风景园林课题申报书

风景园林课题申报书一、封面内容

项目名称：基于海绵城市理念的韧性城市景观规划与设计关键技术研究

申请人姓名及联系方式：张明/p>

所属单位：中国科学院地理科学与资源研究所景观生态与区域规划研究室

申报日期：2023年10月26日

项目类别：应用基础研究

二．项目摘要

本项目聚焦于海绵城市建设背景下，城市景观规划的韧性提升问题，旨在探索基于自然水文过程的景观规划设计理论与技术体系。项目以典型城市群为研究对象，结合水文模型、生态学原理与景观设计方法，系统研究城市低影响开发（LID）技术的景观适应性及协同效应。通过构建多尺度景观格局模拟平台，分析不同景观类型对雨水径流调控的差异化贡献，提出基于水文响应单元的景观空间优化策略。项目采用实地监测、数值模拟与案例验证相结合的方法，重点突破高密度城市区域景观生态服务功能协同提升的关键技术，包括透水铺装材料性能优化、雨水花园生态功能评估体系构建以及城市绿道网络水敏性设计等。预期成果包括一套适用于不同气候区、具有普适性的韧性景观设计导则，以及基于BIM技术的景观水文动态模拟软件。研究成果将有效支撑城市水环境治理与生态安全格局构建，为推动我国城市可持续发展提供科技支撑，并形成具有自主知识产权的核心技术体系，显著提升城市应对极端降雨事件的能力。

三.项目背景与研究意义

1.研究领域现状、存在的问题及研究的必要性

全球气候变化加剧导致极端天气事件频发，城市内涝、水体污染等“城市病”问题日益突出，传统灰色基础设施在应对水环境挑战方面的局限性日益显现。在此背景下，海绵城市理念作为低影响开发（LID）技术的集成应用，强调通过生态化、自然化的景观设计手段，实现城市雨水资源的有效调控与可持续利用，已成为全球城市可持续发展的共识。风景园林作为城市生态空间规划与设计的核心学科，在推动海绵城市建设、提升城市韧性方面扮演着关键角色。

然而，当前海绵城市景观规划与设计仍面临诸多挑战。首先，理论研究层面，风景园林学科与水文、生态等学科的交叉融合不足，缺乏系统性、科学性的理论支撑。现有研究多集中于单一技术（如雨水花园、透水铺装）的效益评估，而对其在复杂城市景观中的协同效应、空间配置优化及长期运行维护等方面缺乏深入研究。其次，技术方法层面，景观水文模型的精度和实用性有待提升，难以有效反映不同景观类型对雨水径流的时空动态响应。同时，基于景观视角的海绵城市评价指标体系不完善，导致规划设计缺乏科学依据和效果量化评估手段。此外，实践应用层面，部分海绵城市项目存在“重工程、轻景观”倾向，导致景观功能单一、生态效益低下，甚至与城市空间品质提升产生冲突。特别是在高密度城市区域，如何在有限的空间内实现雨水调控、生态修复与景观功能的协同发展，成为亟待解决的技术难题。

这些问题反映出，风景园林领域亟需开展系统性研究，以突破现有技术瓶颈，推动海绵城市从理念走向成熟实践。研究必要性主要体现在以下几个方面：一是应对气候变化、保障城市水安全的迫切需求。二是推动城市可持续发展、提升人居环境品质的现实需求。三是完善风景园林学科体系、拓展学科交叉融合的学术需求。四是促进相关产业技术升级、实现绿色智慧城市建设的技术需求。

2.项目研究的社会、经济或学术价值

本项目研究具有重要的社会价值。通过构建基于海绵城市理念的韧性城市景观规划与设计技术体系，能够有效缓解城市内涝问题，降低洪涝灾害风险，保障城市公共安全与居民生命财产安全。同时，项目研究成果将促进城市水环境的改善，通过雨水径流的源头削减和过程控制，降低水体污染负荷，提升城市水生态质量，为居民提供更健康、更宜居的生态环境。此外，项目强调生态化、景观化设计，能够丰富城市空间形态，提升城市景观品质，增强城市文化魅力，促进城市软实力的提升，进而推动社会和谐发展。

本项目研究具有显著的经济价值。通过优化景观设计，提高雨水资源利用效率，能够减少城市供水压力，降低水资源消耗成本。同时，项目推动的低影响开发技术将带动相关绿色建材、生态工程技术、智能监测设备等产业的发展，形成新的经济增长点。此外，韧性城市景观建设能够提升城市土地价值和物业竞争力，吸引优质产业和人才集聚，促进城市经济转型升级。项目成果还将为政府制定海绵城市建设政策、编制相关技术标准提供科学依据，降低建设成本，提高政策实施效益，产生良好的经济效益和社会效益。

本项目研究具有重要的学术价值。首先，项目将推动风景园林学科与水文、生态、地理信息等学科的深度融合，拓展风景园林学的研究领域和理论内涵，形成具有中国特色的海绵城市景观理论体系。其次，项目通过构建多尺度景观水文模拟平台，创新景观水文研究方法，提升模型精度和实用性，为复杂城市环境下的水生态过程研究提供新的技术手段。再次，项目提出的韧性景观设计导则和评价指标体系，将丰富风景园林设计理论和实践方法，推动学科从传统美学导向向生态功能导向的转变。此外，项目研究成果将填补国内外相关研究领域的空白，发表高水平学术论文，培养跨学科研究人才，提升我国在风景园林领域的国际学术影响力，为全球城市可持续发展和韧性建设贡献中国智慧和中国方案。

四.国内外研究现状

1.国外研究现状

国外对城市雨水管理及景观生态功能的研究起步较早，形成了较为完善的理论体系和应用技术。在理论层面，西方发达国家较早关注城市雨水的自然管理，美国环保署（EPA）提出的低影响开发（LID）理念和技术体系，强调通过生态化手段模拟自然水文过程，已成为全球海绵城市建设的理论基石。以海绵城市概念为代表，美国、英国、澳大利亚、荷兰等国家在雨水花园、生物滞留设施、绿色屋顶、透水铺装等单项技术的研发与应用方面积累了丰富经验，并建立了相应的技术指南和设计标准。例如，美国雨业协会（RainIndustries）发布的《生物滞留设施设计导则》详细规定了不同类型LID设施的设计参数和构建要求；英国环境、食品和农村事务部（DEFRA）开发的SuDS（可持续DrainageSystems）技术框架，强调雨水管理措施与城市空间的整合。此外，基于生态服务功能评估的理论研究也逐渐深入，如澳大利亚新南威尔士大学提出的“生态水文学”方法，将景观格局分析与水文过程模拟相结合，评估城市景观对水循环的影响。

在技术方法层面，国外在景观水文模拟方面取得了显著进展。美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校等机构开发的SWMM（StormWaterManagementModel）、HSPF（HydrologicalSimulationProgram—Fortran）等模型，能够模拟城市雨水径流的产生、转输和污染过程，为LID设施的优化设计提供支撑。英国ImperialCollege开发的SEESYS模型，则侧重于城市绿色基础设施的生态服务功能评估。同时，基于地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术的空间分析方法得到广泛应用，如美国WaterShed模型、EU-SWOT模型等，能够模拟雨水径流的时空分布，支持LID设施的空间布局优化。此外，海绵城市建设的实施策略也日趋成熟，强调政策引导、标准规范、技术集成和公众参与，如英国、澳大利亚等国家建立了完善的LID技术数据库和案例库，并通过强制性标准（如英国的SuDS手册）推动技术应用。

然而，国外研究仍存在一些问题和挑战。首先，现有研究多集中于发达国家的高密度城市区域，对发展中国家快速城市化进程中海绵城市建设的适应性、成本效益及社会公平性问题关注不足。其次，单项LID技术的集成优化研究尚不充分，如何实现不同类型设施在空间上的协同效应、功能上的互补性，形成高效稳定的海绵城市景观系统，仍是研究难点。再次，景观水文模型的参数本地化、验证精度和不确定性分析有待加强，特别是在非点源污染模拟、生态过程与水文过程的耦合模拟方面存在局限。此外，海绵城市建设的长期运行维护机制研究相对薄弱，设施老化、功能衰减等问题缺乏有效的评估和应对策略。最后，公众对海绵城市建设的认知度和参与度有待提升，如何通过景观设计提升公众的感知和体验，促进理念普及，仍是需要解决的问题。

2.国内研究现状

我国对城市雨水管理和海绵城市建设的重视程度不断提升，近年来在理论研究和实践应用方面取得了显著进展。在理论层面，国内学者积极引进和消化国外先进理念和技术，并结合国情开展了本土化研究。中国科学院、中国建筑科学研究院、同济大学、清华大学等机构在海绵城市理论体系构建、关键技术研发和标准规范制定方面发挥了重要作用。例如，中国建筑科学研究院提出的“海绵城市技术体系框架”，系统梳理了雨水年径流总量控制、面源污染削减、水生态修复等关键技术；同济大学基于“源头减排、过程控制、末端调蓄”的理念，构建了符合我国城市特点的海绵城市设计导则。此外，国内学者在雨水花园、绿色屋顶、透水铺装等单项技术的研究方面取得了丰富成果，如北京师范大学、南京师范大学等机构对雨水花园的生态功能、设计参数和运行维护进行了系统研究；哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学等机构在寒冷地区透水铺装的耐久性和应用技术方面进行了深入探索。

在技术方法层面，国内在海绵城市模拟技术、空间规划方法和评价体系方面取得了突破。中国水利水电科学研究院开发的SWMM-SCS模型，结合我国水文气象数据，提升了模型在我国的适用性；北京大学、武汉大学等机构开发了基于GIS的城市雨水管理模拟平台，支持海绵城市设施的选址布局和效益评估。在空间规划方法方面，中国科学院地理科学与资源研究所、南京市规划局等合作开展了基于水敏性城市设计的海绵城市空间规划研究，提出将雨水管理需求融入城市用地规划、绿地系统规划和道路交通规划的协同机制。在评价体系方面，住房和城乡建设部组织编制了《海绵城市建设评价标准》，从控制目标达成、技术措施有效性、生态效益、社会效益等方面构建了评价指标体系。此外，国内海绵城市建设的实践探索也取得显著成效，如深圳、上海、北京等城市编制了海绵城市建设专项规划，建设了一批示范项目，积累了宝贵的实践经验。

然而，国内研究仍存在一些不足和挑战。首先，理论研究与实际应用结合不够紧密，部分研究成果存在“重理论、轻实践”倾向，技术方案的普适性和可操作性有待提升。其次，景观与水文的耦合研究尚不深入，如何将水文过程转化为景观设计要素，实现雨水管理功能与景观美学、生态功能的协同提升，仍是研究难点。再次，缺乏系统性、标准化的景观水文模型，现有模型在参数本地化、多过程耦合模拟等方面存在局限，难以支持复杂城市环境下的精细化设计。此外，海绵城市建设的长期运行维护机制不完善，缺乏有效的监测评估体系和成本效益分析，影响了建设成效的可持续性。最后，公众对海绵城市建设的认知度和参与度较低，如何通过景观设计提升公众的感知和体验，促进理念普及和共建共享，仍是需要解决的问题。

3.研究空白与本项目切入点

综合国内外研究现状，可以发现以下几个主要研究空白：一是缺乏基于海绵城市理念的韧性城市景观规划与设计系统性理论框架，难以有效指导复杂城市环境下的雨水管理实践；二是现有景观水文模型在参数本地化、多过程耦合模拟、空间尺度转换等方面存在局限，难以支持精细化、科学化的景观设计；三是韧性景观评价指标体系不完善，难以科学评估景观雨水管理效能与综合效益；四是高密度城市区域景观生态服务功能协同提升的关键技术尚不成熟，难以实现雨水管理、生态修复与景观功能的协同发展。五是现有研究对极端降雨事件下的韧性景观设计关注不足，缺乏针对性的设计策略和技术手段。

本项目拟针对上述研究空白，开展系统性研究。首先，构建基于海绵城市理念的韧性城市景观规划与设计理论框架，明确景观要素、水文过程、生态功能和社会效益的协同关系。其次，开发基于多过程耦合的景观水文模拟平台，提升模型在复杂城市环境下的精度和实用性，支持精细化景观设计。再次，建立韧性景观评价指标体系，科学评估景观雨水管理效能与综合效益。此外，重点突破高密度城市区域景观生态服务功能协同提升的关键技术，实现雨水管理、生态修复与景观功能的协同发展。最后，研究极端降雨事件下的韧性景观设计策略和技术手段，提升城市应对极端天气事件的能力。通过上述研究，本项目将形成一套适用于我国海绵城市建设的韧性城市景观规划与设计关键技术体系，为推动城市可持续发展提供科技支撑。

五.研究目标与内容

1.研究目标

本项目旨在构建基于海绵城市理念的韧性城市景观规划与设计关键技术体系，以应对气候变化背景下城市水安全面临的挑战。具体研究目标包括：

（1）系统揭示城市景观对雨水径流的调控机制与协同效应，建立基于水文响应单元的韧性景观空间优化理论。通过对不同景观类型（如透水铺装、绿色屋顶、雨水花园、下凹式绿地、城市绿道等）的雨水入渗、滞蓄、净化、蒸发蒸腾等过程的机理分析，量化评估各类景观要素对削减径流系数、控制径流总量、降低峰值流量、净化雨水水质等方面的贡献，并提出不同水文响应单元的协同配置模式。

（2）开发基于多过程耦合的景观水文动态模拟平台，提升复杂城市环境下海绵城市景观设计的科学性与精细化水平。整合水文过程模拟、生态过程模拟与景观格局分析，构建能够反映城市下垫面异质性、降雨时空变异性和景观生态服务功能动态变化的耦合模型，实现对海绵城市景观在不同降雨情景下的水文响应预测、LID设施优化布局及综合效益评估。

（3）建立韧性景观评价指标体系，科学评估海绵城市景观规划与设计的效能及综合效益。基于生态学、水文学、经济学和社会学等多学科理论，构建涵盖雨水径流控制、水生态修复、景观美学、居民健康福祉、社会公平性等方面的评价指标体系，并提出定量评估方法，为韧性景观的规划设计提供科学依据和效果验证手段。

（4）突破高密度城市区域韧性景观设计关键技术，实现雨水管理、生态修复与景观功能的协同发展。针对高密度城市空间有限、下垫面硬化程度高等特点，研发新型集成式LID技术、垂直绿化雨水管理技术、地下空间雨水调蓄与景观融合技术等，探索在建筑密集区实现雨水资源高效利用、生态空间品质提升和城市热岛效应缓解的协同发展模式。

（5）形成一套适用于不同气候区、具有普适性的韧性城市景观设计导则和技术标准，为海绵城市建设提供实用技术支撑。基于理论研究、模拟预测和案例验证，提出针对不同城市类型、不同气候区、不同密度区域的韧性景观设计原则、技术方法和实施路径，形成可操作的设计导则和关键技术标准，推动海绵城市建设的科学化、规范化和标准化。

2.研究内容

本项目围绕上述研究目标，拟开展以下五个方面的研究内容：

（1）城市景观雨水调控机理与协同效应研究

***具体研究问题：**不同类型城市景观要素（透水铺装、绿色屋顶、雨水花园、下凹式绿地、生物滞留设施、植被缓冲带、城市绿道网络等）对雨水径流调控（入渗、滞蓄、净化、蒸发蒸腾）的机理是什么？各类景观要素之间存在怎样的协同效应？如何基于水文响应单元的特征进行景观协同配置以最大化雨水径流调控效能？

***研究假设：**不同景观类型对雨水径流的调控机制存在显著差异，通过合理配置不同水文响应单元，可以实现雨水径流调控功能的互补与叠加，形成协同效应，从而提升城市整体的雨水管理效能。

***研究方法：**实地监测、室内实验、模型模拟。选择典型城市区域，对不同类型景观设施的雨水径流过程（水量、水质、水力学参数）进行长期监测；开展模拟降雨实验，研究不同下垫面材料的入渗性能、雨水花园的净化效果、绿色屋顶的蒸发蒸腾过程等；基于监测和实验数据，建立景观水文过程模型，分析各类景观要素的调控机理与协同效应。

（2）基于多过程耦合的景观水文动态模拟平台研发

***具体研究问题：**如何构建能够同时模拟水文过程（径流、入渗、蒸散发）、生态过程（植被生长、水质净化、生物多样性）和景观格局动态变化的耦合模型？该模型如何应用于复杂城市环境下海绵城市景观的优化设计？如何利用该模型进行LID设施的优化布局和综合效益评估？

***研究假设：**通过整合水文模型、生态模型与GIS空间分析技术，构建的多过程耦合模型能够更准确地模拟城市景观的水文响应和生态效应，为海绵城市景观的优化设计和综合效益评估提供有力工具。

***研究方法：**模型开发、参数标定与验证、应用模拟。基于SWMM、InVEST、EPIC等现有模型，开发集成了城市景观生态过程模块的耦合模型；利用实测数据对模型进行参数标定和不确定性分析；针对不同城市案例，利用模型模拟不同降雨情景下的水文响应，评估LID设施的优化布局方案，并进行综合效益评估。

（3）韧性景观评价指标体系构建与评估方法研究

***具体研究问题：**如何构建科学、全面、可操作的韧性景观评价指标体系？如何提出定量化的评估方法？如何利用该体系评估现有海绵城市景观项目的成效和存在问题？

***研究假设：**基于多准则决策分析（MCDA）和综合效益评估理论，构建的韧性景观评价指标体系能够全面反映海绵城市景观的雨水管理效能、生态效益、经济效益和社会效益，为韧性景观的规划设计和管理提供科学依据。

***研究方法：**文献综述、专家咨询、指标筛选与权重确定、评估方法研究、案例评估。通过文献综述和专家咨询，筛选出能够反映韧性景观特征的关键指标；采用层次分析法（AHP）或熵权法等方法确定指标权重；研究指标数据的获取方法和量化方法；选择典型案例，利用构建的评价体系进行评估，分析其成效和存在问题。

（4）高密度城市区域韧性景观设计关键技术突破

***具体研究问题：**高密度城市区域如何实现雨水的高效管理？如何将雨水管理功能与有限的城市空间和景观功能进行融合？有哪些新型集成式LID技术和景观设计方法可以应用？

***研究假设：**通过技术创新和设计优化，高密度城市区域可以实现雨水的高效管理，并实现雨水管理功能与城市空间利用、景观品质提升的协同发展。

***研究方法：**创新技术研发、设计方法研究、案例设计。研发新型集成式LID技术（如透水铺装与绿化结合、垂直绿化雨水管理模块、建筑屋顶雨水收集利用与景观融合系统等）；研究高密度城市区域雨水花园、下凹式绿地、生物滞留设施等景观设施的创新设计方法；针对典型高密度城市区域，进行韧性景观设计方案的构思与深化设计。

（5）韧性城市景观设计导则与技术标准编制

***具体研究问题：**如何根据本项目的研究成果，形成一套适用于不同气候区、不同城市类型、不同密度区域的韧性城市景观设计导则和技术标准？如何推动这些导则和标准的实际应用？

***研究假设：**基于本项目研究成果编制的韧性城市景观设计导则和技术标准，能够为海绵城市建设的规划设计提供科学、实用、可操作的指导，推动海绵城市建设的规范化发展。

***研究方法：**技术总结、导则编制、标准制定、应用推广。总结本项目在理论、技术、方法等方面的研究成果；基于研究成果和案例经验，编制不同场景下的韧性城市景观设计导则；研究提出关键技术参数和设计标准；通过学术交流、培训、示范项目等方式推广导则和标准的应用。

六.研究方法与技术路线

1.研究方法

本项目将采用理论分析、实验研究、数值模拟、实地监测和案例验证相结合的研究方法，多途径、多层次地揭示城市景观雨水调控机制，开发韧性景观设计关键技术，构建评价体系，并形成设计导则。具体方法包括：

（1）文献研究法：系统梳理国内外关于海绵城市、低影响开发、景观水文、生态服务功能、韧性城市等相关领域的理论文献、技术报告、规范标准和实践案例，为项目研究提供理论基础和背景支撑，明确研究现状、存在问题及发展趋势。

（2）机理实验法：在实验室可控条件下，开展不同材质透水铺装、模拟绿色屋顶、雨水花园基质、植被缓冲带等景观设施的物理化学性质、水力学性能、入渗性能、净化效果（如SS、TP、TN去除率）及生态过程（如植物生长、微生物活性）的实验研究，揭示其雨水调控的内在机理和关键影响因素。实验设计将考虑不同降雨强度、下垫面初始湿度、污染物浓度、植物种类等因素的组合效应。

（3）模型模拟法：基于SWMM、InVEST、HSPF等成熟模型，结合景观生态过程模型（如BIOGEOMAP、CENTURY等），开发或改进多过程耦合的景观水文动态模拟平台。通过模型模拟不同降雨情景（如典型降雨、极端降雨）、不同城市下垫面格局（如高密度城区、低密度郊区）、不同LID设施配置方案下的雨水径流过程、水质变化、生态服务功能动态演变，进行参数标定、敏感性分析和不确定性评估，评估LID设施的优化布局方案和海绵城市景观的综合效益。

（4）实地监测法：选择具有代表性的城市区域（涵盖不同气候区、城市类型、开发密度），布设监测站点，安装雨量计、自动气象站、流量计、水质在线监测仪、土壤湿度传感器、地下水位计等监测设备，对降雨、径流、蒸发蒸腾、土壤墒情、水体水质等进行长期、连续的自动监测。同时，定期进行人工采样，分析雨水径流、下渗水、地表沉积物、水体中污染物（如SS、COD、氨氮、总磷、重金属等）及营养盐的浓度和负荷。收集监测区域的下垫面信息（如高程、土地利用类型、植被覆盖度等）。

（5）案例研究法：选择国内外典型海绵城市项目（特别是高密度城市区域的韧性景观项目），进行深入的实地调研、访谈（与设计单位、建设单位、管理维护人员、居民等），收集项目规划设计资料、运行维护记录、监测数据、效果评估报告等。通过案例分析，验证和修正理论模型，提炼成功经验和失败教训，为韧性景观设计关键技术的应用和导则的编制提供实践依据。

（6）数据分析法：运用统计分析、地理信息系统（GIS）空间分析、多元统计分析（如主成分分析、因子分析）、回归分析、机器学习等方法，对实验数据、监测数据和模拟数据进行处理和分析。分析不同景观要素的雨水调控效果及其影响因素，识别关键调控机制，评估不同LID设施的协同效应，验证模型的预测精度，识别韧性景观的关键特征，计算评价指标并进行分析。

2.技术路线

本项目的研究技术路线遵循“理论分析-实验研究-模型模拟-实地监测-案例验证-技术集成-导则编制”的技术路径，分阶段、有步骤地推进研究任务。具体技术路线如下：

（1）第一阶段：理论分析与现状调研（第1-6个月）

***关键步骤：**

1.文献研究：系统梳理国内外相关理论、技术、方法、标准和案例，完成文献综述报告。

2.现状调研：调研国内典型城市海绵城市建设和韧性景观发展现状，了解存在问题和技术需求。

3.理论分析：基于文献研究和现状调研，分析城市景观雨水调控的基本规律、协同效应机制、韧性景观的核心特征，初步构建理论框架。

4.研究方案设计：明确具体研究内容、研究问题、技术路线、实验方案、监测方案、模拟方案和案例选择方案。

（2）第二阶段：机理实验与模型初步构建（第7-18个月）

***关键步骤：**

1.机理实验：按照实验设计方案，开展透水铺装、绿色屋顶、雨水花园等关键景观设施的物理化学、水力学、入渗、净化及生态过程实验，获取基础数据。

2.模型初步构建：选择或开发基础模型（如SWMM、InVEST），根据实验数据和文献资料，初步构建单过程（如水文过程、生态过程）的景观模拟模块。

3.模型初步验证：利用实验数据或已有案例数据，对初步构建的单过程模型进行参数标定和验证，评估模型的基本模拟能力。

（3）第三阶段：多过程耦合模型开发与实地监测方案设计（第19-30个月）

***关键步骤：**

1.多过程耦合模型开发：整合水文模型、生态模型，开发多过程耦合的景观水文动态模拟平台，实现水文过程与生态过程的交互作用模拟。

2.实地监测方案设计：确定监测区域，设计监测点布设方案、监测指标体系、监测频率和方法，制定监测实施计划。

3.实地监测准备：采购或安装监测设备，培训监测人员，建立监测数据管理系统。

（4）第四阶段：实地监测实施与模型深化验证（第31-42个月）

***关键步骤：**

1.实地监测实施：按照监测计划，开展长期的雨水、径流、蒸发蒸腾、土壤、水质等数据的自动监测和人工采样分析。

2.模型深化验证：利用实时监测数据，对多过程耦合模型进行参数校准和模型修正，提高模型的预测精度和区域适用性。

3.数据初步分析：对监测数据进行初步整理和分析，识别关键影响因素和调控规律。

（5）第五阶段：案例研究与韧性景观设计关键技术研究（第33-48个月）

***关键步骤：**

1.案例研究：选择典型海绵城市项目进行深入调研，收集资料，分析成效与问题。

2.关键技术突破：针对高密度城市区域，研发新型集成式LID技术，研究韧性景观创新设计方法。

3.模型应用与验证：利用深化后的模型，模拟案例项目的运行效果，验证设计方案的雨水管理效能。

4.评价体系初步构建：基于多准则决策理论，初步构建韧性景观评价指标体系。

（6）第六阶段：综合分析、技术集成与导则编制（第49-60个月）

***关键步骤：**

1.综合分析：对实验、模拟、监测数据进行深入分析，总结研究成果，提炼关键技术。

2.技术集成：将研究成果集成，形成一套完整的韧性城市景观规划与设计关键技术体系。

3.导则编制：基于研究成果和案例经验，编制不同场景下的韧性城市景观设计导则和技术标准草案。

4.成果总结与推广：撰写研究总报告，发表高水平学术论文，参加学术会议，进行成果推广。

通过上述技术路线的实施，本项目将系统地解决韧性城市景观规划与设计中的关键科学和技术问题，形成具有自主知识产权的技术体系和成果，为我国海绵城市建设和城市可持续发展提供强有力的科技支撑。

七．创新点

本项目在理论、方法与应用层面均具有显著的创新性，旨在突破现有研究的局限，推动海绵城市景观规划与设计领域的理论进步和技术发展。

（1）理论创新：构建基于海绵城市理念的韧性城市景观协同调控理论框架。现有研究多关注单项LID技术的效益评估或零散的景观水文过程模拟，缺乏将雨水径流调控、生态修复、景观美学、社会福祉等多目标整合于一体的系统性理论框架。本项目创新性地提出“韧性城市景观协同调控”概念，强调通过优化景观格局与生态过程，实现城市景观对雨水径流的源头削减、过程控制和末端调蓄的协同效应，以及生态功能、服务功能与景观功能的协同提升。该理论框架将生态水文学、景观生态学、系统论等多学科理论融合，突破了传统单向、孤立的研究视角，为复杂城市环境下的雨水管理与景观设计提供了新的理论指导。此外，本项目将“韧性”概念引入景观规划与设计，强调景观系统应对极端降雨事件和城市发展的适应性与恢复力，丰富和发展了韧性城市理论在景观领域的内涵。

（2）方法创新：开发基于多过程耦合的景观水文动态模拟平台，并引入不确定性量化分析。现有景观水文模型在模拟精度、过程耦合、空间尺度转换等方面存在局限，难以满足复杂城市环境下精细化设计的需求。本项目创新性地整合水文过程（径流、入渗、蒸散发）、生态过程（植被生长、水质净化、土壤碳氮循环）和景观格局动态变化模型，构建多过程耦合的模拟平台。该平台不仅能够模拟雨水径流的时空变化，还能模拟景观生态服务功能的动态演变，并考虑城市扩张、气候变化等不确定性因素对模拟结果的影响。在方法上，本项目将机器学习、代理模型等先进计算技术应用于模型参数优化、复杂系统模拟和不确定性分析，提高模型的预测精度和效率。同时，本项目创新性地将基于物理的模型与基于过程的模型相结合，提高模型在不同空间尺度下的适用性和可靠性。

（3）技术创新：突破高密度城市区域韧性景观设计关键技术，研发集成式LID技术和景观与雨水管理功能融合的设计模式。针对高密度城市区域空间有限、下垫面硬化程度高等特点，现有技术难以有效实施海绵城市建设。本项目创新性地研发新型集成式LID技术，如透水铺装与垂直绿化的复合系统、建筑屋面雨水收集利用与景观水体净化一体化系统、地下空间雨水调蓄与景观步道融合系统等，实现雨水管理功能与城市空间利用、景观品质提升的高度集成。在景观设计方法上，本项目创新性地提出“景观-水文-生态一体化设计”模式，将雨水管理需求作为景观设计的重要驱动力，通过优化景观元素的空间布局、形态尺寸和材料选择，实现雨水的高效管理和景观品质的提升。此外，本项目还关注寒冷地区、干旱半干旱地区等特殊气候条件下韧性景观设计的关键技术，提出适应性强的技术解决方案。

（4）应用创新：建立韧性景观评价指标体系，并形成一套适用于不同场景的韧性城市景观设计导则与技术标准。现有海绵城市建设的评价多侧重于雨水径流控制目标达成情况，缺乏对生态效益、景观效益、社会效益的综合评估。本项目创新性地构建涵盖雨水径流控制、水生态修复、生物多样性维持、城市热岛效应缓解、景观美学价值、居民健康福祉、社会公平性等多维度的韧性景观评价指标体系，并提出定量化的评估方法，为韧性景观的规划设计、实施效果和长期管理提供科学、全面的评估工具。在应用推广方面，本项目基于研究成果和案例经验，编制不同气候区、不同城市类型、不同开发密度区域的韧性城市景观设计导则和技术标准，形成可操作的设计指南和实施路径，推动海绵城市建设的科学化、规范化和标准化，为城市政府、设计单位、建设单位提供实用技术支撑，促进科技成果的转化和应用。

综上所述，本项目在理论框架、研究方法、关键技术、评价体系和技术标准等方面均具有显著的创新性，有望推动海绵城市景观规划与设计领域的理论进步和技术发展，为我国城市可持续发展和韧性城市建设提供重要的科技支撑。

八．预期成果

本项目预期在理论、技术、方法、标准及应用等方面取得系列创新性成果，为我国海绵城市建设和城市可持续发展提供强有力的科技支撑。

（1）理论成果：

1.构建一套基于海绵城市理念的韧性城市景观协同调控理论框架。系统阐述城市景观要素对雨水径流的调控机制、协同效应形成规律以及韧性景观的内涵与特征，为复杂城市环境下的雨水管理与景观设计提供新的理论指导。

2.深化对城市景观水文过程及其生态效应的认识。通过机理实验和模型模拟，揭示不同景观类型对雨水径流、水质、生物多样性等的影响机制，以及水文过程与生态过程的相互作用规律。

3.发展韧性城市景观规划与设计的理论体系。将韧性理念融入景观规划与设计，提出适应不同城市类型、不同气候区、不同开发密度区域的韧性景观设计原则和发展路径。

本项目的理论成果将发表在高水平学术期刊（如SCI、SSCI收录期刊）、国际学术会议论文集，并形成内部研究报告，为后续研究奠定坚实的理论基础。

（2）技术成果：

1.开发一套基于多过程耦合的景观水文动态模拟平台。该平台能够模拟不同降雨情景、不同城市下垫面格局、不同LID设施配置方案下的雨水径流过程、水质变化、生态服务功能动态演变，并考虑不确定性因素，为韧性景观的优化设计和综合效益评估提供有力工具。

2.突破高密度城市区域韧性景观设计关键技术。研发一系列新型集成式LID技术，如透水铺装与垂直绿化的复合系统、建筑屋面雨水收集利用与景观水体净化一体化系统、地下空间雨水调蓄与景观步道融合系统等，形成可推广的应用技术方案。

3.形成一套韧性城市景观设计方法体系。提出“景观-水文-生态一体化设计”模式，以及针对不同场景（如高密度城区、滨水区、公园绿地等）的景观设计策略和技术措施。

本项目的部分技术成果有望获得国家发明专利或实用新型专利授权，并通过技术转化平台进行推广应用。

（3）方法成果：

1.建立一套科学、全面、可操作的韧性景观评价指标体系。该体系涵盖雨水径流控制、水生态修复、生物多样性维持、城市热岛效应缓解、景观美学价值、居民健康福祉、社会公平性等多个维度，并提出定量化的评估方法。

2.发展基于多准则决策分析（MCDA）和综合效益评估理论的韧性景观评价方法。为韧性景观的规划设计、实施效果和长期管理提供科学、全面的评估工具。

本项目的评价方法将形成标准化操作规程，并应用于实际项目评估，验证其有效性和实用性。

（4）标准与规范成果：

1.编制一套适用于不同场景的韧性城市景观设计导则。基于研究成果和案例经验，针对不同气候区、不同城市类型、不同开发密度区域，提出具体的设计原则、技术方法和实施路径，形成可操作的设计指南。

2.形成一套韧性城市景观关键技术标准。提出关键LID设施的设计、施工、验收和维护等技术标准，为海绵城市建设的规范化发展提供技术支撑。

本项目的标准与规范成果将报送相关行业主管部门，争取纳入国家或地方标准体系，指导实际工程建设。

（5）应用推广价值：

1.为城市政府制定海绵城市建设政策、编制相关技术标准提供科学依据。

2.为设计单位、建设单位提供韧性城市景观规划与设计的技术支撑和方案参考。

3.提升城市应对极端降雨事件的能力，保障城市水安全，改善城市生态环境质量。

4.提升城市景观品质和居民生活品质，促进城市可持续发展。

5.推动海绵城市相关产业发展，形成新的经济增长点。

本项目的成果将具有较强的实践应用价值，能够直接服务于我国海绵城市建设实践，并产生显著的社会、经济和生态效益。

综上所述，本项目预期取得一系列具有创新性和实用性的成果，为我国海绵城市建设和城市可持续发展做出重要贡献。

九.项目实施计划

（1）项目时间规划

本项目计划总研究周期为60个月，分为六个阶段实施，具体时间规划及任务安排如下：

第一阶段：理论分析与现状调研（第1-6个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目负责人

*参与人员：全体项目组成员

*主要任务：

*完成国内外相关文献的收集、整理和系统综述，掌握最新研究动态和关键技术。

*开展国内典型城市海绵城市建设和韧性景观发展现状的调研，了解存在问题和技术需求。

*进行理论分析，明确城市景观雨水调控的基本规律、协同效应机制、韧性景观的核心特征，初步构建理论框架。

*设计详细的研究方案，包括具体研究内容、研究问题、技术路线、实验方案、监测方案、模拟方案和案例选择方案。

*进度安排：

*第1-2个月：完成文献综述报告，初步确定研究重点和创新方向。

*第3-4个月：完成国内现状调研，形成调研报告。

*第5-6个月：完成理论分析，初步构建理论框架，完成详细研究方案设计，并通过项目组内部评审。

第二阶段：机理实验与模型初步构建（第7-18个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目副负责人（实验方向）

*参与人员：实验组人员

*主要任务：

*按照实验设计方案，在实验室可控条件下，开展不同材质透水铺装、模拟绿色屋顶、雨水花园等关键景观设施的物理化学性质、水力学性能、入渗性能、净化效果及生态过程实验，获取基础数据。

*选择或开发基础模型（如SWMM、InVEST），根据实验数据和文献资料，初步构建单过程（如水文过程、生态过程）的景观模拟模块。

*利用实验数据或已有案例数据，对初步构建的单过程模型进行参数标定和验证，评估模型的基本模拟能力。

*进度安排：

*第7-10个月：完成实验设备准备和实验方案细化，开展透水铺装和水力性能实验。

*第11-14个月：开展模拟绿色屋顶和雨水花园净化效果实验。

*第15-16个月：整理实验数据，进行初步分析。

*第17-18个月：完成单过程模型的初步构建和验证，形成初步模型报告。

第三阶段：多过程耦合模型开发与实地监测方案设计（第19-30个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目副负责人（模型方向）

*参与人员：模型组人员

*主要任务：

*整合水文模型、生态模型，开发多过程耦合的景观水文动态模拟平台，实现水文过程与生态过程的交互作用模拟。

*确定监测区域，设计监测点布设方案、监测指标体系、监测频率和方法，制定详细的监测实施计划。

*采购或安装监测设备，培训监测人员，建立监测数据管理系统。

*进度安排：

*第19-22个月：完成多过程耦合模型的框架设计和核心模块开发。

*第23-24个月：完成模型模块间的接口连接和初步调试。

*第25-26个月：完成实地监测方案设计，并通过专家论证。

*第27-28个月：完成监测设备采购、安装和调试。

*第29-30个月：完成监测人员培训，建立监测数据管理系统，为实地监测实施做好充分准备。

第四阶段：实地监测实施与模型深化验证（第31-42个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目副负责人（监测方向）

*参与人员：监测组人员

*主要任务：

*按照监测计划，开展长期的雨水、径流、蒸发蒸腾、土壤、水质等数据的自动监测和人工采样分析。

*利用实时监测数据，对多过程耦合模型进行参数校准和模型修正，提高模型的预测精度和区域适用性。

*对监测数据进行初步整理和分析，识别关键影响因素和调控规律。

*进度安排：

*第31-48个月：全面实施实地监测，按照既定方案进行长期、连续的数据采集和样本分析。

*第31-36个月：完成模型参数校准，初步验证模型的模拟效果。

*第37-40个月：对模型进行修正和优化，提升模型的预测精度。

*第41-42个月：对初步监测数据进行整理和分析，形成初步分析报告。

第五阶段：案例研究与韧性景观设计关键技术研究（第33-48个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目副负责人（案例研究）

*参与人员：案例研究组人员

*主要任务：

*选择典型海绵城市项目进行深入调研，收集资料，分析成效与问题。

*针对高密度城市区域，研发新型集成式LID技术，研究韧性景观创新设计方法。

*利用深化后的模型，模拟案例项目的运行效果，验证设计方案的雨水管理效能。

*基于多准则决策理论，初步构建韧性景观评价指标体系。

*进度安排：

*第33-36个月：完成案例选择和初步调研，形成案例选择报告。

*第37-40个月：深入开展案例研究，完成案例调研报告。

*第41-44个月：完成新型集成式LID技术研发和韧性景观创新设计方法研究。

*第45-48个月：利用模型验证案例项目效果，初步构建韧性景观评价指标体系。

第六阶段：综合分析、技术集成与导则编制（第49-60个月）

*任务分配：

*阶段负责人：项目负责人

*参与人员：全体项目组成员

*主要任务：

1.对实验、模拟、监测数据进行深入分析，总结研究成果，提炼关键技术。

2.将研究成果集成，形成一套完整的韧性城市景观规划与设计关键技术体系。

3.基于研究成果和案例经验，编制不同场景下的韧性城市景观设计导则和技术标准草案。

4.撰写研究总报告，发表高水平学术论文，参加学术会议，进行成果推广。

*进度安排：

*第49-52个月：对实验、模拟、监测数据进行深入分析，形成综合分析报告。

*第53-56个月：完成韧性城市景观关键技术体系的集成，形成技术体系报告。

*第57-59个月：编制韧性城市景观设计导则和技术标准草案。

*第60个月：完成研究总报告，发表学术论文，进行成果推广，总结项目成果和结论。

（2）风险管理策略

本项目在实施过程中可能面临以下风险，我们将制定相应的应对策略：

1.**研究进度风险**：由于研究内容涉及多学科交叉和复杂技术攻关，可能存在研究进度滞后。

**应对策略**：制定详细的研究计划和时间节点，建立动态监控机制，定期召开项目组会议，及时协调解决研究过程中出现的问题。加强与各合作单位的沟通，确保资源投入和人员配合。对于关键研究环节，提前预留缓冲时间，以应对突发状况。

2.**实验数据风险**：实验条件控制不当或设备故障可能导致实验数据失真或缺失，影响研究结果的准确性。

**应对策略**：建立严格的实验管理制度，规范实验操作流程，加强实验人员的专业培训。对实验设备进行定期维护和校准，确保设备的正常运行。对实验数据采用多重验证方法，确保数据的可靠性。对于可能影响实验结果的干扰因素，进行系统性的控制和分析。

3.**模型构建风险**：模型参数本地化不足、模型结构不合理可能导致模拟结果与实际情况存在较大偏差。

**应对策略**：基于大量实测数据对模型进行充分标定和验证，采用不确定性量化方法，评估模型的可靠性。借鉴国内外先进经验，结合本地水文、气象、下垫面等数据，优化模型结构和参数设置。建立模型验证体系，定期对模型进行更新和改进。

4.**案例研究风险**：案例选择不当或调研不深入可能导致研究成果的普适性不足。

**应对策略**：选择具有代表性的案例，涵盖不同城市类型、不同气候区、不同开发密度区域，确保案例的多样性和典型性。采用多源数据收集方法，包括实地调研、访谈、文献分析等，确保案例研究的全面性和深入性。对案例数据进行系统性的整理和分析，提炼具有普遍意义的结论和规律。

5.**成果转化风险**：研究成果难以转化为实际应用，导致研究成果的推广和应用效果不佳。

**应对策略**：加强与政府、设计单位、建设单位等合作，建立成果转化机制，推动研究成果的产业化应用。编制技术导则和标准规范，为海绵城市建设提供技术支撑。通过学术交流、培训、示范项目等方式，推广研究成果，提升公众对海绵城市建设的认知度和参与度。

通过上述风险管理策略，我们将有效应对项目实施过程中可能出现的风险，确保项目按计划顺利推进，并取得预期成果。

十.项目团队

（1）项目团队成员的专业背景与研究经验

本项目团队由来自中国科学院地理科学与资源研究所、同济大学、中国农业大学等科研机构和高校的专家学者组成，团队成员具有多学科交叉背景，涵盖风景园林学、生态学、水文学、地理信息科学、城乡规划学等领域的专业人才，具有丰富的研究经验和实践能力。

项目负责人张明，中国科学院地理科学与资源研究所研究员，长期从事城市生态学与景观规划设计研究，主持完成多项国家级重点科研课题，在海绵城市、低影响开发技术领域具有深厚的理论功底和丰富的项目管理经验。曾发表多篇高水平学术论文，并获国家科技进步二等奖。

项目副负责人李红，同济大学景观设计与规划教授，研究方向为城市韧性景观规划与设计，在海绵城市建设、生态修复技术等方面具有突出成果，主持完成多项省部级科研项目，发表多篇高水平学术论文，并拥有多项国家发明专利。

项目核心成员王磊，中国农业大学环境学院副教授，主要从事水文学与生态水文学研究，在城市雨水管理与水生态修复领域具有丰富的研究经验，主持完成多项国家自然科学基金项目，在模型模拟与生态效应评估方面具有深厚的技术积累。

项目核心成员赵强，北京大学城市规划与设计学院副教授，研究方向为城市水系统规划与设计，在海绵城市建设、城市水环境治理等方面具有丰富的研究经验，主持完成多项国家重点研发计划项目，在景观水文模型构建与应用方面具有突出成果。

项目核心成员刘洋，北京市市政工程设计研究总院高级工程师，研究方向为城市水环境工程与生态修复，在低影响开发技术应用、城市水系统规划与设计方面具有丰富的工程实践经验和项目管理能力。曾参与多项海绵城市示范项目建设，并发表多篇高水平学术论文。

项目团队成员均具有博士学位，在国内外高水平学术期刊发表多篇学术论文，并拥有丰富的项目经验。团队成员曾多次参与国内外学术交流活动，具有丰富的国际合作经验。团队具备较强的科研创新能力和项目实施能力，能够有效应对项目研究过程中遇到的技术难题，确保项目研究目标的实现。

（2）团队成员的角色分配与合作模式

项目团队实行项目负责人负责制，由项目负责人统筹协调各成员的科研工作，确保项目研究方向的正确性和研究任务的顺利推进。项目副负责人分别负责实验研究、模型模拟、案例研究等具体研究方向，并协助项目负责人进行项目管理和成果推广工作。

项目团队采用多学科交叉的研究方法，通过定期召开项目组会议、开展联合调研、共享研究数据等方式，加强团队协作，提升研究效率。团队成员将充分发挥各自专业优势，开展协同研究，形成具有创新性的研究成果。

项目团队与国内外多家科研机构、高校和企业建立了良好的合作关系，通过合作研究、技术交流等方式，推动科研成果的转化与应用。团队成员将积极参与国内外学术交流活动，提升团队的学术影响力。

项目团队将严格按照项目计划执行研究任务，确保项目研究进度和质量。项目团队将建立健全的科研管理制度，加强项目过程管理，确保项目研究目标的实现。

项目团队将注重研究成果的转化与应用，通过编制技术导则、开展技术培训、实施示范项目等方式，推动研究成果的推广应用，为我国海绵城市建设和城市可持续发展提供科技支撑。

十一.经费预算

本项目总经费预算为XX万元，具体分配如下：

（1）人员工资：XX万元。主要用于支付项目负责人、项目副负责人及核心成员的劳务费用，包括基本工资、绩效奖金、社保、公积金等。其中，项目负责人XX万元，项目副负责人XX万元，核心成员XX万元。人员费用将严格按照国家和地方相关政策规定执行，确保科研人员的合法权益。

（2）设备采购：XX万元。主要用于购置实验设备（如透水铺装测试系统、雨水花园监测设备、水质分析仪器等）、模型开发所需的计算服务器、GIS软件、遥感影像数据等。设备采购将优先考虑国内外知名品牌，确保设备的性能和质量