想是利用地形、植物和水体等构建近自然的雨水处理设施，相对于传统的排水模式，将排水系统划分为若干个汇水分区，并以小型、分散、低成本的生态方式进行水文单元的管理[17]，从而有效减少洪峰流量、降低地表径流系数、控制面源污染，主要针对中、小降雨事件进行雨洪管理。

在科学划定城市布局、合理控制开发强度的基础上，针对山地城市重庆的自然环境、降雨产流、水资源及水环境特征，从雨水渗透、收集调蓄和净化利用出发，从以下3个方面出发构建海绵城市体系(图12)。

1)水安全方面，通过削峰调蓄、控制径流实现雨水自然积存，优先应用“滞”“蓄”等措施，针对重庆山地坡度较大、降雨汇流速度快等特点，通过下沉式绿地、生物滞留设施等滞蓄系统，延长降雨产流、汇流及转输的时间，削减洪峰流量。

2)水环境方面，通过削减城市面源污染实现雨水自然净化，改善水质，综合应用“净”“排”等措施，针对山地城市地形坡度大的特点，通过设置梯级植草沟和绿色屋顶等收集和排放道路径流，并承担地表污染径流的收集、净化和排放功能。

3)水资源方面，通过恢复生态自然循环实现雨水自然渗透，适当应用“渗”“用”等措施，避免出现雨水入渗导致路基受损或建筑基础不均匀沉降等问题。渗透性铺装主要应用在人行道、广场和露天停车场等场地，规划区过境水量丰沛，主要在公共建筑周边小范围内进行雨水回用。

3.2 汇水分区

汇水单元是指基址地表水自然排放系统的地理单元，基于自然汇水单元和自然水循环过程，采用地形图、坡度图和汇水线等确定排水格局，结合城市人工湖、集蓄池、人工湿地、天然洼地、坑塘、河流和沟渠等，界定基本规划管理单元。重庆科学城共划分为24个汇水单元，以汇水单元为基础，结合规划区现状下垫面分析组织土地利用(图13、14)，能实现自然排水模式的有效保护以及建设单元中低环境影响的排水管理，是构建海绵城市的前置性条件。

3.3 模型模拟

“分解可控”是精细化理念的核心特征，如何在城市有限的空间和用地资源中优化绿地布局，并将生态雨洪设施要素及其空间服务供需进行细分和梳理，最终在实现开发后径流量接近开发前径流量的同时，提升悬浮物总量的去除率。

经分析，重庆科学城现状下垫面共有123个地块，其中居住用地25个、商业用地26个、绿地与广场18个、公共管理与公共服务13个、道路与交通设施地41个。利用Digital Water Simulation模型软件，基于汇水区地形和现状下垫面构建地表产汇流模型，模拟得出近3年规划区年径流控制率分别为78%、79%和81%。

根据“指南”年径流总量控制率分区标准，重庆位于Ⅲ区，控制率目标为75%～85%。为确保开发后的径流量接近开发前的径流量，将规划场地年径流总量控制率定为80%(对应设计日降雨量25.5mm)，年悬浮物总量去除率定为40%。运用海绵城市规划系统将年径流总量控制率分解到各个地块，进一步确定各地块低影响开发措施的控制参数及径流削减量。

3.4 控制措施

“指南”中共列出17类生态雨洪设施，结合重庆科学城场地条件，通过模型模拟及技术经济分析，科学组合控制指标，得出生态雨洪设施的最优布局方案。共选定下沉式绿地、生物滞留池、植草沟、绿色屋顶、透水铺装和雨水桶6类生态雨洪设施，科学分解到各地块(图15)，以消减场地建设及运行过程中对自然水文条件的影响，实现径流控制指标(表1)。

规划布局下沉式绿地22.51hm2，包括洼地、雨水塘、雨水湿地等，收集调蓄周边场地径流雨水，预计雨水控制容积26 204m3，占总控制容积的52.4%。

规划布局生物滞留池13.06hm2，将雨水暂时储存后慢慢渗入周围土壤，从而削减地表雨水洪峰流量，预计雨水控制容积13 262m3，占总控制容积的26.5%，其投入维护成本较低，形成的雨水花园景观效果良好。

规划布局植草沟6.12hm2，预计雨水控制容积6 307m3，占总控制容积的12.6%，其造价相对较低，设计变通性强，可适应各种环境，同时雨水径流中的多数悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物可得到有效去除。

图15 生态雨洪设施分布

表1 生态雨洪设施配置

规划布局绿色屋顶3.15hm2，根据不同植物和介质层，绿色屋顶在夏天一般可滞留70%～90%的降雨量，冬季可滞留25%～40%的降雨量[18]，预计雨水控制容积283m3，占总控制容积的0.6%，在土地紧张的山地城市对雨水资源的管理和利用效果显著。

规划透水铺装面积28.57hm2，增加雨水渗透，减少地表径流，预计雨水控制容积2 954m3，占总控制容积的5.9%，主要在停车场、便道等交通流量较低的区域使用。

规划布局雨水桶937个，预计雨水控制容积999m3，占总控制容积的2.0%，主要用于单体建筑及小建筑群屋面等雨水水质较好的场所，适当处理后可作冲厕、植栽、浇灌等，占地小、投资省，运行维护方便。

在场地污水处理方面，采用“集中+分散”的方式，沿后河及花石沟规划设置2条截污干管，集中收集污水后送往悦来污水厂，由此可满足大部分污水排放。另设置4处小型污水处理设施，解决片区排放，预计可产生880m3/日的再生水量，用于景观水体补水、绿化、浇洒和冲厕等。

结合全区水资源调蓄和渗透补充地下水，方案实施后可节约水资源量达5.0万m3，雨水经过绿地渗透和生态湿地等雨水利用设施的净化，大大减轻了雨水中污染物对环境的污染。相比传统方案，以上海绵城市方案可将径流系数由0.50降到0.36，降低管网铺设长度和管径大小，经测算可节省雨水管网造价的12%。雨洪设施将作为用地条件或建设项目设计要点，约束相应地块的土地开发。

综上，针对重庆科学城雨水资源丰富、土地资源稀缺、生态环境脆弱的特征，海绵城市下的雨洪系统既保护了原有生态环境和土地资源，又维持了场地的自然水文循环，同时控制径流、净化水质，兼顾了生态功能与景观效果，实现了对城市规划布局的优化，为海绵技术与景观规划的融合提供了示范。

4 结论

传统的规划先行、不尊重场地、大填大挖的粗放式土地平整模式已逐渐被摒弃，在当前和未来的规划中，更多的注意力将投向城市内部空间结构的优化和集约利用，而精细化规划是实现这一目标的有效途径。本文突破仅针对生态资源本身评价的局限，从城市生态的系统性出发，引入城市建设需求视角，在“生态导向”和“海绵城市”理念指导下，构建完善的生态评估和数学模型，使景观规划方案“转译”成可量化的标准。

首先将生态评价前置，识别山体、河流等关键生态要素并予以重点保护，进而通过定量化综合评价划定非建设区并进行建设强度分级，同时保护河湖水系等天然海绵体，通过汇水分区和模型模拟筛选生态雨洪设施的最佳配置方案，再量化细分到各地块，从而将精细化理念贯穿到用地选择、空间布局和场地设计的全过程，使用地功能与自然过程及资源特征相匹配，实现对场地特征的精准利用，是将精细化理念用于景观规划实践的有益尝试，对空间资源紧缺的山地型城市尤具借鉴意义。

注：文中图片均由作者绘制。