MK_15.湖南丘陵地区水体规划策略研究——以隆回县城南片区为例
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湖南丘陵地区水体规划策略研究——以隆回县城南片区为例赵广英,李晨摘要:本文以湖南隆回县城南片区城市设计项目为例从“经营”的视角出发,在水源的选择,水体水量、流量方面进行量化测算,制定面向管理的水体规划策略,保障滨水空间有水可用;同时,结合滨水空间的形态设计,在空间形态、商业业态以及景观生态之间构筑低丘缓坡地开发模式。
关键词:水体规划水量经营开发模式丘陵1.江南丘陵地区城市的地理特征江南丘陵地区主要分布在我国东部,秦岭淮河以南,南岭山脉以北区域,幅员辽阔,是我国著名的亚热带季风区。
城市气候温和,降雨集中,前后干湿且差异巨大。
夏季受东南季风影响,降雨集中,6-7月降雨量占全年70%,温度偏高,水体进入丰水期,多数城市降雨充沛,地下水位升高,景观水面水源充足。
冬季受西伯利亚高压影响,气候干燥,少雨,降雨量约占全年10%,水体进入枯水期,多数城市降雨偏少,部分河道干涸,景观水面缺水严重,地下水开采过多造成水位下降。
江南丘陵地区城市地形呈低山、丘陵和盆地交错分布特点,水体流域面积交错,有利于城市雨水的汇集。
“江南好,风景旧曾谙;日出江花红胜火,春来江水绿如蓝。
能不忆江南?”江南自古就享有人间天堂之美誉。
江南水乡文化特点突出,河湖交错,水网纵横,小桥流水、古镇小城、田园村舍、如诗如画;古典园林、曲径回廊、魅力无穷;吴侬细语、江南丝竹、别有韵味。
2.水体规划中常见的问题城市规划常出现水量难以控制的情况,规划对水量预测重视程度不够。
来自住建部2010年的数据,2008-2010年对351个城市的调研结果显示,有62%的城市都发生过内涝事件,其中内涝发生过3次以上的城市有137个,57个城市的最长积水时间超过12h,逢大雨必涝已成为很多城市的通病;同时,全国669 座城市中却有400 座缺水,其中110 多个城市严重缺水,许多城市旱季面临取水困难,不得不采用紧急调水措施救急,很多地方地表水不足导致地下水超量开采,造成地面不均匀沉降[1]。
水体规划的过程中,对水源水量预测、竖向设计的考虑欠缺。
规划编制过程中水体的决策机制存在漏洞。
目前,水体规划尚停留在定性决策的阶段,其根本原因来自两方面。
一来规划设计单位受财力、人力资源限制,方案设计少有市政人员的全程配合;二来,规划方案的决策主体更注重水体形式和美观的要求,依赖抽取地下水平衡水体的观念根深蒂固。
加上水文资料收集困难,鲜有单位编制水系专项规划等,多种原因共同形成了水面大小难以量化,决策出现失误的现实。
“重建设轻管理”思想严重。
有了水面并不能解决所有问题,丰水期水面上升,滨水环境幽美,枯水期河道水位下降甚至干涸,滨水空间形同虚设,水体沉积物带来荒草丛生,景观效果较差,规划设计对水体的管理和维护考虑不充分。
水体动物、植物物种相对单一,物种往往很难形成完善的生物链,动物或植物没有天敌,常会造成动植物繁衍泛滥,需要大量人力进行维护管理,进而增加水体经营成本,同时水体也浪费了创造巨大生态价值和经济价值的资源。
3.基于经营策略的水体规划思路基于经营策略的理水思路重点解决三个方面的问题。
即水从哪来,有多少;干湿两季水面多大,流量如何管理;水体周边物产、经济活动与休闲活动在空间上如何整合。
其过程可分为如下三个阶段:首先,逻辑分析阶段,着重进行场地的地形、水文分析。
找出现有或潜在的水体路径和节点,保障水体的工程可实施性,分析流域集水区面积和汇水线,解析水系的结构。
收集城市地理物产特征,尤其是和地方文化相关的经济要素和动植物资源。
其次,量化设计阶段。
该阶段可根据季候特征、集水流域大小以及地方径流系数等参数,模拟和计算水源的量,统计各个流域雨水水量的数据,为理性设计提供技术参考。
最后,综合设计阶段。
在已有材料的基础上制定水体路径和节点,明确点-线-面等形态的平面布局与竖向设计,制定水源管理方案。
结合产业需求和功能定位确定滨水地块的用地性质,从形态上保障水体与建筑界面的咬接关系,进而针对物产和经济活动模式,平衡经济产出和生态效益,形成独具地域特色的经济、生态和空间环境。
4.湖南隆回城南片区水体规划实践4.1项目背景隆回县是国家级贫困县,经济水平位列湖南省中西部各县下游,城市建设速度相对缓慢。
伴随着“十二五”规划的深入实施,隆回经济迎来了新的增长契机,诸如小商品商贸城、火车站、汽车交易市场、健康产业园以及新行政中心、文化中心和体育中心的北迁等重大项目,为城市发展注入了新的驱动力。
城南片区也迎来了新一轮的招商引资机遇,城市建设秩序急需规范,居民生存环境急需改善,土地开发管理急需规划指引。
4.2地形、水文分析规划范围内高程位于242m-290m 区间,南高北低,西高东低,地形有一定起伏,属低丘缓坡地形,清风溪地处沟谷地带,高差约为20m 。
整体坡度较小,15°以下占绝大部分,南部和西部局部地块地形坡度略高于15°,属有条件建设区(图1)。
城南片区水系丰富,河网密布,是集江、河、湖、溪为一体的自然生境。
西部与中部片区地势较低,且相对较为平坦,大部分水体为人工水体(水田、池塘等),形成较为典型的灌溉河道。
其中清丰河与紫阳溪水量较多,且流速快,水质情况较好(图2)。
规划区内总计水体面积约为5.56ha ,通过GIS 平台对城南片区的小流域进行分析,按照汇流方向进行分区,划定三八水库、清丰河、紫阳溪、七里溪等4个集水区域(图3)。
4.3水量预测降雨量:隆回地处中南地区西部,四季分明,春秋时间短,夏冬时间长,冬冷夏热,雨热同季,夏秋多旱,属典型的亚热带季风气候。
1957-2002年均降雨量1427mm ,年均蒸发量1306mm ,降雨集中在4-7月。
全年降水集中在春季和初夏,此期为雨季,前秋和冬季为少雨季,1-6月降雨量递增,7-12月降雨量递减。
6月份最多,桃洪镇多年平均值为206.8mm ,极端最多为1998年的442.4mm 。
12月份最少,极端最少为1999年0.1mm ,多年平均雨日172.8天[2]。
表 1桃洪镇降雨量情况表月份 多年平均降雨量占全年百分比时期特征图 1城南gis 地形分析图 2水系现状图 3城南水文分析暴雨强度、雨水流量和年产水量:暴雨计算采用邵阳市气象局1987年测定的邵阳地区暴雨强度公式、雨水流量公式,测算各流域暴雨强度、雨水流量(表3),在水体规划时充分考虑雨季雨水排水要求,通过暴雨强度和雨水流量公式测算水体暴雨排水需要。
年产雨量则是枯水期水源补给和管理的主要依据,不计算蒸发、渗漏、居民以及动物取水等因素的产雨量可以用对应时间段的降雨量参数反推,通过面积反算的办法计算各流域的雨水量,经多年降雨数据统计,隆回地区年均降雨量1427.5mm,基于gis水文分析的流域划分,结合地表径流系数,分别计算出各子流域的年雨水产雨量(表3)。
暴雨强度:q=19.53308(1+0.58169lgp)/ (t+10)0.83178 (L/s·ha)公式中t=t1+mt2;t—降雨历时(起点取10-15 min);t1—地面径流时间,取10min; t2—管内雨水流行时间;m—折减系数,暗管m=2,明渠m=1.2;p—重现期,城市一般地区1年[3]。
雨水流量:Q=167Ψ·F·qΨ—综合径流系数;F—汇水面积(ha);q—雨水暴雨强度(L/s·ha)[4]。
年雨水收集量:Qy=Ψ·H·FQy—年雨水量(万m³);Ψ—综合径流系数;F—汇水面积(㎡);H—年降雨量(mm)。
表 2不同用地性质的径流系数蒸发和渗漏: 县城(桃洪镇)多年平均年蒸发量1306.1mm,全年7-9月蒸发量多年平均值为557.1,占43%,是同期降雨量的1.6倍,12月到翌年2月蒸发量最少,多年平均值138.0mm。
隆回多年水面蒸发量为885mm,变化幅度为700-950mm,桃洪镇变化区间650-900mm,为高值区[5]。
计算水库渗漏量时,常规的方法是根据水库水位观测成果反推水库的渗漏量,城南现存的水体有水库、湖泊、溪流以及灌溉渠等多种形式,渗漏量的确定十分复杂[6]。
规划上可通过三八水库库容和径流量比较,近似估算规划区渗漏情况。
三八水库目前蓄水量为42.83×104m³,汇水流域年降雨总量为302.99×104m³,按照多年平均地表径流80%入库率计算,年流入水库约为242.39×104m³。
刨去灌溉用水140×104m³,若主要考虑蒸发和渗漏损失,根据规划水面面积和多年平均年蒸发量参数,测算年蒸发量在39.18×104m³,则实际可供使用的雨水量约63.21×104m³。
水库下游景观水面主要是人工水体,规划有完善的防渗措施,水源流失以蒸发为主,蒸发量参照景观水面和水库的比例进行近似估算(表3)。
城南片区开发后,三八水库作为规划区主要的生态景观保障水源,为清丰河、紫阳溪进行水源调节,通过水源的产水量,扣除蒸发因素,折算出各水系可供用于景观水面调节的雨水量(表3)。
表3各子流域水源情况规划设计方案紧扣“水”的主题,将水系作为体现隆回最具特色城市文化的载体,主题功能围绕水系组织,综合现状水系分析与城市功能结构,确定水系的主脉络,构建水道,疏通节点形成总体水系方案。
主干溪流有三条,包括联系清风湖与资江的清丰河,沟通三角塘水库与资江的紫阳溪,以及东侧延伸大塘至资江的七里溪(图4)。
合理的水体面积及布局形式可以提高居住适宜度和改善城市生态环境,进而带动水面周边地块开发。
水面率选取根据《城市水系规划导则》的要求,按邵阳地区水面率为5%-10%,城南片区生态水面应该控制在区间27.75ha-55.50ha,其中保留现状水库30ha,综合确定水面面积39.03ha[7]。
平均水深按1m计算,一个换水周期至少需要39.03万m³水源补给。
溪流汇水可满足雨季景观水面的需要,旱季可通过暗渠对清丰河与紫阳溪两区域补水,保障景观和生态水面。
规划通过三八水库调蓄的方式调控清丰河景观水面,采用暗渠补给资阳溪水面。
三八水库可用于调蓄的水量约为63.21万m³,清丰河水体景观用水量64.89万m³,紫阳溪景观需水量61.08万m³。
按照隆回旱季需要补水的时间9月到翌年4月,综合考虑溪流本身汇集降雨,蒸发、渗漏等因素,水源可保证换水周期2次/月,可满足景观水面的需要。
城南地势南高北低,清风湖(三八水库)水位高程为266m ,资江入水口高程为249m ,未来元木山水电站建成后资江常年水位为245.5m ,自南向北落差约20m 。
规划通过设水闸,进行分段调节,保障各分段内水面的水面高程要求。