（农业水土工程专业论文）平原河网地区城市人居环境合理水面率研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 随着城市化以及城郊一体化进程的推进，适度合理的水面率不仅仅是承泄市政管网排水 除涝的需要，更重要的是应考虑其在调节小气候、减缓城市热岛效应、改善人居环境以及其 在城市景观建设中所起到的综合生态环境效应，但目前国内外对合理水面率的概念还没有具 体的界定和阐述。在水面率及其相关领域的研究主要集中在防洪除涝方面，对改善和建设良 好的人居环境所需的水域面积还没有统一的计算方法和标准。因此，制定明确的、可操作的 水面率指标体系，研究平原河网地区城市的水面率特别是与人们生活密切相关的人居环境所 需的水面率具有十分重要的现实意义。 本文回顾与总结了国内外水面率研究的相关研究成果，分析了城市水域规划和建设中存 在的主要问题，探讨了城市水域与城市人居环境的关系，对城市水域的生态系统服务功能和 经济价值进行了总结和评估，并在此基础上，界定了合理水面率的科学内涵。 论文从城市人居环境的建设角度，从水域承载的住宅区景观休闲功能出发，利用资料调 查和数学分析的方法，对城市居民对人居环境特别是水域( 水景观) 的需求状况作了统计分 析，研究了住宅区建设中房地产价格的影响因素，并采用房地产研究的统计研究分析方法， 建立了水面率与单位面积开发项目收益与成本关系模型；从城市人居环境的维护角度，从水 域承载的行洪除涝功能出发，根据现行有效行洪除涝标准，研究了行洪除涝的合理水面率确 定方法，构建了数学模型，并提出了基于河网调蓄蓄能力与河流结构关系分析的水面率研究 设想；从城市人居环境的改善角度，从水域承载的环境小气候功能出发，研究了水域对城市 气温的调节作用，采用孤立变量法，对水域的热汇与热源效应进行了量化分析，建立了水面 率与城市气温响应关系的定量计算模式；通过以上研究，为城市水域规划、建设、保护提供 了一定的理论参考依据。 论文将水面率与单位面积开发项目收益与成本模型应用于杭，t l 市西湖区，通过对房地产 开发利润的分析，对西湖区规划建设区域的合理水面率确定进行了探讨，并建立了水面率与 单位面积开发项目总利润关系模型，结果表明所得水面率值7 与西湖区规划的水面率值基 本相符：以宁波市镇海区为例，应用行洪除涝的合理水面率确定方法、数学模型，采用d h i 公司的m i k e1 l 软件进行了模拟计算，得出了该区域的不同行洪除涝标准下的水面率；将水 面率与城市气温响应关系的定量计算模式应用于镇海区，计算表明，在主要考虑水域的热汇 效应时，水面率每提高1 城市气温可下降o 3 7 。 综合以上研究表明：从城市人居环境的建设、维护和改善角度，从水域承载的居住区景 观休闲、行洪除涝、环境小气候效应等功能指标出发研究合理水面率是可行的、可以实现的。 论文还对城市人居环境合理水面率的研究进行了展望，提出水域承载的基本功能还包括 水资源利用、水环境改善等，可分析这些功能所对应的合理水面率，并指出可进一步研究山 丘区、高原区等其它地区，包括城市、乡村在内的合理水面率，以完善水面率指标体系。最 后，提出了综合考虑水域承载的各种功能、城市的水文、地理、地形、地质、土地、生物、 人文等因子影响下的水面率研究的新方法，如直接叠加法、加权评分法和因子组合法等。 关健词：合理水面率：城市人居环境；水域功能；平原河网 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ep r o m o t i o no f t h eu r b a n i z a t i o na n dt h ep r o c e s so f i n t e g r a t i o no f o u t s k i r t s ，a p p r o p r i a t e w a t e rs u r f a c er a t i oi sn o to n l yt h en e e do fm u n i c i p a lp i p en e t w o r kf u n c t i o no fb e a r i n ga n dl e t t i n g o u tw a t e r l o g g i n g ，t h em o r ei m p o r t a n tt h i n gi st h a tw es h o u l dc o n s i d e ri t sf u n c t i o n so fr e g u l a t i n g t h el o c a lc o n d i t i o n s ，s l o w i n gd o w nt h eu r b a nt r o p i c a li s l a n de f f e c t ，i m p r o v i n gh u m a nr e s i d e n t i a l e n v i r o n m e n ta n di t sc o m p r e h e n s i v ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n te f f e c t si nc i t y s c a p ec o n s t r u c t i o n s ，b u t t h e r ea r e n tc o n c r e t ed e f i n i t i o na n de x p o s i t i o nf o rt h er e a s o n a b l ew a t e rs u r f a c er a t i oi nt h e d o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a la tp r e s e n t t h er e s e a r c h e so fw a t e rs u r f a c er a t i oa n dr e l e v a n tf i e l d s c o n c e n t r a t eo np r e v e n t i n gf l o o da n dl e t t i n go u tw a t e r l o g g i n gm a i n i y t h es t u d yo f t h eq u a n t i t a t i v e c o m p u t i n gm e t h o d so fw a t e ra r e a si ni m p r o v i n ga n db u i l d i n gt h eg o o dh u m a nr e s i d e n t i a l s e n v i r o n m e n ta r es t i l lv e r yd e f i c i e n t t h e r ea r e n 。tu n i f i e dc o m p u t i n gt e c h n o l o g i e sa n ds t a n d a r d ss o m a k i n gt h ec l e a ra n do p e r a b l ei n d e xs y s t e mo ft h ew a t e rs u r f a c er a t i oa n ds t u d y i n gu r b a nw a t e r s u r f a c er a t i oe s p e c i a l yr e l a t i n gw i t hh u m a nr e s i d e n t i a le n v i r o n m e n ti np l a i nr i v e rn e t w o r ka r e a s h a v ei m p o r t a n tr e a l i s t i cm e a n i n g 1 1 l j st e x tr e v i e w e da n ds u m m a r i z e dt h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e l e v a n tr e s e a r c h e so ft h e w a t e rs u r f a c er a t i o i ta l s oa n a l y s e dt h ep r o b l e m sw h i c he x i s t e di nt h eu r b a nw a t e ra r e a sp l a n n i n g a n dc o n s t r u c t i o n sa n dp r o b e di n t ot h er e l a t i o no ft h eu r b a nw a t e ra r e a sa n du r b a nh u m a n r e s i d e n t i a le n v i r o n m e n t f u r t h e r m o r e ，e c o s y s t e ms e r v i c ef u n c t i o n sa n de c o n o m i cw o r t ho ft h e u r b a nw a t e ra r e a sw e r es u m m a r i z e da n da s s e s s e d b a s e do nt h ea b o v ew o r k s ，t h es c i e n t i f i c m e a n i n g so f t h er e a s o n a b l ew a t e rs u r f a c er a t i ow e r ed e f i n e d i nt e r m so f c o n s t r u c t i o n so f u r b a nh u m a nr e s i d e n t i a le n v i r o n m e n t ，p r o c e e d i n gf r o mt h ew a t e r a r e a sv i e wr e c r e a t i o nf u n c t i o ni nr e s i d e n t i a la r e a sa n dm a k i n gu s eo fa n a l y t i c a lm e t h o d so ft h e d a t ai n q u i s i t i o na n dm a t h e m a t i c s e s ，t h et h e s i sd i ds t a t i s t i c a l a n a l y s i so fh u m a nr e s i d e n t i a l e n v i r o n m e n te s p e c i a l l yt h ed e m a n ds t a t e so ft h ew a t e ra r e a s ( w a t e rv i e w ) i ta l s os t u d i e dt h e i n f l u e n c ef a c t o r so ft h ep r i c eo ft h er e a le s t a t ei nt h ec o n s t r u c t i o no fr e s i d e n t i a la r e a sa n d e s t a b l i s h e dm o d e l so fw a t e rs u r f a c er a t i oa n du n i ta r e ad e v e l o p m e n ti t e mi n c o m ea n dc o s tb y u s i n g t h es t a t i s t i c sr e s e a r c ha n a l y t i c a l m e t h o d s ；i n t e r m so fm a i n t e n a n c e o fu r b a nh u m a n r e s i d e n t i a l se n v i r o n m e n t ，p r o c e e d i n gf r o mt h ew a t e ra r e a sf u n c t i o n o fb e a r i n ga n dl e r i n go u t w a t e r l o g g i n ga n da c c o r d i n gt oc u r r e n ts t a n d a r d so fb e a r i n ga n dl e t t i n go u tw a t e r l o g g i n g ，t h ep a p e r s t u d i e dt h em e t h o do fc o n f i r m i n gt h er e a s o n a b l ew a t e rs u r f a c er a t i oa n ds e tu pt h em a t h e m a t i c s m o d e l s o nt h eb a s i so f t h ea n a l y s i so f r e g u l a t i n ga n ds t o r i n ga b i l i t yo f t h er i v e rn e t w o r ka n dt h e r i v e rs t r u c t u r e ，t h er e s e a r c hp r o s p e c tw a sp r o p o s e d ；i nt e r m so fi m p r o v e m e n to fu r b a nh u m a n r e s i d e n t i a l s e n v i r o n m e n t ，p r o c e e d i n g f r o mt h ew a t e ra r e a sf u n c t i o no fe n v i r o n m e n t a ll o c a l c o n d i t i o n se f f e c t s ，t h ep a p e rs t u d i e dt h er e g u l a t i n ga c t i o nt ot h eu r b a nt e m p e r a t u r eo fw a t e ra r e a s a n dc a r r i e do nq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so f t h ew a t e ra r e a se f f e c t so f h e a tc o l l e c t o na n dh e a ts o u r c ea n d e s t a b l i s h e dt h ec a l c u l a t i n gm o d e lo ft h ew a t e rs u r f a c em t i oa n du r b a nt e m p e r a t u r eb yu s i n gt h e i s o l a t e dv a r i a b l em e t h o d ；t h r o u g ht h ea b o v er e s e a r c h e s ，t h et h e s i sp r o v i d e dt h ec e r t a i nt h e o r i e s 4 浙江大学硕士学位论文 f o rt h ep r o g r a m i n g 、c o n s t r u t i n ga n dp r o t e c t i n go f u r b a nw a t e ra r e a s t h et h e s i sa p p l i e dw e s tl a k ed i s t r i c t , h a n g z h o uc i t yw i t ht h ew a t e rs u r f a c er a t i ou n i ta r e a d e v e l o p m e n ti t e mi n c o m ea n dc o s tm o d e l sa n dc a r r i e do nt h ed i s c u s s i o no ft h ew a t e rs u r f a c er a t i o o fw e s tl a k ed i s t r i c tt h r o u g ha na n a l y s i so fp r o f i t so fd e v e l o p m e n to fr e a le s t a t e f u r t h e r m o r e ，i t e s t a b l i s h e dt h em o d e lo ft h ew a t e rs u r f a c er a t i oa n dt h ed e v e l o p m e n ti t e mg r o s sp r o f i t so fu n i t a r e at h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h en u m e r i c a lv a l u e7 o ft h ew a t e rs u r f a c er a t i ow a sc l o s et ot h e p r o g r a m m i n gr a t i oi nw e s tl a k ed i s t r i c t ；w i t hs i m u l a n tc o m p u t i n gb ym i k e 11 ，i ta p p l i e dt h e m e t h o do fc o n f i r m i n gt h er e a s o n a b l ew a t e rs u r f a c er a t i o ，m a t h e m a t i c sm o d e l si nz h e n h a id i s t r i c t o f n i n g b oa n dd i f f e r e n tw a t e rs u r f a c er a t i o sw h i c ha c c o r d i n gt od i f f e r e n ts t a n d a r d so f b e a r i n ga n d l e t t i n go u tw a t e r l o g g i n gw e r ec a c u l a t e do u t ；i nt h ee n d ，i ta p p l i e dt h ec a l c u l a t i n gm o d e lo ft h e w a t e rs u r f a c er a t i oa n d u r b a n t e m p e r a t u r ei n z h e n h a id i s t r i c tt h er e s u l t si n d i c a t e d ，w h i l e c o n s i d e r i n gt h ee f f e c to f t h eh e a tc o l l e c t i o no f t h ew a t e ra r e a sm a i n l y , t h ew a t e rs u r f a c er a t i ow a s r a i s e db yl e a c ht i m e t h eu r b a nt e m p e r a t u r ec o u l dd r o pb y0 3 7 。c s y n t h e s i z i n gt h ea b o v er e s e a r c h e si n d i c a t e d ：i nt e r m so fc o n s t r u c t i o n 、m a i n t e n a n c ea n d i m p r o v e m e n to fu r b a nh u m a nr e s i d e n t i a l se n v i r o n m e n t p r o c e e d i n gf r o mt h ew a t e ra r e a sf u n c t i o n s o fv i e wr e c r e a t i o n 、p r e v e n t i n gf l o o da n dl e t t i n go u tw a t e r l o g g i n ga n de n v i r o n m e n t a ll o c a l c o n d i t i o n se f f e c t s t h es t u d i e so nt h er e a s o n 曲l ew a t e rs u r f a c er a t i ow e r ef e a s i b l ea n da c t u a l i z e d f u r t h e r l y , t h i sp a p e rp r o s p e c t e dt h er e s e a r c h e so ft h ew a t e rs u r f a c er a t i oo fu r b a nh u m a n r e s i d e n t i a le n v i r o n m e n ti nt h ef u t u r e i no r d e rt op e r f e c tt h ei n d e xs y s t e mo ft h ew a t e rs u r f a c e r a t i o s ，i tp o i n t e do u tt h a tw es h o u l da n a l y s et h e s ew a t e rs u r f a c er a t i o sc o r r e s p o n d i n gw i t h f u n c t i o n so fw a t e rr e s o u r c e su t i l i z a t i o n ，w a t e re n v i r o n m e n ti m p r o v e m e n ta n ds t u d yc i t i e sa n d v i l l a g e so fo t h e ra r e a ss u c ha sh i l l o c kd i s t r i c t s ，p l a t e a ud i s t r i c t s ，e t c f i n a l l y , i tp u tf o r w a r dn e w m e o t h e o d ss u c ha st h e d i r e c ta d d i t i o nm e t h o d ，t h ew e i g h t e dm a r km e t h o da n dt h ef a c t o r s c o m b i n i n gm e t h o d t h ef a c t o r so fv a r i o u sk i n d so ff u n c t i o n so ft h ew a t e ra r e a s ，h y d r o l o g y , g e o g r a p h y , t o p o g r a p h y , g e o l o g y , l a n d ，b i o l 0 9 5h u m a n i t yo ft h ec i t y , e t cw e r ec o n s i d e r e di nt h e s e m e t h o d s k e yw o r d s ：r e a s o n a b l ew a t e rs u r f a c er a t i o ；u r b a nh u m a nr e s i d e n t i a le n v i r o n m e n t ；w a t e ra r e a s f u n c t i o n s ；p l a i nr i v e rn e t w o r k 5 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 水域作为人居环境的重要组成部分，是发挥生态平衡功能与人类生活密切相关的“蓝色” 空间维系着人类社会的正常运转。水域为人类提供了多样的服务功能，使人类从中得到了 巨大的物质和精神财富。在人类聚居的城市生态建设中，水生态系统发挥着重要的作用，水 域面积是当今国际社会特别关注的城市建设问题。维护台理的水域面积，发挥水域的多种 功能，不仅是国民经济持续健康发展的需要，同时也是贯彻落实科学发展观、建设和谐社会、 以及人与自然和谐相处等重要思想的具体体现。 1 1 课题研究背景 2 0 世纪8 0 年代以来，随着城市化进程的不断加快，土地需求量不断增加，大量的水域被 侵占。以上海市为例，改革开放2 0 多年来，全市河道水面总量减少约1 7 0 k m 2 ，中心城区河道 水面率由上世纪八十年代的9 左右衰减为目前的不足2 5 ，加剧了行洪除涝的风险和生态 环境的恶化。上海新一轮城市发展规划己修订，预n 2 0 1 0 年全市人口1 7 0 0 万，2 0 2 0 年达n 2 0 0 0 万，集中规划的城市化面积将扩大到1 5 0 0k m 2 ；城市的产业布局上三产、二产并举，一大批 以装各制造业的工业园区即将兴建，水域是去是留，去多少、留多少亟待有定量化的指标控 制。 据2 0 0 3 年浙江省水政水资源工作交流座谈会的资料分析，近5 年来，随着浙江省城市化 进程的不断加快，浙江省有3 0 8 5 9 亩水域被侵占，其中未经审批占用的水域面积1 4 0 7 4 亩。侵 占水域也给浙江省部分市县带来了诸如河道断面缩窄或堵塞，河道的防洪排水域涝能力下 降；河网的水量调蓄能力降低，减少水资源的可利用量：水体自净能力下降，水环境恶化， 破坏自然景观和生态；水域淤填，航运能力降低等一系列问题。 针对平原河网地区城市化进程中人为因素的作用使水域面积逐步减少，水域功能退化甚 至湮没等问题，各级河道管理部门采取了多种措施进行制止和防范。新出台的法律、法规都 强调了对水域的严格保护，但这些法律法规均是定性规定，只是从原则上提出了保护水域的 规定，缺乏明确的、可操作的指标体系。相比而言，交通、绿化等城市基础设施在城市用地 规划中均有强制性的指标控制，如上海中心城区道路覆盖率为1 2 ，绿化覆盖率为3 0 v o ”1 。 水域保护强制性的标准和规范缺乏( 目前只有上海防汛部门提出城市化地区可调蓄的水 面率不得少于3 的硬指标控制要求”) ，将极不利于城市化地区水域的有效保护，造成了 水行政管理部门在水域规划与管理上与城市规划部门、各类开发建设单位对于特定水域如河 道规模大小、取舍难以产生统一意见，从而对水域规划和规划实施的用地带来了困难，造成 协调难、落实难。 因此，制定明确的、可操作的水面率指标体系，研究平原河网地区城市的水面率特别是 与人们生活密切相关的人居环境所需的水面率具有十分重要的现实意义。 1 2 国内外研究现状 1 9 8 2 年郭元裕等“1 对水面率的概念进行了简单的阐述，水面率即河湖的水面面积与总面 积之比例，并指出在改造河田过程中，究竟留多大水面为宜，是个尚待解决的问题；2 0 0 4 浙江太学硕士学位论文 年王超等“1 提出了适宜水面面积的概念。但目前，国内外对合理水面率的概念还没有具体的 界定和阐述，对水面率的台理性与适宜性也缺乏具体的研究。 在水面率及其相关领域，国内外作了一些研究和探索，但主要还是集中在行洪除涝方面。 对保持景观河流流量和水上娱乐功能所需的水面面积及流量等需水，对改善和建设良好的人 居环境所需的水域面积特别是居住区的建设中如何搞好水面的规划和建设，定量计算方法的 研究还很欠缺，没有统一的计算方法和标准。部分城市进行规划时，常采用人均水域面积指 标来衡量和确定维持城市人居环境的水面面积。在美国等一些国家主要通过立法，将部分河 流划定为自然风景类河流，供人们休闲娱乐和观光旅游。此外，在平原河网地区一定的水面 率和维持一定的湿地生态系统结构和功能密切相关，对于维持一定的湿地生态系统结构和功 能所需要的水面率，国内外也缺乏相关的研究 1 2 1 行洪除涝 在行洪除涝方面，1 9 8 2 年郭元裕等“。应用增量动态规划法，研究了南方圩( 湖) 区河湖 滞蓄洪水所需的最优水面率；1 9 8 3 年郭元裕等又采用线性规划模型及其求解方法开展了南 方平原湖区最优水面率的研究“；2 0 0 0 年易波琳等”1 在研究洞庭湖面积容积与水位及调蓄能 力评估时，通过大量遥感成果的分析总结，建立了洞庭湖湖泊面积、容积与水位关系及蓄洪 调节评估数学摸型；2 0 0 1 年胡尧文等”1 针对浙江人多地少，城市开发中大量侵占河道，使得 河道过水能力减弱的情况下，提出在城市防洪排涝治理时，应对城区维持或增加的水面率进 行充分论证，合理选用城区调蓄水面的调蓄能力：2 0 0 3 年詹红丽等”1 以江西省赣东大堤封闭 圩区为研究对象，建立了封闭圩区工程、环境综合规划数学模型，采用逐次逼近法( m a p 法) 将非线性问题线性化，求解得出了圩区的最优水面率和滞蓄水深、最优外排装机容量和内排 装机容量以及大堤的最优封闭率；2 0 0 4 年赵明明等”。应用系统工程方法，对余姚市西部地区 水面率进行了优化研究，给出了不同水稻种植面积下的鱼塘水产养殖面积、经济作物种植面 积和排涝装机容量的优化方案；2 0 0 4 年杨凯等”“在研究感潮河网地区水系结构特征及城市 化响应时，提出高度城市化地区河网水系结构趋于简单，城市化进程表现为对水面率以及分 枝比的削弱，因此应将水面率控制的要求全面纳入到各层次的城市发展规划，在城市化过程 中逐步构建体现水面率控制要求的河道长效管理机制等；2 0 0 5 年袁雯等“”以上海为研究区 域，选取水面率等指标，分析了不同城市化水平对河流结构发育和调蓄能力的影响以及不同 等级河流的调蓄特征等。 1 2 2 生态服务功能 在生态服务功能方面，1 9 7 2 年y o u n g 等“”对水的娱乐功能进行了研究，并对其价值进 行了评价研究，之后w i l s o n 等“”对美国1 9 7 1 1 9 9 7 年的淡水生态系统服务经济价值评估研 究做了总结回顾，其中大多数研究涉及河流生态系统的娱乐功能评估；1 9 9 8 年日本的n o b u y a n i s h i m u r a “研究了城市人工水体对空气温度和湿度的影响程度和范围，从宏观( 城市区域) 、 中观( 建筑物周围开敞空间) 和微观( 室内环境) 层面探讨了城市水体对创造舒适局部小气 候，减轻城市热岛效应的作用和方式；澳大利亚v nh o a i 等”“在l a k em a c q u a r i e 城市的案 例研究表明：城市工业区域的人工湿地水体对铅以及悬浮物具有一定的环境吸附效应等。近 年来，d a n i e lc l u i s 等。”也研究了水面对气候的影响：湖泊、水库及流动的河流等水域通 浙江大学硕士学位论文 过蒸发影响着周边的生态系统和气候特征，特别是干旱、半干旱地区增加水面面积能有效地 改善气候环境，为人们提供了休憩、娱乐的舒适空间。此外，欧阳志云等。12 ”专门对水面的 生态功能进行了分类，包括提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类，并且运 用系统工程的方法对各项功能进行了评估等。 1 2 3 涉水旅游景观 在涉水旅游景观方面，系统分析水面率对旅游景观影响的研究还比较少，但是国外早在 七十年代就开始重视水环境对城市景观的作用。1 9 7 1 年美国华盛顿市的总体方案，以国会 大厦为中心，形成了一条通向波托马克河滨的主轴线，以后在该河林肯纪念堂附近河湾处安 排了宪法公园等一系列绿地，宪法公园内还开辟了一个很大的人工湖，人与自然的结合，形 成了市中心区独特的城市景观；波兰华沙市在二战后的恢复建设中，沿维斯瓦河开辟了大面 积的滨河绿化廊带，廊带中设置滨河步道和自行车道，大规模的滨河绿化，加上郊外森林和 绿地呈楔形城市，使华沙成为“绿色之城”；欧洲威尼斯、阿姆斯特丹等水都旅游城市的依 水特征，是众所周知的。 我国在涉水旅游方面，也有不少出色的例子，如杭州市的滨湖地带、青岛市的滨海地段、 珠海市的滨海地区、哈尔滨市松花江绿带、桂林市漓江畔、兰卅市黄河畔的林荫路等均有鲜 明的景色。1 9 8 4 年起，合肥市利用护城河建环城公园，以后，天津市的海河、深圳市的深 圳河、成都市的府南河等河道和两岸相继整治改造，推动了滨河空间环境的改观；上海市黄 浦江、苏州河两岸是城市的缩影，滨水发展的外滩一直是城市的重要象征；浦东的开放、开 发为营造黄浦江两岸城市景观带来历史性机遇，长2 5 0 m 、宽5 0 7 0 m 的陆家嘴滨江大道， 大面积斜坡绿地至7 m 标高的堤项观光道，使黄浦江东侧亲水面貌为之一亮。 1 3 本文研究的主要内容 本文从城市水域承载的城市人居环境的部分功能，结合城市居民对人居环境要求及水域 的需求状况、城市水域对人居环境的作用等，从城市人居环境建设、维护和改善角度，运用 城市规划、建筑、园林学、生态、水利、美学等学科知识，对平原河网地区城市人居环境的 合理水面率以及相关的水域规划与建设开展探索性研究。 1 3 。1 城市水域与城市人居环境 1 城市水域类型与形态 城市水域类型主要有河流、湖泊、水库、湿地、沼泽、水塘、水坑等洼陷结构，其中河 流、湖泊、水库、湿地为主要水面类型。本文根据研究需要，将城市水域划分为河流、湖泊 ( 水库) 、湿地( 沼泽) 三大类型并分别对不同类型水域的形态进行研究。 2 城市人居环境的诠释 从狭义和广义上探讨了城市人居环境的概念，并对其研究内容和学科体系进行了概括。 3 城市水域对城市人居环境的作用研究 水域是城市中最活跃、最富有生命力的部分。城市水域作为城市人居环境的重要组成部 分，水域维护着城市生命的延续，不仅承载着水体循环、水土保持、储水调洪、水质涵养、 维护大气成分稳定的运行功能，而且能调节温湿度、净化空气、吸尘减噪、改善城市小气候， 浙江大学硕士学位论文 有效调节城市的生态环境，增加自然环境容量，促进城市持续健康地发展。 本文主要从城市水域对人居环境所发挥的生态功能、所能提供的经济价值两方面研究。 将城市水域生态服务功能分为生活、农业及工业用水供应、水产品生产、调蓄洪水、水资源 蓄积、净化环境、提供生境和休闲娱乐等，并对其经济价值进行评估。 1 3 2 城市人居环境合理水面率的概念与研究区基本情况 i _ 厶理水面率的诠释 本文从水面率研究的背景和便于管理的角度出发，界定水域、水面率概念，从历史性、 地域性、动态性三方面探讨水面率的合理性内涵。 2 合理水面率研究的影响因素 合理水面率研究的影响因素包括自然条件、区域经济发展水平、现有水利工程综合能力、 人们对水域资源、自然环境的认知程度、相关的规范和标准等，本文对以上影响要素作了具 体的阐述，指出为确定合理水面率，应该研究以上因素与水面率的定量关系。 3 研究典型区选择依据及其基本情况 本文主要从水域承载的城市人居环境的住宅区景观休闲、行洪排涝和调节小气候等三个 功能出发研究水面率，基于研究目的和基础资料的可获得性、完整性，选择了平原河网地区 城市的两个典型代表：宁波市镇海区，从水域承载的行洪排涝、调节小气候功能出发研究水 面率；杭卅市西湖区，从水域承载的住宅区水景观休闲功能出发研究水面率。并对以上两个 典型区基本情况作了介绍。 1 3 3 合理水面率研究 1 基于房地产开发收益影响分析的合理水面率研究城市人居环境的建设角度 以宁波镇海区以及杭州市区为研究点，进行网络问卷调查和实地调研，掌握城市居民对 人居环境要求及对水域的需求状况。并从城市水域承载的住宅区景观体闲的功能出发，收集 杭州市区土地地块、房产交易资料，对房产价格影响因素以及房地产开发收益影响进行分析 研究，建立了房地产开发单位土地面积项日利润与水面率的关系模型。 2 基于水域行洪除涝功能分析的合理水面率研究城市人居环境的维护角度 根据现行有效行洪除涝标准，在对研究区域的设计暴雨、产汇流等水文资料计算的基础 上，建立了水域行洪除涝的数学模型，并对镇海区河道行洪除涝的数学模型进行了模拟计算， 得出了该区域的不同行洪除涝标准下的水面率值。此外，还提出了基于河网调蓄蓄能力与河 流结构关系分析的水面率研究设想，拟将研究区域划分为若干水利片作为研究对象，分析河 网调蓄能力与河流结构之间的关联关系特别是河网调蓄能力与水面率之间的关系。 3 基于环境小气候效应分析的合理水面率研究城市人居环境的改善角度 从城市水域承载的调节小气候功能出发，以镇海区为例，对水域与人居环境局地气候的 响应关系分析进行定性与定量研究。并在此基础上对水面的环境小气候效应进行分析，寻找 出人居环境中重要因素气温与水面率之间的关系，以期对城市水域调查与规划提供一定的 方法指导。 9 浙江大学硕士学位论文 第二章城市水域与城市人居环境 城市水域作为城市人居环境的重要组成部分，是人居环境中发挥生态平衡功能与人类生 活密切相关的蓝色空间，即规划中称为“蓝道”的空间，维系着城市这个巨大系统的正常运 转，承载着整个城市管网的行洪除涝功能；是城市中生态、生活最为敏感的地区，与城市的 形成、发展息息相关，在提供城市生产、生活用水，维系城市系统运转的同时，也构成了城 市公共空间的重要组成部分，对城市整体形象、居住质量起着重要的作用。城市水域既是自 然要素又是环境要素，是城市自然环境和人工环境的生态敏感地带：城市“绿肺”组成的良 好自然水域，能够有效的减少城市“热岛效应”和污染影响。良好的水质和生态条件，本身 也是城市可持续发展的重要基础。 2 1 城市水域类型与形态 2 1 1 城市水域类型 城市水域类型主要有河流、湖泊、水库、湿地、沼泽、水塘、水坑等洼陷结构，其中河 流、湖泊、水库、湿地为主要水面类型。河流包括江、河、渠等，它有自然形成的，也有人 工开挖的，湖泊包括自然湖泊、人工湖泊。一般来说，自然湖泊水面较大，人工湖泊水面较 小；水库也可以归纳到人工湖之列，它一般位于城市流域上游；湿地包括自然湿地和人工湿 地，自然湿地主要是若干年前湖泊淤积而形成，人工湿地主要是因人类工程的建设而造成地 域特性发生变化产生的，如河道两岸滩地、历史废弃河道等“1 。根据我国陆地水域特征，结 合研究典型区，将平原河网地区城市陆地水域分为河流、湖泊( 水库) 、湿地( 沼泽) 三个 类型。 2 1 2 城市水域形态 1 城市河流形态 河流水系是水资源的载体，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要 作用。城市河流作为流域河流的组成部分，其形态受自然和人类活动的双重影响，总体上可 以分为三大类，即自然河流、人工河流和人工改造河流。 1 ) 自然河流 自然河流形态十分复杂，主要表现在： 一是河流纵向的蜿蜒性。蜿蜒性是自然河流的重要特征。自然界的河流都是蜿蜒曲折的， 不存在直线或折线形态的天然河流。在自然界长期的演变过程中，河流的河势也处于演变之 中，使得弯曲与自然裁弯两种作用交替发生，但是弯曲或微弯是河流的趋向形态。另外，也 有一些流经丘陵、平原的河流在自然状态下处于分汉散乱状态。一些分汉散乱状态的河流归 入主槽形成明显的干流，往往是由于人类治河工程的结果。河流纵向的蜿蜒性形成了急流与 缓流相问，也使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境。 二是河流断面形状的多样性。自然河流的横断面形状多样性，表现为非规则断面，也常 有深潭与浅滩交错的布局出现。 三是河床材料的透水性。一条纵坡比降不同、蜿蜒曲折的河流中，河床的冲淤特性取决 浙江大学硕士学位论文 于水流流速、流态、水流的含沙率及颗粒级配以及河床的地质条件等。由悬移质和推移质的 长期运动形成了河流动态的河床。需要指出的是，除了在高山峡谷段的由冲刷作用形成的河 段，其河床材料是透水性较差的岩石以外，大部分河流的河床材料都是透水的，即由卵石、 砾石、沙土、黏土等材料构成的河床。具有透水性能的河床材料，是联结地表水和地下水的 通道，使淡水系统形成整体。 2 ) 人工河流 城市人工河流是人类改造自然和构建良性城市水域环境的重要举措。一般来说，城市人 工河道主要是为了泄拱、排涝、供水、排水而开挖的，河流形态设计的基本指导思想是有利 于快速行洪和排水，有利于城市引水。因此，人工河流形态与自然河道相比要简单得多，人 工河流纵向一般为顺直或折弯河道形态，很少为弯曲河道形态。河道断面形式也较为单一， 主要为体形和矩形形式，河道一般设有滩地，总体而言形态较为单一，缺乏自然性和多样性。 3 ) 人工改造河流 人工改造河流本质上还是自然河流，它既有自然河流的特征，又能达到人工河流的相关 功能要求。人工改造的河流形态表现为均一化和不连续化，具体表现为： 一是在平面布置上，河流形态直线化。即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的 人工河流或人工河网。采用这种规划设计方法的理由是：直线型的渠道工程量小，同时节省 耕地，减少移民搬迁。 二是在渠道横断面几何规则化。把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几 何断面。规则的渠道断面输水能力强，也可减少占地。设计时易于计算，建设时易于施工。 三是河床材料的硬质化。渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。防洪工程的 河流堤防和边坡护岸的迎水面也采用这些硬质材料。原因是渠道工程中可减少渠水的渗漏， 以涮节水。光滑的渠坡减少表面糙率，提高输水效率。在岸坡防护方面，采用硬质材料的原 因是其抗冲、抗侵蚀性及耐久性好。 四是河流的裁弯取直工程。 所谓河流形态的不连续化是指在河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性。有的河流进 行梯级开发，形成多座水库串连的格局。水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、水温 及水流边界条件都发生了重大变化。 2 城市湖泊( 水库) 形态 湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水以及水中物质组合 而成的自然综合体。城市