基于自然生態(tài)格局的海綿城市建設(shè)功能分區(qū)
——以南沙新區(qū)海綿城市建設(shè)為例

魏本勝，袁洪州，唐陳杰

(上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200434)

黨的十八大將加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)提高到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，海綿城市建設(shè)作為生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措，得到國(guó)務(wù)院及國(guó)家相關(guān)部委的大力支持。2015年10月，國(guó)務(wù)院下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，從加強(qiáng)規(guī)劃引領(lǐng)、統(tǒng)籌有序建設(shè)、完善支持政策、抓好組織落實(shí)方面，提出了10項(xiàng)具體措施。隨后，財(cái)政部、住建部、水利部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于組織申報(bào)2015年海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市的通知》(財(cái)辦建[2015]4號(hào))和《關(guān)于開展2016年中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》(財(cái)辦建[2016]25號(hào))，目前兩批共計(jì)30個(gè)國(guó)家級(jí)試點(diǎn)城市正在開展海綿城市試點(diǎn)建設(shè)工作。近幾年，對(duì)于海綿城市的研究非常多。如原住建部副部長(zhǎng)仇保興[1]對(duì)海綿城市的內(nèi)涵、途徑進(jìn)行了闡述，并對(duì)未來(lái)海綿城市建設(shè)進(jìn)行了展望；胡燦偉[2]從城市水生態(tài)方面探索如何建設(shè)海綿城市，列舉了海綿城市在國(guó)內(nèi)的實(shí)踐案例；張書函[3]基于城市雨洪資源綜合利用角度，闡述了海綿城市建設(shè)。大部分研究針對(duì)于海綿城市建設(shè)的理論層次，重點(diǎn)解釋海綿城市的概念，探索海綿城市的建設(shè)可能，但從實(shí)踐方面的研究較少，僅有張青萍[4]等從城市雨洪景觀安全格局角度闡述了海綿城市建設(shè)思路，也只是針對(duì)城市雨洪格局的一個(gè)方面，未能從整個(gè)生態(tài)安全格局層面總體考慮。本文以南沙新區(qū)為研究區(qū)域，以生態(tài)安全格局構(gòu)建為生態(tài)基礎(chǔ)，結(jié)合城市總體規(guī)劃以及生態(tài)控制線的要求，構(gòu)建海綿城市建設(shè)生態(tài)安全格局，進(jìn)而劃定海綿城市建設(shè)功能分區(qū)，力求解決如何從城市空間上建設(shè)海綿城市的問題，為城市海綿城市建設(shè)的合理實(shí)施提供支撐。

1 研究區(qū)域

南沙區(qū)位于廣州市最南端、珠江虎門水道西岸，是西江、北江、東江3江匯集之處。南沙新區(qū)是大珠江三角洲地理幾何中心，距香港、澳門分別僅38和41海里，是珠江流域通向海洋的重要通道，也是連接珠江口兩岸城市群的樞紐節(jié)點(diǎn)和我國(guó)南方重要的對(duì)外開放門戶。南沙新區(qū)包括3個(gè)街道、6個(gè)鎮(zhèn)。2015年末，全區(qū)常住人口65.58萬(wàn)人，戶籍人口38.35萬(wàn)人。

2 自然生態(tài)格局構(gòu)建

規(guī)劃基于南沙新區(qū)的生態(tài)本底條件，本著因地制宜的原則，選取生態(tài)敏感性分析指標(biāo)，識(shí)別當(dāng)?shù)仃P(guān)鍵的生態(tài)過(guò)程，進(jìn)而選取表征關(guān)鍵生態(tài)過(guò)程的生態(tài)因子，構(gòu)建新區(qū)的現(xiàn)狀生態(tài)安全格局，結(jié)合水敏感性分析，進(jìn)行海綿城市建設(shè)適宜性分析，得到南沙新區(qū)海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀適宜性空間布局圖。為保證海綿城市規(guī)劃的可實(shí)施性，規(guī)劃綜合考慮《廣州南沙新區(qū)城市總體規(guī)劃(2012-2025)》中2025年用地規(guī)劃布局要求，形成海綿城市規(guī)劃適宜性布局圖。最終根據(jù)不同區(qū)域的海綿建設(shè)適宜度差異和海綿體的主體功能，構(gòu)建安全、可持續(xù)的海綿格局，為海綿城市分區(qū)控制，提供切合實(shí)際、科學(xué)、可實(shí)施的海綿城市建設(shè)依據(jù)。

基于海綿城市建設(shè)需求，選取指標(biāo)高程、坡度、植被覆蓋情況，綜合疊加得到地質(zhì)安全格局。

1) 高程采用GDEM30m的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于中科院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)。由圖1可知，規(guī)劃范圍內(nèi)高程比較高的區(qū)域?yàn)辄S魯山、十八羅漢山、大山乸及周邊區(qū)域。坡度利用DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)借助ArcGIS的坡度分析計(jì)算得出。

2) 植被覆蓋計(jì)算采用Landsat8衛(wèi)星影像，拍攝時(shí)間為2016年5月10日，選取云量較少的時(shí)間段。利用NDVI(歸一化植被指數(shù))來(lái)表征植被特征。

將高程、坡度以及植被覆蓋度利用GIS工具進(jìn)行疊加分析，并分類得到南沙新區(qū)地質(zhì)安全格局。由此可得，高度敏感區(qū)和較高敏感區(qū)主要集中于三大山地林地區(qū)域，中度敏感區(qū)重要為農(nóng)田和濕地區(qū)域，其他區(qū)域敏感程度較低。其中，低度敏感區(qū)面積最大，占到51%，主要集中于外水水域。

選取現(xiàn)狀水面分布及其緩沖區(qū)影響范圍、現(xiàn)狀地表徑流及流域分布、現(xiàn)狀地勢(shì)低洼已發(fā)生洪澇的區(qū)域，綜合得到水安全格局。見圖2。

1) 河流處理以現(xiàn)狀河流數(shù)據(jù)以提供CAD為準(zhǔn)，利用ArcGIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并通過(guò)緩沖區(qū)分析得到河流影響因子。

2) 在GIS 技術(shù)的支持下，基于DEM 數(shù)據(jù)進(jìn)行地表水文分析，可以得到區(qū)域內(nèi)不同等級(jí)的潛在徑流。

3) 淹沒區(qū)域分析，南沙新區(qū)防洪壓力較大，需識(shí)別重點(diǎn)洪泛區(qū)，洪泛區(qū)識(shí)別原則主要包括河流兩側(cè)高程在洪水位以下的區(qū)域以及濱海高程在潮水位以下的區(qū)域。利用無(wú)源淹沒分析方法，利用DEM數(shù)據(jù)分析得到不同區(qū)域的洪水淹沒風(fēng)險(xiǎn)。

將河流影響、地表徑流以及淹沒風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域利用GIS工具進(jìn)行疊加分析，并分類得到南沙新區(qū)水安全格局。由此可得，高度敏感區(qū)和較高敏感區(qū)主要集中于河流及其兩岸一定緩沖區(qū)域、萬(wàn)頃沙濕地灘涂以及部分城市易澇區(qū)域，大部分區(qū)域敏感程度較低，主要為建成區(qū)以及農(nóng)田區(qū)域。

圖1 地質(zhì)安全格局

圖2 水安全格局

2016年6月，廣州南沙開發(fā)區(qū)國(guó)土資源和規(guī)劃局完成了“廣州南沙新區(qū)城市生態(tài)控制線劃定工作”，將南沙新區(qū)行政轄區(qū)內(nèi)重要生態(tài)斑塊劃分為一級(jí)、二級(jí)兩級(jí)管控區(qū)，對(duì)維護(hù)南沙新區(qū)城市生態(tài)安全格局的健康具有重要的意義。綜合地質(zhì)安全格局和水安全格局以及基本生態(tài)控制線管控區(qū)域，得到南沙新區(qū)綜合生態(tài)安全格局。見圖3。低度安全水平和較低安全水平區(qū)域約占總面積35%，主要集中于山體林地以及河流及其周邊區(qū)域和生態(tài)控制線一級(jí)管控區(qū)；中度安全水平主要為生態(tài)控制線二級(jí)管控區(qū)以及部分農(nóng)田區(qū)域；其余區(qū)域安全水平較高，主要為城市已開發(fā)建設(shè)區(qū)以及未來(lái)較適宜開發(fā)建設(shè)區(qū)域。見表1。

圖3 綜合生態(tài)安全格局

等級(jí)面積 /km2占百分比 /%低度安全水平256.4731.97較低安全水平25.593.19中度安全水平254.4531.72較高安全水平144.2217.98高度安全水平121.6115.16

“四心”：黃山魯斑塊核心，十八羅漢山斑塊核心，大山乸斑塊核心，南沙濕地公園斑塊核心。“兩片”：北部農(nóng)業(yè)生態(tài)基質(zhì)片區(qū)，南部濱海生態(tài)基質(zhì)片區(qū)。 “多廊成網(wǎng)”：規(guī)劃確定的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)所包含的廊道分為兩類：①主要生態(tài)廊道，即銜接廣州市總體生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成兩橫四縱的主要生態(tài)廊道；②次要生態(tài)廊道，即通過(guò)沿次級(jí)河涌、基礎(chǔ)設(shè)施隔離帶等形成的組團(tuán)間生態(tài)廊道。這兩類廊道相互交叉共同構(gòu)成網(wǎng)狀廊道。

3 海綿城市功能分區(qū)與建設(shè)要求

南沙新區(qū)海綿城市功能分區(qū)以生態(tài)安全格局為基礎(chǔ)，結(jié)合南沙新區(qū)海綿系統(tǒng)空間格局與廣州市土地利用現(xiàn)狀及《廣州南沙新區(qū)城市總體規(guī)劃(2012-2025)》的用地功能、基本農(nóng)田分布、生態(tài)控制線管控范圍等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，共分為4類：海綿生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)、海綿生態(tài)保育區(qū)、海綿功能提升區(qū)、海綿功能強(qiáng)化區(qū)。見圖4。

圖4 海綿城市功能分區(qū)圖

3.1 海綿生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)

海綿生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)是規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)狀生態(tài)條件最好，水生系統(tǒng)完整，具有源頭生態(tài)涵養(yǎng)功能的海綿功能區(qū)域。其以水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施中的水源涵養(yǎng)林為識(shí)別基礎(chǔ)，主要分布于黃山魯森林公園、十八羅漢山森林公園、大山乸山。黃山魯森林公園作為南沙新區(qū)東部眾多山體林地的重要中樞，擁有豐富的動(dòng)植物資源以及獨(dú)特的人文內(nèi)涵和豐富的自然地理景觀；十八羅漢山森林公園作為南沙新區(qū)西部唯一的山體，擁有森林、溝壑、湖泊、丹霞地貌、古海蝕場(chǎng)等自然景觀，云霞觀、觀音堂、仙廟、天后宮、水月宮等歷史人文景觀，起著重要的生態(tài)踏腳石作用；大山乸山尚未進(jìn)行景區(qū)建設(shè)，以山體和周邊農(nóng)田為主。

3.2 海綿功能提升區(qū)

海綿功能提升區(qū)是規(guī)劃范圍內(nèi)建設(shè)密度較低、具有一定生態(tài)條件的建成區(qū)，是可以利用現(xiàn)狀生態(tài)資源，通過(guò)局部功能提升即刻滿足海綿城市要求的海綿功能區(qū)域。其以建制鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等建設(shè)相對(duì)分散、保有一定水體、綠地量的建成區(qū)為基礎(chǔ)。

3.3 海綿功能強(qiáng)化區(qū)

海綿功能強(qiáng)化區(qū)是規(guī)劃范圍內(nèi)建設(shè)相對(duì)集中、生態(tài)條件較差的建成區(qū)，是必須通過(guò)強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)現(xiàn)存與規(guī)劃水系、綠地的海綿功能才能基本達(dá)到海綿城市要求的海綿功能區(qū)域。其以城市連綿建成區(qū)等建設(shè)相對(duì)集中、水系與綠地較少的建成區(qū)為基礎(chǔ)。主要集中于南沙街、黃閣鎮(zhèn)、大崗鎮(zhèn)等城市開發(fā)建設(shè)強(qiáng)度較大的區(qū)域。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以南沙新區(qū)為研究區(qū)域，從整個(gè)生態(tài)安全格局層面總體考慮，以生態(tài)安全格局構(gòu)建為生態(tài)基礎(chǔ)，結(jié)合城市總體規(guī)劃以及生態(tài)控制線的要求，構(gòu)建了海綿城市建設(shè)生態(tài)安全格局，進(jìn)而劃定了海綿城市建設(shè)功能分區(qū)，一定程度上解決了如何從城市空間上建設(shè)海綿城市的問題，為城市海綿城市建設(shè)的合理實(shí)施提供支撐。