多因素空間疊加分析法在分解年徑流總量控制率中的應用

蔣鴻業

（桂林市城市規劃設計研究院 廣西桂林 541001）

引言

年徑流總量控制率是海綿城市規劃控制目標中的首要指標，徑流總量控制目標取值和分解是海綿城市專項規劃設計中的重點和難點。

為科學分解年徑流總量控制率，從定性引入相對定量的科學分析方法，以城市總體年徑流總量控制率目標為基礎，針對城市不同分區的相對特點，綜合何考慮選取與海綿城市建設相關的多個評價因素構建層次結構的海綿城市建設適宜性評價指標體系。根據各管控分區海綿城市建設適宜性的分級高低來分解年徑流總量控制率指標。本文以桂林市為例探討海綿城市專項規劃中年徑流總量控制率的分解方法[1]。

1 年徑流總量控制率分解的原則和流程

年徑流總量控制率是海綿城市建設的核心指標，能綜合反映水系統的問題。分解桂林市中心城區年徑流總量控制率目標時，根據現有資料情況采用基于GIS的多因素空間疊加分析法。基本流程如下：

（1）劃分控制分區

綜合考慮排水分區、行政分區、控制性詳細規劃單元的劃分，并結合地形、河流水系、雨水管網以及路網結構等資料，在桂林市中心城區范圍內將控制單元劃分為64個管控分區。

（2）構建層次結構的指標體系

評估管控分區海綿設條件：如內澇點分布、建設階段、建設密度等，構建層次結構的海綿城市建設適應性評價指標體系。

（3）基礎因子指標賦值

對各個分區中指標體系的基礎因子進行分析和評估，確定各個基礎因子的指標權重并給予賦值。

（4）ArcGIS空間疊加分析處理

對各分區各個單因素做適宜性評價后統一劃分級別，并轉換成柵格數據，借助ArcGIS的空間分析工具進行柵格加權疊加運算。

（5）各管控分區海綿城市建設適應性分級

對綜合運算后的柵格數據重新分類定級，得到各分區的海綿建設適宜性綜合評價圖。評價分值越高，表示分區的海綿城市建設目標可達性高，即海綿城市建設適宜性分級越高，反之則海綿城市建設適應性分級越低。

（6）確定各管控分區年徑流總量控制率指標

根據各分區海綿城市建設適應性的分級高低來分解年徑流總量控制率指標。將各分解后的目標按照面積加權平均，若達到規劃總體目標，則各分區滿足要求；若加權平均值不滿足則不斷調整復核，直至滿足全市目標70%的年徑流總量控制率要求。

2 構建層次結構的指標體系

海綿城市建設適應性評價從建設需求和建設條件兩方面進行考量。

根據海綿城市建設成效在水安全和水環境兩方面的評價標準，選取內澇風險和水環境質量作為兩個建設需求評價因子，內澇風險越高則說明削峰和控制徑流量的要求越高，水環境質量越差則說明水環境治理的需求愈加迫切，兩者均是對海綿城市建設需求性的表征。

從海綿城市建設實施的可達性來看，地下水位、建設程度、建設密度三個因子反映了海綿措施的選擇及應用和實現海綿城市建設目標難易差異。三者的評估差異程度是對海綿建設落地實施可操作性的表征。

在上述選定的評價因子中又經過層層對比分析，確定各個基礎因子的指標權重。

表1 桂林市海綿城市適宜性評價指標權重值

3 基礎因子指標賦值

對劃分好的各管控分區進行二級指標評價和分級賦分，根據分區評價情況分為五級，并由小到大分別賦值1～5分。

（1）內澇風險

根據《桂林市防水排澇專項規劃（2015～2020）》中易澇點分布圖及內澇風險評估圖，考慮到內澇風險越高的地方對削峰和控制徑流量的要求越高，故而根據易澇點的分布由少到多、內澇風險的由輕微到高分別賦值 1～5分。

（2）水環境質量

根據《2016年桂林市水資源公報》桂林市重點水功能區水資源質量狀況全部達標；根據《2017年桂林市環境狀況公報》桂林市中心城區河流水環境質量良好，各項檢測指標達標，符合斷面功能區水質類別要求。

經排查，桂林市共有三條黑臭水體，劍靈溪、南溪河和道光水。截止2017年底桂林漓江（城市段）排污綜合治理工程（一期）基本完成，整治成效明顯，其中三個輕度黑臭水體基本達標。漓江截污二期工程將在一期工程的基礎上進一步鞏固提高截污成果，拾遺補缺。

考慮分區水環境質量較低時對水環境治理的需求愈加迫切，相應賦予較高分值，對各分區給予不同分值，以提高該分區海綿城市建設目標。

（3）建設密度

結合桂林市遙感衛星圖像的下墊面解析結果，計算各分區不透水面積占比，得到各分區的建設密度。根據各分區建設密度分析結果，將各分區建設密度分為等五級，并分別賦予5～1分。

（4）建設階段

根據各分區建設用地范圍內（未）新建用地和可改造用地的比例，考量各分區因地塊建設階段造成的實現海綿城市建設目標難易差異。若分區建設用地范圍內（未）新建用地和可改造用地比例較高，對地塊所提的建設目標應適當提高，整個分區的海綿建設目標對應提高。根據各分區建設階段分析結果，將各分區（未）新建用地和可改造用地比例值分為五級，并分別賦予1～5分。

（5）地下水位

分區地下水水位情況直接影響海綿城市建設中海綿措施的選擇及應用。地下水埋深在0.5～1.5m視為地下水水位高埋深淺，影響海綿措施的選擇使用；地下水埋深在1.5m以上則認為對海綿措施的選擇使用影響較小。桂林市臨桂新區大部分區域地下水位較高，若未進行海綿設施結構層及填料層的改良，將影響設施的發揮效能，給予的賦值較低。

4 分區海綿城市建設適宜性評價

根據上述桂林市海綿城市建設適宜性基礎評價因子分析和各分區分級、賦值結果，結合分析討論確定的各評價因子權重值，借助ArcGIS的空間分析工具進行加權疊加。綜合運算后分區分值越高，表示分區的海綿城市建設目標可達性高，即海綿城市建設適宜性高，在進行年徑流總量控制率分解時，可適當提高該分區目標值。分區的海綿城市建設適宜性評價結果，為確定各分區的海綿城市建設目標提供支撐[2]。

表2 基礎評價因子權重值

圖1 桂林市海綿城市建設適宜性評價示意圖

5 分區年徑流總量控制率

綜合考慮各分區內澇風險分布、水環境質量、建設密度、建設階段等因素，構建分區年徑流總量控制率目標適宜性評價體系，以桂林市年徑流總量控制率70%為基準值，差異化確定各管控分區年徑流總量控制率目標值為60～80%。根據各管控分區建設用地面積及各分區指標進行加權，核算得出桂林市年徑流總量控制率為70.9%，滿足全市年徑流總量控制率70%的目標要求，見表3。

表3 分區年徑流總量控制率目標調整表

經整理，桂林市中心城區各管控分區的年徑流總量控制率如圖2所示。

圖2 桂林市各分區年徑流總量控制率目標分解圖

6 結語

在海綿城市專項規劃的層面中，多因素空間疊加分析法的關鍵在因地制宜的確定評價因素構建合理的層次結構評價體系，并賦予恰當的權重和進行有效的評估。借助ArcGIS的空間分析工具進行矢量數據的加權疊加運算，綜合運算后分區分值越高，表示海綿城市建設適宜性高，在進行年徑流總量控制率分解時，可適當提高該分區目標值。因此多因素空間疊加分析法可以為海綿城市專項規劃階段中年徑流總量控制率等指標的分解提供有效的參考依據。