（环境科学专业论文）基于雨水利用的城市绿地规划研究.pdf

t h er e s e a r c ho fu r b a ng r e e ns p a c ep l a n n i n gb a s e do n r a i n w a t e rr e s o u r c e su t i l i z a t i o n b yl ib i d i r e c t e db yh u a n g g u a n g q i n g a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fu r b a n i z a t i o n ，t h es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e p r o b l e mp o s e sas e r i o u sc h a l l e n g et om a n yc i t i e s r a i n w a t e ri sak i n do fr e s o u r c et h a t c a nb eu s e dd i r e c t l ya n di m p o r t a n tp a r to fw a t e rc i r c u l a t i o ns y s t e mo fn a t u r e ，a tt h e s a m et i m e ，i ti st h ek e ye f f e c tt oa d j u s t ，s u p p l e m e n tw a t e rr e s o u r c ea n di m p r o v e ， p r o t e c te n v i r o n m e n t s or a i n w a t e ri sa ni m p o r t a n ta p p r o a c ht oc o n t i n u ed e v e l o p m e n t o fw a t e rr e s o u r c e g r e e ns p a c eist h eb e s te c o l o g i c a li n f r a s t r u c t u r eb e c a u s eo fi t s o s m o t i ce f f e c t a tp r e s e n t ，t h eg r e e ns p a c ep l a n n i n go n l yf o c u so nq u a n t i t yi n d e x ，a n d n e g l e c ti t se c o l o g i c a lf u n c t i o n i nt h i sp a p e r r e s e a r c h e dt h eu r b a ng r e e np l a n n i n g b a s e do nr a i n w a t e ru t i l i z a t i o n ，i no r d e rt oe s t a b l i s han e wm e t h o d r e s e a r c h e dt h ed e v e l o p i n gp r o g r e s sa n dc u r r e n ts t a t i o n so fu r b a ng r e e ns p a c e p l a n n i n g ；d e c i d et h ep l a ng u i d e l i n eo ft h i sp a p e r ：c i t yi sap a r to fr e g i o n ，t h eu r b a n e c o l o g i c a le n v i r o n m e n td i r e c t l yc o r r e l a t e dw i t ht h er e g i o n s ，p l a nu r b a ng r e e ns p a c e f r o mt h ea n g l eo fr e g i o n a ls p a c e i ti st h er o o to fr a i n w a t e ru t i l i z a t i o nt om a i n t a i ni t s n a t u r a lh y d r o l o g i c a lc y c l e ，s os h o u l dr e s p e c tt h en a t u r a l e c o l o g i c a lp r o g r e s sa n d f u n c t i o nf i r s t ，i no r d e rt oi m p r o v et h ee c o l o g i c a le f f e c to fg r e e ns p a c em o r e e f f e c t i v e l y i nt h ee n d ，t h i sp a p e ra p p l i e da b o v ep l a n n i n gt h e o r i e sa n dm e t h o d st op r a c t i c a l u r b a ng r e e ns p a c ep l a n n i n gi nz h a n j i a n g k e y w o r d s ：r a i n w a t e ru t i l i z a t i o n ，u r b a ng r e e ns p a c ep l a n n i n g ，z h a n j i a n g 声明 声明 本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文( 基于雨水利用的城市绿地规划研 究) ，是本人在导师( 黄光庆) 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式 表明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 5 1 学位论文作者签名嬲 2 0 0 7 年钥，口日 - 引言 引言 水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是一个国家综合国力的有 机组成部分，是生态环境的控制要素，在社会经济发展中始终处于十分重要的位 置。 从人类历史尤其是近百年来的历史看，城市化进程不断发展导致的人类活动 对水环境的影响已经远远超过了其数百万年的自然演变带来的影响。城市化带来 了人口的急剧增长、工业化及经济发展、城市规模不断增大等等，这些都对城市 水环境产生了巨大的影响，致使自然水循环生态系统遭到破坏，水资源呈现总量 上的缺乏和质量上的退化甚至恶化，水环境承载能力超过了足以使水环境结构破 坏、生态功能丧失的极限，有限可利用的水资源日益不能满足各种用水需求，水 资源供需矛盾日趋尖锐，已直接影响到社会经济的持续发展。 水资源缺乏的问题不仅是城市发展的制约因素，而且已经成为我国社会经济 发展的瓶颈。因此如何开源节流、综合利用水资源，为城市建设和经济发展提供 安全可靠的供水保障和良好的水环境，是实现城市社会经济可持续发展过程中必 须解决的问题。 基于雨水利用的城市绿地规划研究 第一章、绪论 第一节、选题依据和背景 我国是一个水资源紧缺的国家。来自水利部的统计数字，我国人均水资源拥 有量只有2 2 0 0 立方米，仅为世界平均水平的四分之一。目前我国6 7 0 座大中城 市有4 0 0 多座不同程度缺水，其中有1 1 0 座城市严重缺水；在3 2 个百万人口以 上的特大城市中，有3 0 个长期受缺水困扰( 建设科技，2 0 0 6 ) 。据美国经济学家 莱斯特布朗预测，2 0 2 0 年我国将缺水3 0 0 多亿立方米( 胡震峰，2 0 0 4 ) 。我国以 最稀缺的水资源和最脆弱的水生态环境支撑着人类历史上最大规模的人口，负担 着历史上最大规模的人类活动，也面临着历史上最为严重的水危机。在全面建设 小康社会的进程中，水资源短缺和水环境污染在相当长的时期内成为制约我国经 济发展的重大瓶颈。 另外随着城市化的发展，城市和郊区的自然河流、湖泊和湿地大量丧失，城 市不透水面积增加，导致径流系数增大，暴雨汇流迅速，径流量成倍增加，造成 了雨水无法下渗和蓄积，排水径流量逐步上升，这不仅浪费了大量宝贵的雨水资 源，而且也使得城市自身和下游地区极易形成洪涝灾害。 多年来改善水环境的措施，主要集中在污染治理、保护和节约利用水资源两 个方面。随着水资源的越来越匮乏，如何开发利用雨水资源很自然地被人们重视。 绿地是最好的渗透设施，不仅渗透能力强，而且植物根系还能对雨水径流中的悬 浮物、杂质起到一定的净化作用，在涵养水源、保持水土方面有着不可忽视的重 要性。 本文以广东省湛江市为例，研究以水环境改善为目标结合雨水资源化的城市 绿地规划。 湛江市位于中国大陆最南端广东省西南部，处在粤桂琼三省( 区) 结合部， 东接珠三角，西临北部湾，是粤西区域性中心城市，大西南进出海通道和华南地 区重要的门户城市，也是大陆沿海通往非洲、中东、欧洲、东南亚、大洋洲海上 航程最短的港口城市，在环北部湾经济圈、东盟经济圈和亚太经济圈中，处于重 要的战略位置。在广东省提出的区域经济协调发展战略中，湛江市作为粤西地区 中心城市重点发展，伴随着“9 + 2 ”泛珠三角洲区域合作的进一步深化，以及珠三 2 第一章、绪论 角城市快速发展带来的产业转移，湛江市城市化的发展迎来了极好的机遇。 城市化的快速发展必须要有良好的资源保障，然而湛江地处雷州半岛，是历 史上的苦旱之地，也是广东省连片干旱最严重的地区之一，素有“十年九旱，赤 地千里”之说。因此如何实现水资源的良性循环在湛江城市迅速发展的过程中显 得尤为重要。 第二节、研究目的和意义 可持续发展是我国的基本国策，人口资源环境是实现我国经济社会可持续发 展的核心要素，党的十六大明确指出：“全面建设小康社会的目标是可持续发展 能力不断增强，生态环境得到改善，资源利用效率显著提高，促进人与自然的和 谐。”由此表明，可持续发展是我国社会未来发展的主题。 水资源作为基础性的自然资源和战略性的经济资源，能否实现可持续利用， 是关乎我国乃至全球经济社会可持续发展的最重要的要素。随着水危机的不断加 剧和水环境质量的不断恶化，水资源短缺已经演变成为全社会倍受关注的资源环 境问题之一。第五届世界水大会指出：水资源短缺加之开发利用不合理、水环境 普遍污染、水生态退化仍然是全国城市的基本水情，合理利用和保护水资源刻不 容缓。 水资源的可持续利用不仅要节流，还要开源。“节流优先，治污为全，多渠 道开源”是我们治水的基本思路。但简单地通过引水调水来缓解城市水资源短缺 的压力，容易干扰水的自然循环规律，不利于水资源的保护；通过强化管理来加 强节水，节水的空间也将越来越小。追究城市水危机的根本原因，是水的社会循 环超出了水的自然循环可承载的范围。因此，只有充分尊重水的自然运动规律， 合理科学地保护和使用水资源，维系或恢复城市乃至流域的良好水环境，才是水 资源可持续利用的有效途径。 一方面，我国水资源短缺，伴随着城市化进程的不断加快，城市水环境将越 来越恶化；而另一方面，我国雨水资源丰富，年降雨量达6 2 亿立方米，长期以 来，被称为“无根水”的雨水多是任其排放的，未加以充分利用。随着城市的不断 发展，城市不透水面积增加，雨水资源流失量将不断增大，如果将流失的雨水进 行有效的收集和利用，必将成为解决城市水资源短缺的有效措施之一。 基于雨水利用的城市绿地规划研究 城市绿地作为“城市的肺”，一直受到城市规划和建设者的关注。近一百多年 来，许多先哲提出了各种规划思想，他们把发展城市园林绿地作为改善城市环境 的手段，主张增加绿地面积，并且形成系统，使城市环境如田园般的美，比较著 名的规划思想和理论有：田园城市、森林城市、大地景观、绿色城市。城市绿地 是高度城市化地区保持雨水的自然水文循环过程，减少城市雨水径流的最佳场 所。并且，城市绿化作为城市的一项基础建设行业，作为城市环境建设不可缺少 的组成部分，在促进城市可持续发展战略的实践中发挥重要作用。 第三节、本研究的创新点 传统绿地规划中很少突出城市绿地的功能，一般只是一味地追求数量指标和 绿地景观的观赏性，不能充分体现出城市绿地的综合功能。本研究把绿地系统的 生态功能放在第一位，从基于雨水利用的角度来进行城市绿地的规划。从了解雨 水利用的途径及绿地的渗透保水能力入手，立足于城市水资源的现状，着眼于城 市化进程中水资源面临的实际问题，以生态学和景观生态学为指导，从城市规划 设计的理论与实践的角度研究促使雨水资源自然循环的途径和方法，遵循雨水循 环的基本规律，依据科学合理的规划理念与规划方法，在城市绿地系统的规划布 局与调整过程中，通过提高城市绿地对雨水的涵养量，减少雨水径流损失，增加 雨水下渗回填量，补充地下水源，最终通过促使城市水资源的循环与再生来缓解 城市水资源紧张的状况，促进城市的可持续发展。 4 第二章、城市绿地规划的发展趋势 第二章、国内外研究现状和发展趋势 第一节、雨水利用及其国内外研究现状 雨水利用的内涵及其途径 l 、雨水资源的特点及城市雨水资源化的概念 广义的雨水指降水，它包括大气中以各种形式降落到一定区域地面上的液 态水与固态水。对某一特定区域而言，大气降水是地表水资源、土壤水资源和 地下水资源的总补给来源，因此，可将大气降水作为特定区域的总水资源( 杨 诚芳，1 9 9 2 ) 。 雨水资源具有自然资源的典型特性非耗竭性，由雨水派生的间接雨水 资源( 地表水、地下水) 具有极易污染、可重复利用等特性。雨水资源在一定 时空范围内数量是相对有限的；在时间与空间的分布上是不均匀、不连续的， 其派生水资源则具有相对稳定性，可进行持续的供水活动。 雨水资源化是指人们通过各种技术措施和手段，将雨水资源的存在形式转 化为其他的水资源存在形式，并产生生态、经济和社会效益的过程( 牛文全等， 2 0 0 5 ) 。雨水资源化是一种将雨水转化为可利用资源的过程。城市雨水资源化就 是通过规划和设计，采取相应的工程措施，将汛期雨水蓄积起来并作为一种可 用水源的过程。它不仅可以增加城市水源，在一定程度上缓解水资源的供需矛 盾，同时还可以有效地减小城市径流量，延滞汇流时间，减轻城市排洪设施的 压力，减少防洪投资和洪灾损失。 1 1 、城市雨水资源化的内涵 随着我过城市化进程的加快，干旱缺水、洪涝灾害、水环境恶化等影响城 市可持续发展的三大水问题愈发凸显。雨水是一种最根本、最直接与最经济的 资源( 宋进喜等，2 0 0 3 ) ，对调节、补充城市水资源及改善城市自然生态系统具 有重要的作用( 陈卫等，2 0 0 0 ) 。城市雨水的利用是缓解城市干旱缺水、洪涝频 繁现状和改善水环境的一条捷径。 城市雨水资源化作为水资源化的一种特殊方式，其概念具有以下几个内涵： 5 基于雨水利用的城市绿地规划研究 强调合理的规划和设计，而不可盲目地进行；强调通过工程设施对大气降 水加以充分利用；突出通过人工方式将雨水向其他形态水资源的转化和调蓄； 强调以最大、最优利用雨水资源为主，同时兼顾雨洪控制；在区域上，城 市雨水资源化最重要的地区是那些缺乏地表水和地下水的城市，例如缺乏淡水 的沿海城市；降雨较多的地区，非常适合开展城市雨水资源化。 2 、雨水资源化的途径 雨水资源化有两种途径：自然资源化过程和人工资源化过程( 刘昌海， 1 9 9 6 ) 。在自然状况下，雨水转化可被人们利用的水资源主要有以下几种途径： 入渗土壤之中，直接被植物利用或储存；透过土壤渗流成地下水，被人们 直接利用或成为地表水体的补给源；直接汇流入江湖，供人们利用( 陈威等， 2 0 0 5 ) 。人工雨水资源化的途径可以分为两大类：增加雨水入渗量，使之转化 为土壤水或地下水蓄积待用；采用工程措施就地收集、储存与利用。某一特 定的区域究竟采用何种途径，可以根据城市地理位置、水文地质、地形地貌及 市政设施的建设情况，因地制宜来确定。 3 、城市雨水资源化利用的生态环境效应 雨水资源化不仅能够在很大程度上补充城市用水资源，而且对于缓解城市 洪涝灾害和地下水位的下降、改善城市生态环境、增强城市可持续发展能力具 有多层面的深远意义。在未来的城市规划和建设中，雨水资源化必将进一步得 到社会的重视，它的环境、社会综合等效益将得到更加充分的发挥( 胡震峰， 2 0 0 4 ) 。 3 1 、促进城市自然生态系统的良性循环 雨水作为天然而且免费的资源，是一种新型的供水水源，将其渗透入土壤 中，继而抬高日益下降的地下水位，并能够有效的延缓地面径流时间，遏制洪 峰，减少地面径流污染，形成区域良性水循环。利用雨水补给地下水源可维持 正常的地下水位，有利于改善大气水、地表水、地下水三者之间正常的水分循 环和水量转换，恢复自然水文循环状态，增加土壤的水分含量，从而促进植被 生长，营造城市小气候，缓解热岛效应，并有助于消解噪声、美化环境和净化 大气污染。建设的湿地、人工湖等可增加绿色面积，提高人居环境质量，并为 某些生物提供稳定的栖息地，使城市成为生物多样性保护与表达的场所。 6 第二章、城市绿地规划的发展趋势 3 2 、缓解地面沉降 降雨下渗和人工回灌雨水是补充地下水源最快、效率最高的办法。将雨水 直接拦蓄入渗或通过一定的渗漏过滤装置，回灌地下水，涵养地下水源，保证 一方的地下水位，可起到阻止、缓解和逐渐恢复地面沉降和地裂缝作用；通过 加强截流、下渗、“土壤水库”、低地水面、蓄水池等，可减少地面径流和洪水 量，降低城市洪水压力和排水管网负荷，消除城市雨洪灾害，兼有防洪作用。 3 3 、补充城市发展需水 集蓄的雨水可广泛应用于城市消防，也可用于冲厕、洗车等城市居民生活 的各个方面，。在德国部分地区与新加坡，收集到的雨水可基本满足5 0 的饮用 水需求，在日本等许多岛国，雨水也广泛用作生活用水( 赵彦伟等，2 0 0 5 ) 。雨 水利用同时也是解决城市绿化用水的重要途径之一，尤其是对于严重缺水的城 市，充分利用水域资源有利于植被的生长，可增加城市绿地面积和植被的多样 性。 3 4 、改善空气质量 利用雨水资源改善城市绿化，增加城市土壤的相对含水量，增加城市水面， 从而增加地面水分蒸发，增加降雨，减少天气灾害，这将改变城区及周边的区 域环境。进而达到净化城市空气、吸纳城市噪声、降低城市热岛效应、逐步改 善城市生态环境的目的。 二、国内外雨水利用现状 2 0 世纪7 0 年代以来，随着全球城市化进程的加快，城市水危机日益突出， 人们将目光投入到雨水的资源化。为了唤起人类重视雨水资源的有效利用，上 世纪8 0 年代初成立了国际雨水集流利用系统协会( 1 w r a ) ( 王波等，2 0 0 3 ) 。 国际上已经召开了多次国际雨水收集大会。全世界已经建立了数以千万计的雨 水集流系统，而且越来越多的国家对此感兴趣。 德国是欧洲开展此项工程最好的国家之一。自1 9 8 9 年制定了屋面雨水利用 设施标准以来，德国城市雨水利用技术己进入标准化、产业化阶段，并逐步向 集成化、综合化方向发展。柏林等一些城市已将城市雨水利用和城市环境、城 市生态建设等结合起来进行设计，已建或正在建成一批各具特色的生态小区雨 7 基于雨水利用的城市绿地规划研究 水利用系统( a n a y a m g 1 9 7 5 ) 。德国联邦和各州有关法律规定，新建或改建开 发区必须考虑雨水利用系统。德国的开发商在进行开发区规划、建设或改造时， 均将雨水利用作为重要内容进行考虑，将适宜建设绿地的建筑屋顶全部建成“绿 顶 ，利用绿地滞蓄雨水。 日本是雨量充沛的国家，在城市屋顶修建了雨水浇灌的“空中花园，在减 少城市地表径流的同时，减少了自来水的消耗，增加了城市的绿地面积( 刘俊 良，2 0 0 3 ) 。2 0 世纪6 0 年代，日本开始收集路面雨水，7 0 年代修筑集流面雨水， 采用各种渗透设施截流雨水或收集利用，做了大量的研究和示范工程，并纳入 了国家下水道推进计划，在政策和资金上给与支持( f a k t , 2 0 0 1 ) 。8 0 年代初期 推行“雨水渗透计划”，采取了“雨水还原地下对策”，先后开发应用了透水性沥 青混凝土扑铺装和透水性水泥混拧土铺装，日本透水性铺装主要应用于公园广 场、停车场、运动场及城市道路。并于1 9 9 2 年颁布了“第二代城市下水总体规 划 ，正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新 建或改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。 美国的雨水利用大多以提高天然入渗能力为目的。如美国加州富雷斯诺市 的地下回灌系统，1 0 年间( 1 9 7 1 1 9 8 0 ) 的地下水回灌总量为1 3 3 8 亿m 3 。其 年会馆量占该市全年用水量的2 0 。芝加哥市兴建了地下隧道蓄水系统，以解 决城市防洪和雨水利用问题。其他很多城市建立了屋顶蓄水和由入渗池、井、 草地、透水地面组成的地表回灌系统。在美国的第二代b m p ( b e s tm a n a g e m e n t p r a c t i c e ) 方案中更强调与植物、绿地、水体等自然条件和景观结合的生态设计 如植被缓冲带，植物浅沟、湿地等等，以获得环境、生态、景观等多重效益。 非工程的生态技术的开发和应用，将是美国雨水径流管理发展的重要方向。 国外城市雨水利用设施齐全，利用方法多种多样，并且制定了一系列关于 雨水利用的政策法规，建立了比较完善的雨水收集和雨水渗透系统。 我国的雨水资源化起步相对较晚，对城市水资源的利用主要聚集在地表水 和地下水的开发利用，忽视了对城市雨水的利用( 任杨俊，2 0 0 0 ) 。真正意义上 的城市城区雨水利用的研究与应用开始于2 0 世纪8 0 年代，发展于9 0 年代，但 总的来说技术还比较落后，缺乏系统性。北京城市雨水利用的研究和应用走在 了全国前列。据专家介绍，北京城市雨洪最大可利用量多年平均为1 9 3 亿m 3 ， 8 第二章、城市绿地规划的发展趋势 按北京年均5 9 5 m m 降雨量和平均每年新增建筑面积5 0 0 万m 3 ，如果没有8 0 * , 4 的 建筑设有雨水收集设旄，北京每年就可以留下2 3 8 万“天上之水”。2 0 0 1 年，国 务院批准了包括雨洪利用规划内容的“2 l 世纪初期首都水资源可持续利用规 划”。2 0 0 3 年3 月北京市规划委员会和水利局又联合发布经市政府同意“关于加 强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定”，做出明确规定：“凡在本市行政 区内的新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设”。建设工程的 附属设施应与雨水利用工程结合。景观水池应设计为雨水储存设施，草坪绿地 应设计建设为雨水滞留设施。 我国特大城市的一些建筑物己建有雨水收集系统，但是没有处理和回用系 统。例如上海浦东国际机场航站楼已经建有1 7 6 万m 2 完善的雨水收集系统，在 暴雨时节每小时可收集雨水5 0 0 m 2 ；但是没有加以有效利用，任其自然流失， 十分可惜( 朱贵良，2 0 0 3 ) 。 我国的城市雨水利用己成为一个十分热门的话题。天津、青岛、上海、大 连、南京、武汉、成都、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究或应用。 第二节、城市绿地规划的发展趋势 一、城市绿地的概念 城市绿地的概念有广义和狭义之分。狭义的城市绿地指城市建成区内植被 覆盖的土地、空旷地和水体形成的绿色空间，建设部园林基本术语标准将 城市绿地界定为：以植被为主要存在形态，用于改善城市生态、保护环境，为 居民提供游憩场地和美化城市环境的一种城市用地。绿地广义上泛指生长着绿 色植物的地域( 王保忠等，2 0 0 4 ) ，包括人工植被覆盖的山地、丘陵、空旷地、 水体和天然植被覆盖的山地、丘陵、水体、旷野等空旷地的总称。天然植被覆 盖的山地、丘陵、空旷地和水体，一般不参与城市用地平衡，绿地的概念将其 排除在外，这是我国传统上将城市绿地作为狭义理解的局限。本文所探讨的绿 地，是希望将城市的绿化用地、广场用地、道路绿地、文物古迹绿地、风景名 胜区、自然保护区、郊野各类森林绿地、生产绿地、郊野农田等统一纳入到城 市绿地的整体，构建相互联系、相互依赖的绿地生态网络。 9 基于雨水利用的城市绿地规划研究 二、城市绿地规划的发展历程 现代城市绿地系统在城市园林基础上发展起来，经历了自然萌生、人工创 意、公共绿地及生态绿地系统阶段( 千庆兰，2 0 0 1 ) 。自然萌生阶段主要指以狩 猎围牧为目的的园圃。人工创意阶段指以满足达官贵人及宗教需求为目的的宫 苑、寺院，主要是私家园林和皇家园林。1 9 世纪中下半叶，工业化导致城市环 境恶化，促使城市进入公共绿地结算。欧洲、北美掀起第一次高潮，即“公园 运动；2 0 世纪初，尤其是二战后，欧洲各国开始大力拓建绿地和创建新城， 城市绿地迈入第二次高潮( 千庆兰，2 0 0 1 ；王祥荣，2 0 0 1 ) 。2 0 世纪7 0 年代初， 生态学作为设计理论引入绿地规划，城市绿地开始了以改善城市环境及满足景 观审美为目的的生态绿地阶段( 千庆兰，2 0 0 1 ) 。 2 0 世纪8 0 年代初，城市绿地进入了生态园林的理论和实践探索阶段( 千 庆兰，2 0 0 1 ) 。国际社会也正式提出“生态城市概念，以期用生态学原理和方 法指导城市建设( 王祥荣，2 0 0 1 ) 。生态城市反映了人与自然和谐发展的思想， 城市建设以不使环境遭到破坏为标准，使行为主体的活动有利于维护周围环境 并融入自然的类天然群落( 朱庆华，2 0 0 2 ) 。它是人类社会生产力高度发达，人 的社会文化、生态意识达到一定水平下渴望实现的目标境界( 王祥荣，2 0 0 1 ； 何平等，2 0 0 0 ) 。城市绿化建设中提出的“花园城市、“园林城市、“山水城市 、 “绿色城市 、“田园城市 等都是城市发展的中阶段目标，而城市运转符合生 态规律的“生态城市才是人类追求的最高目标( 吴承照，2 0 0 0 ) 。 为了满足可持续发展的需求，城市绿地系统的建设要求更高，健康、安全 以有力的支持城市物流、能流、信息流、价值流和人流的畅通，并与城市生态 要素功能耦合更为密切，使城市生态系统运行更加高效协调。2 l 世纪城市绿地 系统建设将呈现三大趋势：第一、城市绿地系统的要素趋于多元化。城市绿地 系统规划、建设与管理的对象正从土地、植物两大要素扩展到水文、大气、动 物、细菌、真菌、能源、城市废弃物等要素；第二，城市绿地系统的结构趋向 网络化。国内外城市绿地呈现出由集中分散联系融合逐步走向网络连接、城 郊融合的发展趋势，城市中生物与环境的关系渠道也将日趋畅通或逐步恢复。 第三，城市绿地系统的功能趋近生态合理化。以生物与环境的良性关系为基础， 以人与自然环境的良性关系为目的，城市绿地系统功能将更注重生态化，岛括 1 0 第二章、城市绿地规划的发展趋势 绿地系统生产力进一步提高，消费功能优化，还原功能全面加强等。 城市绿地为了满足改善生物多样性及生态环境，实现城市区域社会、经济、 环境和空间发展的有机结合，城市绿地系统规划要符合生态性、生物多样性、 野郊休闲性、人居环境舒适性和可持续利用性，绿地规划设计主要呈现以下趋 势：第一、生态设计，城市绿地是城市生态系统的重要组成，城市绿地生态设 计不仅要调整物流和能流的良性循环，而且还要保持生态系统动态平衡；第二， 区域设计，在区域范围内，从生态、经济、社会和审美价值出发，进行环境敏 感性分析和绿地系统规划，最大限度保存典型生态系统和珍惜濒危物种繁衍地， 保护生物多样性，保存自然景观和遗产资源；第三、文化设计，城市生命力在 于其个性，通过城市绿地系统和景观系统的结合来实现城市总体形象的整合、 塑造和强化，建设有深厚文化底蕴、有鲜明形象特征的特色城市；第四，科学 和艺术的设计，园林绿地设计始终和艺术互相浸润，相互影响，共同发展。科 技发展改善了传统园林绿地设计手段和研究方法，并影响着园林主题文化，而 信息社会、人类生活方式改变及其对环境态度变化都决定了现代园林绿地设计 必须适应人的行为和心理需求；第五、立体化设计，为在城市有限空间范围内 开拓出更多的绿化空间，利用攀援植物使其沿墙或其他设施上升形成垂直绿化 面，丰富城市绿化景观，因此，立体绿化也是城市绿化建设发展的重要方向之 一6 三、城市绿地规划的现状剖析 在可持续发展理论的影响下，当今国际性大都市都展开城市生态绿地建设， 以促进城市与自然的和谐发展，城市绿地建设取得了一定的进展，但是由于历 史的原因我国的城市绿化水平与发达国家的绿化水平还存在一定的差距，绿地 建设存在一些问题。 1 、绿地法规不健全，执法不严格。 我国目前许多城市中绿地的法规条例不健全，执法不严格；在土地批租、 旧区改造及单位建设项目的审批中，法定的绿地规划控制指标没有经绿化部门 审核，项目完成没有严格科学的验收制度，且在经济利益的驱动下往往造成绿 地的少建、缓建，甚至停建，建成的绿地也常被随意侵占。 基于雨水利用的城市绿地规划研究 2 、城市绿地大多缺乏合理规划。 城市规划的指导思想仍停留在工业时代的模式上，长期贯彻“建筑优先、 绿地填充的思维和工作方式，规划绿地常被用做填充“不宜建筑用地 和建 筑物之间距，很难形成科学合理、符合生态和满足市民生活需求的城市绿地系 统。绿地规划过程中重视绿地率、绿地覆盖率、人均绿地面积等数量指标，忽 视了城市绿地空间格局、绿地结构以及由此引起的生态环境效益，一些建设规 划不能真正反映绿地在城市内部所发挥的功能。 3 、我国绿地指标低。 城市绿地在功能上不仅为人们提供休憩娱乐的场所，更重要的是保护生态 环境，提高环境质量。联合国1 9 6 9 年提出，市区公园绿地定额为6 0 m 2 人( 国 外公园绿地指标相当于我国公共绿地指标) 。目前世界上不少国家的首都绿化水 平己超过8 0 3 6 0 m 2 人，而我国由于人口密度大，城市用地紧张，绿化水平远远 低于这个标准。 第三节、城市绿地利用雨水的重要意义 随着城市化进程的加快，自然过程逐渐被人为过程所取代，不同的环境格 局将创造不同的环境功能和景观格局。降雨是城市自然环境的重要物流，城市 雨水径流的管理是否有效与城市雨洪灾害的发生、水资源短缺、水环境污染等 问题密切相关。城市绿地可以作为集蓄雨水的重要场所，通过绿地面积比的控 制以及绿地结构的合理设计，形成城市的一种集雨格局，将全部或大部分降雨 利用，消除雨洪问题，补充地下水，缓解地面沉降，产生相应的生态环境效益。 随着生态型城市的建设，城市的土地利用结构逐步趋于合理，城市绿地面积不 断增大，通过绿地的合理规划与建设，为城市绿地对雨水径流的利用提供了良 好的契机。 一、绿地利用雨水的途径 绿地系统利用雨水就是一种重要的间接雨水利用方式，通过植物直接吸收 利用、入渗包气带供植物利用、滞流和储水、入渗补给地下水等，利用量可达 到降水量的4 0 左右( 姜文来，2 0 0 4 ) 。绿地实现对雨水利用的途径主要有渗透 1 2 第二章、城市绿地规划的发展趋势 利用和储存利用两种。 城市绿地雨水渗透利用就是通过地表渗透或者辅助设施使雨水下渗至浅表 土壤以及地下水层，使雨水得以利用的方式。城市绿地雨水渗透利用包括绿地 的渗透利用和修建渗透设施两种措施。城市绿地是最好的渗透设施，只要增加 绿地，就可以加大雨水的利用量，这是二种获得最佳城市生态效益的利用方法。 降水到达地面后，以自然的方式渗入地下，入渗量的多少将随地表的特点、土壤 性质、坡度、雨水降落的速度和降雨的总量而变化。渗入地下的水可以被植物 吸收或通过毛管吸力被保持在土壤中，多余渗透水形成地下水。园林绿地中的 非硬化地面是雨水下渗的主要区域，屋顶及硬质铺装截留的雨水也可以导入绿 地中进行渗透利用。绿地对雨水径流中的悬浮物、杂质等起到一定的净化作用， 对控制雨水径流导致的面源污染有重要意义。当降雨量和雨强超过土壤的渗透 能力时，就会在地表形成径流。可以采用人工修建渗透设施的方法进行径流雨 水的渗透。雨水渗透设施包括渗井、渗管、渗透沟槽、渗水水池及透水地面等。 这些渗透设施的设计和应用会大量增加雨水的渗透量。 雨水的储存利用就是通过修建储水设施，经济合理地存贮地表径流，调节 雨季与非降雨时期的水量平衡，将时空不连续、不稳定的雨水资源转化为具有 持续供水能力的稳定系统，成为可供城市绿地综合利用的水资源。储存起来的 雨水可以作为中水代替部分城市自来水，应用于绿地浇灌、道路清洒、冲厕等， 也可以作为公园内景观水体的补充水源。城市绿地雨水存储工程设施可以分为 两类，一类是将雨水引入人工的地上或地下蓄水调节池，以集蓄利用为目的， 可以结合水处理设施统一设计。另一类是利用绿地内的河湖水面、城市河道、 水库等蓄水量较大的开阔水面，将雨水贮存与景观建设相结合，依靠水体的自 净能力或建设人工湿地系统来改善雨水水质并加以合理利用。( 王娟，2 0 0 4 ；王 沛永，2 0 0 6 ) 二、绿地的渗透和保水能力 l 、绿地植被对雨水径流的调蓄 绿地覆盖的植被有多种，其中林地是最重要的一种绿地形式，林地，特别 是森林对雨水径流的调节有着十分重要的作用。 1 3 基于雨水利用的城市绿地规划研究 1 1 、直接减少形成径流量的雨量。林冠可以截流2 0 的雨量，削弱雨滴直 接对土壤的溅蚀，枯枝落叶可以阻挡地表径流，可使5 0 - - - 8 0 的地面水缓慢渗入 地下，防止水土流失( 黄月琼，2 0 0 1 ；张声才，2 0 0 2 ) 。每公顷林地比无林地可 多蓄水3 0 0 m 3 ，一片6 7 0 0 h m 2 的森林，相当于一个2 0 0 万m 3 的水库。土壤覆盖 变化将导致水分循环的变化，进而影响水量在空间分布上的变化( 李昌峰等， 2 0 0 2 ) 。有人研究雷州半岛降雨特性与地表径流关系后得出结论：裸地由于无任 何植被覆盖，土壤含水量较林地和农地低，同样降雨条件下一方面由于下渗水 分较多使径流量减少；另一方面在雨强较大时，水滴击溅产生的泥浆堵塞土壤 空隙，反而使水分下渗减少径流量增大，而且产生历时短，强度相对较大。林 地土壤由于有植被覆盖，具有很大的持水能力，它可以通过延长产流时间提高 水分入渗量，从而减缓径流量( 李林峰，2 0 0 4 ) 。据有关研究表明，不同时段雨 水的累计渗入量随着植被覆盖率的增加而呈指数增加。而且，有了植被覆盖的 土壤具有很大的持水能力，可以通过延长产流时间提高水分渗入，减缓径流量 ( 刘金平，2 0 0 2 ) 。 1 2 、影响河流的汇流过程。由于有了森林植被对雨水径流的拦截，同一时 间内汇入河流的雨水量减少，可以减慢河流流速，使得雨期浪费的径流减少， 径流在水体停留时问长，可以完成与土壤水、地下水之间的交流。 因此，在城市生态化建设过程中，不能将绿化与水体单独、孤立建设，应 通过水绿关系的整合，增大城市滞水空间，提高城市雨洪调蓄能力。 2 、绿地结构差异对雨水的蓄渗能力 2 1 、绿地结构设置的基本类型 城市绿地的结构有多种，根据绿地地面与周围地面的高程关系，绿地的形 式可分为上凸、平、下凹三种，上凸式绿地具有较好的城市景观功能，但是雨 水利用效果不佳，降雨后雨水顺着地势直接排出绿地，通过周边道路的汇集进 入城市雨水管网或者直接进入城市自然水体，绿地入渗雨水和蓄积雨水的量较 为有限。与周边地面保持相同高程的绿地，仅仅能收集自身绿地上方的雨水量， 不能汇集周边的雨水，而且雨量较大时极易形成径流，快速流出绿地。相比较 而言下凹式绿地，在雨水径流调蓄利用方面能发挥较好的作用，近几年来，作 为具备良好蓄渗雨水、削减洪峰流量、过滤水质和防止水土流失等优点的城市 1 4 第二章、城市绿地规划的发展趋势 雨水利用及调控的重要措施之一，受到较多研究者的关注。 典型下凹式绿地的结构：路面高程高于绿地高程，雨水口设在绿地内，且 高于绿地高程而低于路面高程，下凹式绿地汇集周围道路、建筑物等铺装区的 雨水径流，使得雨水先流入绿地，绿地蓄满水后在流入雨水口( 周纪明，1 9 9 9 ； 叶水根，2 0 0 1 ) 。已建成区绿地一般是按传统方法建造的，往往陆面高程低于绿 地高程，道路还兼任排水道的功能，雨水口设在路边沟上；一旦暴雨强度大， 城市排水管网泄洪不及，往往造成路面积水，给城市交通造成不便，甚至加大 引发城市洪灾的危险性。因此，可尽量把绿地周围的地面径流引入绿地，使雨 水径流在绿地内充分蓄渗后才溢出流走。 任树梅等( 2 0 0 0 ) 对北京城区不同下凹深度的绿地蓄渗效果进行了分析和 计算，得出结论： 绿地既不是下凹式的，又不汇集周围不透水铺装区的径流，这种情况雨水 蓄渗效果最差。不透水铺装区的径流直接进入雨水管道排至下游，绿地上的降 水也不能充分利用，其中一部分超渗雨也要进入雨水管道排走。在这种情况下， 若北京市规划面积为1 0 4 0 k m 2 ，绿地面积与不透水铺装区面积之比为1 2 ，则每 年只有1 3 4 亿m 3 土壤水，o 6 5 亿m 3 补给地下水，外溢水量达到3 3 0 亿m 3 。 绿地为下凹式，且汇集周围不透水铺装区的径流，雨水蓄渗效果最好，不 但充分利用了绿地的下渗能力，而且充分利用了绿地的蓄水能力。蓄水能力随 下凹深度的增加而增加。这种情况下，平均每年将有1 5 5 亿m 3 雨水转变为土壤 水，3 6 6 亿m 3 补给地下水，外溢水量只有0 1 l 亿m 3 。蓄水效果显著，与前者相 比，土壤水增加o 2 1 亿m 3 ，地下水补给增加3 o l 亿m 3 ，外溢水量减少3 1 9 亿 m 3 。 2 2 、绿化屋顶对雨水的蓄渗能力 屋顶绿化是城市雨水利用的一个重要组成部分( 万静，2 0 0 5 ) 。屋顶被称为 “第五面”，屋顶绿化是指在各类建筑、构筑物、城围、桥梁( 立交桥) 等的屋 顶、露台或天台上进行绿化、种植树木花卉的统称。屋顶绿化后，由于植物对 雨水的截流、蒸发作用以及人工种植土对雨水的吸纳作用，屋顶绿化对暴雨峰 值流量的大副削减，有利于城市的防洪排涝；同时，随着绿化屋顶的增多，可 增大城市绿地面积，节约土地和开拓城市空间，从而减少雨水资源的流失，调 1 5 基于雨水利用的城市绿地规划研究 节雨水的自然循环和平衡，改善城市景观及水环境。 未经绿化的屋顶上的雨水，有8 0 排入地下管网，绿化后的屋顶雨水排放 量大大减小，一般只有3 0 * , 4 的雨水流入地下管网，屋顶绿化可以使屋顶雨水的 流失量减少到原来的1 3 ，而其余的2 3 蓄存在屋顶上，然后逐步通过蒸发和植 物的蒸腾作用扩散到大气中，从而可以调节城市气候( 张璐，2 0 0 6 ) 。屋顶绿化 面积的加大，将会减少城市中又屋顶收集排放的雨水量，减轻城市地下排水管 网的工作压力。绿化屋面渗出的雨水较之普通屋面大大减少，而且排放速度减 慢，可以通过排水管引入地下，让其缓慢渗入，成为地下水的补给。 三、绿地利用雨水资源的生态效应 城市绿地是城市生态系统的重要组分，既是城市生态系统的初级生产者， 也是城市生态平衡的调控者，一定数量和质量的绿地不仅是美化城市景观和市 容的需要，更是改善城市生态环境所必不可少的。 1 、截流雨水，减小地面径流 当大气中的水分以降水的形式落入地面后，一部分渗入地下，一部分成为 地表径流，还有一部分为地表植被所截取。在降水偏多的季节，大量的植被可 以减少地表径流水量，避免或减少洪涝灾害，而降水减少的季节，植被又可以 保持土壤的湿润。 绿地植物的根系能紧固表土，防止地表径流的形成，减少表土被带走的可 能性。在3 0 0 坡地上，年降水为2 0 0 0 m m 时，2 0 c m 表土被冲刷干净所需时间， 其中裸地为1 8 年，而草地为3 2 万年( 刘金平，2 0 0 2 ) 。下雨时，森林的枝、 干、叶都能拦截雨水，免除雨水直接对地面的冲击，减少土壤流失，减少地表 径流。 2 、增加雨水的入渗量 据有关研究表明，不同时段雨水的累计渗入量随着植被覆盖率的增加而呈 指数增加。而且，有了植被覆盖的土壤具有很大的持水能力，可以通过延长产 流时间提高水分渗入，减缓径流量。 绿地的水分涵养功能使降水更多地通过根系下渗成为表层壤中流、土壤径 流和地下水。降水达到地面后，以自然的方式深入地下，入渗量的多少随地表 1 6 第二章、城市绿地规划的发展趋势 的特点、土壤性质、坡度、降雨强度和降雨量的变化而变化，深入地下的水可 以被植被吸收或通过毛管吸力被保持在土壤中，多余渗透水形成地下水。 3 、削弱雨水径流对地表水体和地下水的污染 雨水资源的下降和形成径流过程中会携带污染物，而绿地系统的土壤和植 物根系对雨水中的悬浮物、杂质等能起到一定的削减作用。绿地植物本身和绿 地土壤都有净化水质的作用，草地可以大量滞留许多有害的金属，吸收地表污 物，树木的根系可以吸收水中的溶解质，减少水中细菌含量；在草坪特有的草 皮层中，生活着大量絮结的草坪草须根系，能吸收和降解溶于雨水中的酚、氰、 铬、锌等有机化合物，使得含有毒有害物质的雨水得到过滤和净化( 严晓，2 0 0 3 ) 。 1 7 基于雨水利用的城市绿地规划研究 一、规划方法 第三章、规划方法和技术路线 以景观生态学中格局过程理论为指导，通过格局的优化维持生态过程的良 性循环。 l 、扩展城市绿地系统的规划范围，形成市域生态空间保护体系。 城市是一个开敝的复合生态系统，其能量和物质的平衡不能在系统内完成， 而要通过对外界环境的交换，才能实现完全的生态过程，因此维持与发展城市 是生态的良性循环，除了自身的环境改善外，还必须以区域外围的区域生态稳 定为背景( 霍尔，1 9 8 5 ) 。城市规划学家芒福德认为城市与区域本质上是不应分 开的，城市是区域的一部分。在区域范围内保持一个绿化环境，这对城市文化 来说是极其重要的，一旦这个环境被破坏，被掠夺，被消灭，那么城市也随之 而衰退，因这两者的关系是共存亡的( 李团胜等，1 9 9 9 ) 。城市从来就不是孤立 存在的，绿地系统的规划不能就城区论城区，只有在区域一体化的基础上绿地 系统才能形成完整的构架。城市的生态环境的改善，尤其是绿地系统的建设， 必须将绿地建设的空间范围拓展到能够影响城市生态结构与生态功能正常发挥 的、城市以外的广大区域；以区域的视野探讨区域绿地景观的生态结构、生态 功能、生态机制以及土地的合理有效利用规律( 田国行，2 0 0 6 ) 。城市是区域的 一部分，城市景观生态环境质量的好坏，直接与区域的生态环境有关，必须从 区域的高度来构筑城市的绿地系统。在湛江市建设范围外，有大量的农田、风 景区、林地等，对维护和控制区域的生态