昆明市乌龙古渔村片区海绵系统评价及功能分区研究

郝 杰,耿 丽,王 锦

(1.西南林业大学 园林园艺学院,云南 昆明 650224；2.上海水石建筑规划设计股份有限公司,云南 昆明 650224)

1 引言

传统村落是我国农耕文明的结晶且拥有丰富的自然资源和文化资源,具有较高的历史、文化、艺术和科学价值,是保护价值较高的村落[1]。现阶段传统村落的研究主要集中在民居建筑、乡村村落形态、村落的保护和发展、文化地理区划等方面[2]。由于新业态的引入，引起的私搭乱建，居民的自建行为对城市建筑风格的粗劣模仿导致了村落景观的同质化，村落地域文化逐渐丧失[3]，对于传统村落的保护成为了当今传统村落研究的热点之一，当前针对传统村落的保护规划主要集中在对于村落风貌的保护和景观规划设计上，研究方法局限于村落内部层面上的保护规划而忽略了整体的生态安全。本研究以昆明市呈贡区乌龙古渔村片区为研究地，运用AHP层次分析法对场地进行海绵系统评价[4]，海绵体具有吸水、净水、蓄水等功能，海绵体划分为人工海绵体和生态海绵体，生态海绵体的调蓄功能以及修复功能都强于人工海绵体[5]。根据场地生态海绵系统评价结果，通过构建山湖村海绵系统解决地表径流的问题，维护滇池生态安全，协调村落与周围环境的关系。

2 研究地与数据来源

2.1 研究地概况

乌龙古渔村片区位于云南省昆明市呈贡区滇池东岸,东邻雨花街道,南与大渔乡接壤,西靠七星山及滇池,北接斗南街道,地处东经102°79′，北纬24°86′，总面积84.27 hm2(图1)。乌龙村拥有超过600年的历史文化，整个村落片区位于滇池保护红线以内,拥有极佳的景观资源并且孕育了独特的“渔浦文化”。

图1 乌龙古渔村片区

2.2 数据来源及处理

选取2021年3月17日的Google Earth遥感卫星影像图作为底图，利用ArcGIS软件对遥感影像图进行土地利用类型进行重分类处理将分类后的数据作为研究因子；把获取的场地CAD高程数据进行栅格化处理得到DEM数据，DEM栅格数据利用ArcGIS获取各单因子数据；各单因子数据图层进行加权叠加获得研究区域海绵系统评价等级图，按照海绵系统评价图等级进行了功能分区。

3 研究方法

3.1 评价因子选取及等级划分

生态海绵系统评价和建设用地适宜性评价两者评价方法类似，建设用地适宜性评价融合了生态学、经济学、地理学及其他相关学科的原理和方法,是一种综合性的研究方法[6]。主要根据场地的现状生态条件结合其他的影响因素评价对于某种用途的敏感性程度和限制性大小，划分其等级[7]。建设用地适宜性综合评价多采用基于GIS的多因子叠加分析法[8，9]，以及AHP层次分析法进行权重分析。基于GIS 平台的单因子分析和多因子综合评价已成为主流，结合 GIS 技术的多种评价方法的综合运用，成为区域用地适宜性研究的发展趋势[10]。在建设用地适宜性评价的过程中，关于指标的选择以及权重的确定都是研究评价问题的关键[11]。本研究借鉴相关研究成果选取高程、坡度、汇流量、建设用地类型4个评价因子构建海绵系统评价体系，根据乌龙村的具体情况和各个因子对海绵体性能的影响不同，将海绵体的各个要素划分为3个等级，并按附分法从低到高以1、3、5对其进行附值来代表海绵性能的高低(表1)。

表1 生态海绵要素单因子评价等级划分

3.2 评价因子权重的确定

研究区域生态海绵性能评价的结果的准确性与评价指标的权重二者之间存在着相关的联系[12]。研究采用AHP层次分析法对所选择的4个评价因子，2个中间层建立判断矩阵模型；AHP层次分析法是对各要素在总要素中的重要性进行比较，将结果以判断矩阵的形式表现出来，构成判断矩阵模型[13]。同时邀请数名在风景园林学、生态学、环境学以及地理学方面的专家来对其生态海绵性能来从高到低对评价因子进行打分赋值，获取各个因子的相对权重值。通过层次分析法中的判断矩阵一致性可知其CR=0.0176，其值小于0.1，满足判断矩阵的一致性要求可以对以上权重值进行处理，在不同的层级上将各因子进行两两对比，定量描述，反应出每一个层级相对重要性次序的权重值，从而得到各评价因子的权重[14](表2)。

表2 各评价因子权重值

3.3 构建评价模型

本研究通过采用ArcGIS的多因素评价模型对各个因单子进行生态海绵性能综合评价，通过对各因子的评价结果进行赋分，综合分值越高的说明其生态海绵性能就越高，反之则越小，两者呈现正相关的关系。评价模型的计算公式如下：

(1)

式(1)中：K代表每个评价单元的综合分值；i代表第i个评价因子；xi代表第i个因子的取值；ai代表第i个因子的权重。

4 结果及分析

4.1 单因子评价结果

利用ArcGIS对选取因子的数据进行处理，结合海绵体的等级标准进行划分，得到各单因子海绵性能的高低评价图(图2)。

场地的高程对土壤的侵蚀有较大的影响。高程越高，土壤的侵蚀度就越大，水土保持的难度也就越大，其海绵性能就越低。乌龙村的地形除七星山区域外地势比较平坦，七星山地形较高其海绵性能较差，农田和建设用地地形较低其海绵性能较高(图2a)。

坡度的大小对于水土的保持起到较大的影响，同时也与植物的丰富度和生长发育情况具有一定的相关性。坡度越大，土壤越不稳定，水土保持难度就越大，其海绵性能就越低。七星山地势相对险峻，坡度较大，其保水能力较小，海绵性能较低；其余区域地势比较平坦，坡度较小，海绵性能也比较高(图2b)。

场地雨水汇流量对海绵体的蓄水能力和排水能力也有影响，汇流量越大的区域越适合布局海绵设施，越要保留原始下垫面的关键过程，海绵城市建设适宜性得分越高[15]，汇流量越小的区域用于海绵体建设的面积就越小，海绵性能就越低。根据对场地的雨水汇流量的计算可知场地的雨水主要汇流在南面一侧，从北往南逐渐减少(图2c)。

不同的用地类型在一定的程度上影响着场地的蓄水能力，对场地的海绵性能高低产生不同的影响。林地区域植被类型丰富水土保持能力强，耕地区域植被类型相对单一水土保持能力相较于林地也降低，研究区域中除林地和耕地以外的区域水土保持能力是最低的。乌龙村由于人类活动的原因对场地造成了不同程度的影响，研究区域南边及北边区域由于人类活动的影响较小，以林地为主植被最为丰富，七星山大部分区域也以林地为主植被类型比较丰富，其海绵性能是最高的；研究区域内的农田以及位于七星山上的部分梯田以耕地为主植被类型比较单一，海绵性能次之；村落建设区域植被类型最低，其海绵性能最差(图2d)。

图2 各因子海绵性能评价

4.2 生态海绵性功能分区及雨水合理利用策略

通过对选取的各个因子进行加权叠加获得场地海绵系统功能分区图(图3)。在评价图中颜色程度越深的区域代表其生态海绵性能越好，对于这一部分需要加强保护，必需限制建设开发；颜色浅的则相反，根据得到的海绵性分析图的分值将场地分为3个区域，结合现状特点将场地划分为生态建设区、生态修复区、生态保护区。

生态建设区主要是村落建筑区尤其以中心区为主，该区域因为工程建设以及人为活动的原因对场地的自然环境造成了一定程度的破坏，由于大部分硬质地面的原因无法对雨水进行合理地回收利用，容易造成积水和污染环境。对于生态建设区而言应按照海绵体建设要求进行雨水处理，在保证对生态环境最小破坏的基础上进行合理有序的低影响开发与更新，对地表水系及雨水进行净化处理后排入滇池自然水体：①设置渗水路面来缓解地下管道排水的压力以及补充地下水；②对于一些雨水聚集的区域可建设生态植草沟来减少地表流量的排放，植物可以起到储存雨水保持水土的作用,同时还能够起到维持生态多样的作用。

生态恢复区主要就是场地中的农田以及位于山上的梯田区域，该部分区域由于其自身的生态海绵体受到一定的限制需要通过调节来改善其自身的限制,提升生态海绵体的适宜性:①保护田园景观：在尊重现有植被、景观基底的条件下，保留足够的生态田园用地,不过多地进行人为的活动，通过最小的干预，串联农田、绿廊、湿地、景区空间，完善生态基地的连续性；②设置雨水处理措施：对排入区域内的雨水或废水进行雨水收集处理,通过种植农作物来存蓄并净化流入区域内的地表径流水体，通过不同的植物进行沉淀过滤后不仅可以净化水质、降低污染，还能为植物的生长提供水资源丰富农业类型。

图3 功能分区

生态保护区为场地的林地和靠近滇池的湿地区域，整个区域植被丰富，以密林为主，拥有最好的生态资源，场地的海绵性能也是最好的。对于这一部分而言主要以保护为主，保护村落周边山体轮廓的完整性，禁止开山挖土及其破坏山体界面连续性及完整性的生产生活行为，禁止滥砍滥伐、毁林开垦，注重山林防火工作的常态化管理，对场地进行简单的整理设计，结合竖向设计搭建多级台阶，梳理汇水路径。加大海绵体的保育和修复构建山体、林地等“大海绵体”为主要目标，实现海绵规模化。

5 结论与讨论

5.1 结论

通过对乌龙村片区海绵系统建设现状进行调查，得到场地生态海绵体分布现状。借鉴用地适宜性评价方法对场地进行生态海绵系统评价，综合评价结果可以将场地划分为3个不同的功能分区：生态建设区、生态恢复区、生态保护区。综合场地现状生态建设区为村落建筑区域，生态修复区为场地中的农田以及山上的梯田部分，生态保护区为林地以及靠近滇池的湿地部分。针对每个不同的区域提出了相应的措施，为村落的保护规划提供一定的依据。

5.2 讨论

乌龙村片区作为环滇区域中重要的生态保护地，维持整体的生态安全就是通过保护规划来维护现有的景观资源和修复破碎度严重的景观环境，具体的保护措施可以结合生态海绵系统的评价结果针对不同的功能分区落实滇池保护的上述生态要求，保护滇池生态安全协调村落与周围环境的关系。由于在研究过程中对于海绵因子赋分所采用的专家打分法存在着主观因素，对结果会造成一定影响，导致海绵因子权重值存在着误差，在往后的研究中会继续深化探索。