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城市规划设计中的自然生态分析方法

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:生态敏感性分析过程包含以下四个步骤。应用Arc GIS 10软件,通过缓冲、要素转栅格、重分类等工具对每个评价因子分别赋予相应的等级数值,制作单因子生态敏感性分析图。最后把具有重要生态敏感性的区域叠加到综合评价结果图中,得到最终的生态敏感性分析。

城市规划设计中的自然生态分析方法

1.生态敏感性分析

生态敏感性指生态系统人类活动干扰和自然环境变化的反映程度,表征发生区域生态环境问题的难易程度和概率大小。在自然状态下,各种生态过程维持着一种相对稳定的耦合关系,保证着生态系统的相对稳定,而当外界干扰超过一定限度时,这种耦合关系将被打破,某些生态过程会趁机膨胀,导致严重的生态问题。简而言之,生态敏感性就是生态系统对由于内在和外在因素综合作用引起的环境变化的响应强弱程度,敏感性高的区域,生态系统容易受损,应该是生态环境保护和恢复建设的重点,也是人为活动受限或禁止的地区。

生态敏感性分析是城市规划布局的重要依据,是制定生态环境规划的前提和基础。在综合分析各生态因子对地块影响的基础上,按照生态敏感度进行使用用途的划分,能够有效地划分城市建设用地的适建度及非建设用地中的生态基质用地和可建设用地。生态敏感性分析过程包含以下四个步骤。

1)评价因子的选择

影响生态敏感性的因子随研究区域和研究尺度而不同。黄光宇在进行广州科学城的生态适宜度分析时,筛选了坡度、地基承载力、土壤生产性、植被多样性、土壤渗透性、地表水、居民点用地程度、景观价值8个生态因子;欧阳志云等在对中国生态环境敏感性划分研究中选用了气候、地形、土壤、地表覆盖度4个生态因子;杨志峰等在进行广州市生态敏感性分析时,根据城市生态系统的特点和当地实际,选用了土地利用现状、面积、坡度、当地保护区类型和物种多样性共5个生态因子;尹海伟等在分析吴江东部地区生态敏感性时采用对区域开发建设影响较大的水域、海拔与堤防、植被、耕地地力4个生态因子。

2)评价指标体系的构建

根据层次分析法来构建指标体系,具体步骤为:

(1)建立由选取的若干个生态因子组成的生态敏感性评价层次结构模型,分级主要是依据公认的分级标准和相关研究成果,并结合研究区域特殊的地形地貌、生态本底和城市发展的需要。

(2)根据每个评价因子的不同分级对环境敏感度影响程度的不同,对每个分级进行评价标准赋值。一般采用5级评价标准:0为极敏感,1为高度敏感,2为中度敏感,3为轻度敏感,4为不敏感。

(3)根据不同评价因子对环境敏感度的影响不同,对不同评价因子进行权重确定。根据层次分析法构造生态敏感度两两判断矩阵,求得矩阵的特征向量和特征值,初步计算各评价因子的权重,最后通过一致性检验来判断所确定的权重值是否接近客观实际。

根据以上分析步骤,确定研究对象的生态敏感性评价指标体系和各因子的权重值。

3)数据来源与处理

地形数据可采用分辨率为30m 的栅格数字高程模型(RASTER DEM)数据及其派生数据;植物多样性数据可采用林相分布图地质灾害分区、水系、土壤、地表覆盖等可采用国土部门的Map GIS数据;居民点用地程度等可采用城市规划部门的统计数据。

(1)数据预处理。JPG 格式的图可通过Arc GIS 10的影像分类工具建立训练样本,并通过最大似然进行分类,通过众数滤波、边界清理等工具进行分类后处理;地质灾害分区和水系数据通过Map GIS“属性库管理”功能模块导出为“.dbf”格式,用“文件转换”功能模块把原文件转换成“.shp”格式。

(2)生态敏感性单因子评价。应用Arc GIS 10软件,通过缓冲、要素转栅格、重分类等工具对每个评价因子分别赋予相应的等级数值,制作单因子生态敏感性分析图。

(3)生态敏感性综合评价。完成单因子生态敏感性分析后,对各因子的生态敏感性进行加权叠加,通过GIS空间分析中的栅格计算器,计算得到研究区域的生态敏感性综合评价初步结果。运用自然分类法将其分为极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感5个区域,并进行聚合和边界清理等后处理,以消除小图斑。最后把具有重要生态敏感性的区域(如自然保护区森林公园湿地公园、地震断裂带缓冲区等)叠加到综合评价结果图中,得到最终的生态敏感性分析。

4)结果分析

通过以上过程得出单因子敏感性空间分布图及综合生态敏感性分布图,解析研究区域生态系统的构成主体,识别不同敏感度区域的空间分布、各自构成面积及比例。

2.生态承载力评价

生态承载力指在某一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合),某种个体存在数量的最高极限。生态承载力包括两层基本含义:第一层含义是指生态系统的自我维持与自我调节能力,以及资源与环境子系统的供容能力,分别指资源和环境的承载能力大小,为生态承载力的支持部分;第二层含义是指生态系统内社会经济子系统的发展能力,即生态系统可维持的社会经济规模和具有一定生活水平的人口数量,为生态承载力的压力部分。

生态承载力评价是可持续发展能力基础支持系统的方法之一,可用来评估城市建设的可持续状态,预测未来城市发展的规模界限。

1)分析方法概述

生态承载力的研究方法目前仍处于探索阶段。由从最初的定性静态分析逐渐走向动态模拟与预测,静态分析方法主要是估算人口承载力的上限值,以大量的实际获得的单因子数据为依据,把人口作为外生变量,所得结果有一定的参考价值,且所用资料少,计算方便易行,但是无法反映承载力随时间的变动情况,也限制了这些方法的应用范围。生态足迹法是动态研究中较具代表性的一种方法。

生态足迹(ecological footprint,简称EF),最早是由加拿大生态经济学家威廉里斯(E.R.William Rees)1992年提出,并在1996年由瓦克纳格尔(M.Wackernagel)进一步完善,其定义为:任何已知人口(某个个人、地区或国家)的生态足迹是指能够持续地生产这些人口所消费的所有资源、能源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产土地的总面积和水资源量。

生态足迹的计算是基于以下六个基本条件:①可获得区域每年资源消耗量和废物产生量,可用吨、焦耳或立方等物理单位来表示;②生态生产性土地是绝大部分资源流更新与废物吸纳所必须的,生物生产过程建立在光合反应基础上,水生系统、雨林系统等在三维空间发生光合反应的过程能够用二维地图来表示;③具有不同生态生产力土地类型可通过因子加权相加后由一个标准平均生产力公顷来表示,这个标准公顷就是“全球公顷(gha)”用ha表示,产量只涉及可更新和对人类有价值的那部分生产的生物量,标准公顷同时运用于生态足迹和生态承载力两部分;④总需求可由相对独立的资源供给和废物消纳土地面积累加得到,这意味着生态足迹账户中没有任何一个资源流或者服务流是由同一个土地或地域空间提供的,所有地域空间都只累加一次;⑤综合生态足迹和生态承载力可直接进行比较;⑥土地需求可超过土地供给,足迹大于承载力意味需求超过自然资本更新能力,产生生态赤字。

目前,生态足迹法已应用于各种尺度的区域:①全球尺度——可通过统计人类生存所占用的生态生产性用地分析全球的人均承载力,还可通过对一段时间内生态足迹的连续性分析,透视各类型生态足迹的动态特征;②国家尺度——可以帮助国家制定其发展方向和采取措施;③区域和城市尺度——国内学者在全国范围从区域、省级、市级到县级都有研究;④个人尺度——在全球足迹网络上,计算个人的生态足迹。

生态足迹法对判断人类社会是否生存于生态系统的承载力范围之内给出了一种简单但实用的计算方法。但仍存在以下不足:①具有生态偏向性,多关注生态可持续性,未涉及经济、社会、技术方面的可持续性;②未包含对研究问题产生影响的所有因素,实际所占有的生态足迹要比计算结果更大;③缺乏对未来情景的预测及发展研究,人口增长、生活生产消费水平提高会导致“可持续性”缺失,技术进步对资源配置效率提高等可能会加强此“可持续性”;④生态足迹模型需要进一步发展,与其他方法结合,更进一步地反映可持续发展现状和目标。

2)模型选用

生态足迹的计算方法有三种:第一种是综合法(compound approach),由瓦克纳格尔(Wackernagel)等于20世纪90年代中期提出,适用于全球、区域和国家层次的生态足迹研究。综合法就是根据地区性或全国性统计资料获取地区生产总量、出口总量、进口总量和年终库存总量,自上而下利用国家级的数据归纳得到地区消费总量的数据,计算出总的生态足迹后再除以地区总人口,即得到最后的结果——人均生态足迹。第二种是成分法(component approach),是西门斯(Simmons)等人于2000年提出的,即发放社会问卷调查,采用入户调查方式直接获得当地居民主要消费品类型的人均消费量数据,最后再用总人口去除,从而得到所需区域的人均各类消费品的数量。成分法适用于城镇、村庄、学校、公司、个人或单项活动的小尺度的生态足迹计算。第三种是投入产出法,由比科内尔(Bicknell)等学者于1998年提出并由台北大学冯教授(Ferng)于2001年改进,即结合两种方法来获取数据。

此处选用综合法对生态足迹分析进行具体解析。生态足迹模型中所有的投入,除了人口和收入,都以全球公顷为单位(本书以ha表示)。基本框架是在区域研究范畴内生态承载力和生态足迹的账户计算,以及它们比较所得到的生态盈余/赤字。在需求部分—生态足迹—个人消费可以分为六个账户:食品账户、住宅账户、交通账户、商品账户、服务账户和废物账户。在每一类型中,个人消费所占用的土地累加,就得到每一种类型土地所需的面积。

3)概念解析

(1)生态生产性土地,指具有生态生产能力的土地或水体。全球共有11.4亿公顷生态生产土地。生态生产也称生物生产,根据生产力大小的差异,地球表面的生态生产性土地可分为6大类:化石燃料土地、可耕地、林地、牧地、建筑用地和水域。化石燃料土地,也称化石能源用地:一定量的土地储备量,用来补偿因化石能源的消耗而损失的自然资本的量;可耕地:主要由粮食和粮食做成的二次商品占用的生态生产性土地面积组成,是所有生态生产性土地中生产力最大的一类,集聚最多的生物量;林地:指可产出木材产品的人造林或天然林;牧地:即适用于发展畜牧业的土地;建筑用地:包括各类人居设施及道路所占用的土地;水域:海洋覆盖地球的面积。

(2)全球公顷,表示生态生产力总和的平均概念。一个全球公顷等于一公顷。11.4亿公顷生态生产性土地的平均生产力,指特定水平投入下能够达到的最大农业产量。

(3)均衡因子,为某一种生态生产性土地类型的世界平均生产力与所有生态生产性土地的世界平均生产力的比值。反映环境本身所具有的或是内在的生产力,不包含现行的管理水平和生物生产效率。

(4)产量因子,等于给定区域的生态生产性土地的生产量与同类型生态生产性土地全球平均生产量的比值,反映区域平均生产量,表明一个区域现行的技术和管理水平,以及内在的资源生产力的可更新程度,结合了环境和社会经济两方面影响因素的作用,每年的产量因子都要重新计算。

4)计算步骤及模型

生态足迹的主要计算步骤如下:

(1)划分消费项目,计算各消费项目的消费量。

(2)利用平均产量数据,将各消费量折算为生物生产性土地面积。

(3)通过均衡因子把各类生态生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积;将其汇总,计算出生态足迹的大小。

(4)通过产量因子计算生物承载力(生态承载力),并与生态足迹比较。

计算公式如下:

①各种消费项目的人均生态足迹分量计算公式:

式中,Ai为第i种消费项目折算的人均占有的生物生产性面积(人均生态足迹分量)(hm2/人),i为消费项目的类型,Yi为生产第i种消费项目的生物生产土地世界年均产量(kg/hm2),Ci为i种消费项目的人均消费量;Pi为第i 种消费项目的年生产量,Ii为第i 种消费项目年进口量,Ei为第i种消费项目的年出口量,N 为人口数。

②人均生态足迹的计算公式:

ef=∑ei=∑rjAi

式中,ef为人均生态足迹(hm2/人),i为消费项目的类型,ei为人均生态足迹分量,rj为均衡因子,Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量(hm2/人)。

③区域生态足迹的计算公式:

EF=N×(ef)

式中,EF为区域总人口的生态足迹(hm2),N 为人口数。

④人均生物承载力(生态承载力)的计算公式:

ec=∑ci=∑aj×rj×yj

式中,ec为人均生态承载力(hm2/人),cj为人均生态承载力分量,aj为人均生物生产面积,rj为均衡因子,yj为产量因子。

⑤区域生物承载力(生态承载力)的计算公式:

EC=N×(ec)

式中,EC为区域总人口的生态承载力(hm2),N 为人口数。

5)结果分析

分析结果主要表现了区域的自然资本是否能支撑现有的消费模式,以生态赤字/盈余来表示,如生态足迹超过生态承载力则产生生态赤字,表明该地区的人类负荷超过了其生态容量,地区发展模式处于相对不可持续状态;反之,则为盈余,表明该地区的生态容量足以支持其人类负荷,该地区消费模式具相对可持续性,可持续程度用生态盈余来衡量。

3.生态安全格局分析

生态安全格局(the regional pattern for ecological security)是指针对区域生态环境问题,在干扰排除的基础上,能够保护和恢复生物多样性、维持生态系统结构和过程的完整性、实现对区域生态环境问题有效控制和持续改善的区域性空间格局。

生态安全格局分析可为城乡建设用地空间管制分区、建设用地增长边界的判定、灾后山地城乡规划重建等提供生态环境空间规划的决策支撑;通过合理构建区域生态安全格局便于从更宏观更系统的角度提出实现区域生态安全的对策。

国内外关于生态安全格局的分析方法主要有3S技术、情景分析方法(scenario)、指标评价法、系统动力学模型、元胞自动机等,从定性分析到定量研究,定性与定量相结合以及动态模拟等。综合国内外相关研究成果,生态安全格局分析的技术路线可表述如下。

1)生态问题识别

即因子选择,指区域生态问题的主要影响因子选择。不同研究区域生态问题不同,相应的主要影响因子亦不同:俞孔坚等(2009)针对北京的生态问题,选取水、地质灾害、生物保护、文化遗产、游憩等作为影响因子;张小飞(2009)针对常州市的研究选取了地质、地貌、植被和水文等因子;李永春等(2010)对泉州市东海新区进行研究时则以洪水、生物多样性以及游憩等为主要因子。

2)确定源

即代表主要影响因子生态过程的源,如生物的核心栖息地作为物种扩散和动物活动过程的源,文化遗产点作为乡土文化景观保护和体验的源,公园和风景名胜区作为游憩活动的源。主要通过资源的空间分布数据和适宜性分析来确定。

3)判别空间联系

通过生态过程,如水的流动、物种的空间运动,来判别对这些过程的健康与安全具有关键意义的空间格局,包括缓冲区、源间连接、辐射道和战略点等,并根据各格局的拐点和作用,划分出低、中、高3种不同安全水平,形成单一生态过程的安全格局,再进行权重叠加,得到研究区域的综合生态安全格局。

4)提出优化策略(www.xing528.com)

针对某一生态过程和安全格局的具体要求,提出空间格局和土地利用的调整策略与建议,应包含对不利干扰的抵御和进行生态恢复的干扰:顺应一些原有的景观格局、生态系统和干扰;防止格局中一些关键部位被破坏;恢复和改善格局中一些关键部位。

俞孔坚等以北京为例,提出区域生态安全格局的分析框架(图4-1)。

4.城市微气候环境分析

城市微气候即指城市覆盖层(urban canopy layer,UCL)气候,是城市气候中与城市户外空间舒适性关系最直接,同时受人类活动的影响也最大的部分。主要包括日照、风、温度、湿度等构成因素,这些构成要素相互影响,同时也受到建筑物形状、结构、材料、建筑物密度、街道走向、地表材料、植被以及城市规划等因素的影响。气候的适宜程度决定着人居环境的舒适与否,不良的城市微气候环境既降低城市户外空间环境质量,也进一步导致热岛效应加剧和空气污染不易扩散进而形成雾霾等环境问题,极大地影响城市生态环境质量及城市居民的身体健康。

图4-1 生态安全格局分析框架

城市微气候影响户外空间环境的使用以及人的环境行为方式,同时,城市建成环境(城市形态、建筑群体布局、道路布局和走向、城市绿化等)对城市微气候也产生影响。在城市规划与建设过程中应关注城市建成空间环境与微气候的相互影响过程,以提升户外空间环境舒适性、减小热岛效应、改善空间环境生态质量为目标导向,研究如何调控城市建成空间环境以优化微气候环境。

城市微气候环境分析可用来对不同尺度的规划及设计方案进行比较分析,为城市结构调整和住区及主要功能设施规划选址提供依据,辅助控规指标体系及城市设计导则的制定,并在建设过程中提出城市微气候改善的具体策略。目前主要有现场动态实测、物理模拟法、计算机数值模拟法等方法,前两种方法很难应用到更大规模的城市微气候环境研究当中,因而现今城市微气候环境研究中往往把实地测试法测得的资料作为实际研究中参数的参考,采用计算机数值模拟法进行分析。

计算机数值模拟是基于流体力学的软件模拟,它将现实存在的或城市设计中的城市空间转化为数字模型,借助相应的软件,通过对城市空间、城市界面、绿化系统与城市空间的关系等进行系列模拟,来测度热舒适度、风舒适度和场所中空气的呼吸性能等考量城市微气候质量的关键因子,在边界条件正确的前提下,从气候适应性角度对其做出评价。

下面以武汉汉正街旧城更新为例,对城市微气候环境计算机数值模拟分析在城市规划中的应用进行说明。

1)现状分析

汉正街地理位置特殊,南临汉水,东接长江;功能复杂,既有商业又有居住;建筑密度高但容积率低。

空间形态特征:以多福路为界可分为两部分,东部建筑层数低、密度高,商业门店集中于主巷道,街道狭窄,部分地段仅能容单人通过;西侧住宅集中,商铺较少,街道宽阔,商业气氛小浓。近期新建的高层商业楼零星分布在道路转角处,第一大道改变了汉正街道路狭窄的格局(图4-2)。

城市微气候特征:低层高密度的建筑形态、质量普遍低下的住宅及狭窄的城市街巷导致区域内普遍通风采光不佳;夏季白天街道温度通常在40℃左右,街内气流小畅,滞留时间长;位于夏季主导风向上的江河对其下风向部分建筑有降温作用,第一大道的开通将夏季风导入城区使得主道路上的温度较其他区域低,部分空地的温度也较低。

图4-2 汉正街建筑分布状况

图4-3 汉正街道路交通现状

2)基于气候适应性的改造方案制定

汉正街主要的问题在于通风排热。城区通风有两种方法,一是引风,二是造风。引风的关键在于风道的畅通,即街道的走向要与主导风向基本一致,有利于加强市区与郊区的热交换;造风的基本原理是制造区域温差,温差导致压差,压差导致区域之间的空气流动,制造低温区的最有效方法是种植成片树林,利用蒸腾作用降温,一般需要成片的树林才能达到理想的效果。

汉正街没有大面积绿化的可能,但其地理位置却十分有利于引风,可将夏季主导风向上的、相对凉爽的江风引入城市环境,加速空气流动。汉正街的现状道路(图4-3),狭窄街巷内多为低速、竖向的管状气流,缺乏足以穿越建筑物的量大、质好的气流。若将部分干道拓宽,引风入城,则有可能实现良好的通风。

树枝状或漏斗型道路网相较于垂直网格布置的道路更利于通风,高层建筑可改变风向,其侧的空地可加大风量。依此原理,尝试将汉正街内部的部分街道拓宽,在夏季主导风向上形成连续的通风廊,来自江边的风自然成为调节汉正街微气候的重要因素(图4-4);根据现有道路结构,拓宽一条由南至北的道路(图4-5),同时梳理区域内部道路走向,使其引导风深入区域内部,预留部分广场,在改善小气候的同时还可以提供物流集散空间和人员休闲场所。

3)环境模拟

(1)参数设置。

①地理环境:武汉,北纬30°60′,东经114°30′,海拔23m,时区东八区,计算日期为8月1日(夏季炎热是武汉气候的主要矛盾之一)。

②气象资料:选取夏季东南风为主导方向,空气温度32℃,风速15km/h。

图4-4 局部改造方案

图4-5 道路拓展

③模型创建:将CAD 模型转化为计算流体力学(CFD)模型,设置相应的属性,建筑区域为BLOCK,江湖为OPENING。

④初始条件:将武汉的经纬度、计算月份、时间、太阳辐射、初始温度等作为初始条件,设置湍流物理模型为混合对流模型来模拟大气流动。

⑤材质设置:在创建的CFD 模型中,因为采用的是区域化建模,不同的区域在模型的表示中只有体量关系,无法表现实体的表面性质,故要在每个BLOCK 中根据具体情况,取各参数在本地块中的综合平均值。

(2)模拟过程。建立计算机模型,输入地理气候条件和气象资料,设置计算网格,便可得到该空间的空气温度、辐射温度、风速及空气龄等数值。

4)结果验证

(1)模拟计算显示(图4-6、图4-7),经过改造的道路将风引入区域内部,来自江边的凉风将道路的温度降低,并辐射到周边区域。经济上,风口处的高层建筑足以对因道路拓宽而减少的建筑面积进行补偿。但模拟图也显示,高层建筑背风面的通风受到一定的影响,管状效应对于风速的加强作用也有限,因此,有必要综合探讨路宽、路长、引风口的尺度和形状之关系。

(2)温度模拟(图4-8)显示,经过改造的道路附近区域空气温度大约为32℃~35℃,而小通风的区域空气温度约38℃。改造后的区域通风效果更好(图4-9),开敞的外部空间在顺应风向的情况下,也有利于低温空气渗入区域内部。

5.城市典型生态用地保护与利用的规划分析

城市生态用地是保障城市社会经济持续发展和居民生活质量所必需的供给、支持、流通、调节、孕育等基本生态服务功能的最小用地,旨在改善和提高城市中人群的生活质量,保护重要的生态系统和生物栖息地,维持和改善城市中各种自然和人工生态单元,将城市生态系统稳定在一定的功能水平。从生态系统服务的角度出发,可将城市生态用地分为绿地、水体(水系)、稀疏及无植被地三大类,其中绿地又可细分为农地、林地、牧草地、园林绿地、公园绿地、防护绿地、风景区绿地、庭院绿地、交通绿地等;水系又可细分为河流、湖泊、沼泽、滩涂、湿地(近海及海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地);其他水体(水库沟渠、养殖水体、景观水体)等;稀疏及无植被地则包含盐碱地、沙地、裸地、空闲地等类型。

图4-6 改造前后风速

图4-7 改造前后温度

图4-8 改造后的区域温度

图4-9 改造后的区域风速

在快速的城市化、工业化进程中,缘于对经济效益的单方面追求,大量农田、森林、水域等生态用地被占用,导致土地生态服务功能衰退,这不仅直接影响人类社会的可持续发展,还危及粮食安全、城市生态健康和区域生态安全,对人类生存造成很大的威胁。

协调生态保护与城市发展之间的关系是城市生态用地规划的核心任务,必须保证城市生态用地的规模和质量,以实现土地资源的合理利用,保障城市的健康可持续发展;同时要充分发挥生态用地的经济效益和社会效益,实现综合效益的最大化。基于以上考虑,本节选取水系、城市森林等城市典型生态用地,对各自保护和利用过程中的规划及分析要点进行阐释。

1)水系

城市水系规划必须以生态安全为准则,保护水系自然过程的完整性,将河流、湿地等生态环境的完整性与城市景观和开敞空间进行统筹考虑,即在保障水利安全的基础上,考虑城市自然生态、人文体验、环境景观、土地使用和社会经济等不同功能的要求,综合协调解决“六水”(水安全、水环境、水生态、水景观、水文化、水经济)的多学科问题,实现多元目标的共赢。

“六水”协调的关键在于梳理城市水脉大系统,贯通节点、连通水系,同时加强水系与城市空间的关联性,将水系与城市休闲绿道系统、绿地系统和开放空间系统相互衔接、相互协调。并具体分解到水利工程、水环境综合整治及水系景观等专项规划中,促进三者相互指导和反馈,最后以水系控制性规划为依据,将相关内容落实到法定规划层面,为规划的管理和实施提供保障。

(1)水利工程规划。水利工程规划旨在解决水安全问题。水安全指城市水系具备系统良性循环的能力,能抵御洪涝、干旱和污染等外部冲击,且不会对其他系统构成危害,并可以满足水系功能要求的安全,主要包括城市防洪排涝安全、供水安全、生态用水安全等。水利工程的规划及分析要点如表4-1所示。

表4-1 水利工程规划分析要点一览表

(2)水环境综合整治规划。城市水环境是指城市水系堤岸内的空间环境,包含水域、河漫滩和驳岸;水环境综合整治规划的主要任务是合理制定水系污染综合整治方案、河道水生态环境修复和保护方案,统筹协调好流域的社会经济发展与水利工程建设、河道生态环境保护之间的关系。

水环境综合整治规划应注重“全流域统筹”,在对流域综合状况进行充分调查研究的基础上,分析流域生态功能定位和水生态环境存在的主要问题,计算流域水环境容量;以流域资源容量、环境容量为约束,以环境功能定位为条件,提出城市水系流域污染控制目标和水生态修复目标,确定流域环境保护重点任务;制订系统性和针对性的流域污染控制方案、溪流生态修复方案,分析和确定流域污染治理的重点工程、实施计划及投资框算,并制定规划实施的各项保障措施;综合分析规划效益及规划目标的可达性,构建完整的规划体系,确保规划目标的实现(表4-2)。

(3)水系景观工程规划。城市水景观内容主要包括城市水系河湖形态、水面面积,以及水面区、滨水区和沿岸带对城市的景观美化作用(包括水域及滨水空间绿化、美化和游憩功能)。水系景观工程规划的主要任务是结合流域水利工程规划、水环境综合整治规划的要求,围绕保护流域生态环境、提升景观品质、传承地域文化的核心目标,根据水体不同的功能区划进行防护和空间开发利用,展现和塑造有地方特色的城市滨水空间景观形象,形成自然生态与人工环境相结合的市民活动场所及休闲旅游带。

表4-2 流域水环境综合整治规划分析要点一览表

水系景观工程规划应综合城市总体规划对水系及周边用地的总体定位要求,在充分进行现状调查研究的基础上,合理确定水系廊道景观定位;在水利工程规划、水环境综合整治规划的指导下,运用景观化手段,进行生态基础设施规划;以整体河流廊道为空间基底,进行景观功能布局和各系统规划,并对景观特色分区与节点进行详细设计(表4-3)。

表4-3 水系景观工程规划分析要点一览表

(4)水系控制性规划。水系控制性规划综合水利工程、水环境综合整治及景观规划的成果,对水岸沿线用地规划进行整理,通过对城市水系的整治,提升周边土地利用价值,发挥城市“水经济”的作用。水系控制性规划的核心内容包括对水岸沿线用地功能进行合理配置;划定水域控制线和滨水绿化控制线;明确水体和岸线功能区划;对滨水区提出景观控制引导要求;确定防洪排涝目标,提出竖向规划与水利设施布局;提出流域污染整治与河道生态建设要求等。

2)城市森林

城市森林是指在城市地域内以改善城市生态环境为主,促进人与自然协调,满足社会发展需求,由以树木为主体的植被及其所在的环境所构成的森林生态系统,是城市自然生态系统的重要组成部分。

城市森林规划是为实现以生态效益为主的综合效益最大化的目标而对城市森林生态系统建设的内容和行动步骤进行预先安排的过程。考虑到与城市规划体系的协调,从城市发展战略和建设控制引导两个层面将城市森林规划分为总体规划、控制性详细规划、修建性详细规划三类,具体规划及分析框架如表4-4所示。

表4-4 城市森林规划分析框架一览表

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