城市小尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)方法——以雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)為例

廖振珍,楊 萌,尚曉琪,石龍宇,*

1 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 福州 350002 2 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廈門 361021 3 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

在2001年至2005年期間進(jìn)行的千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA)得出結(jié)論,全球生態(tài)系統(tǒng)向人類社會(huì)提供的24項(xiàng)服務(wù)中,有15項(xiàng)處于嚴(yán)重退化狀態(tài),或正在以不可持續(xù)的方法使用[1-2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是“人們從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的惠益”,包括為人類提供食物、木材、醫(yī)藥等生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品,支撐與維持人類生存所必需的環(huán)境條件,提供娛樂、健康和福祉等[2- 3]。近幾十年來,中國(guó)城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展,至2019年中國(guó)城鎮(zhèn)化水平已達(dá)到60.60%[4]。在此背景下帶來了一系列可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn),如氣候變化、空氣污染、水污染、食品安全問題、公眾健康損害、資源枯竭、生物多樣性破壞、洪澇災(zāi)害等等[5],嚴(yán)重影響居民生活。城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的概念應(yīng)運(yùn)而生并逐漸引起廣泛關(guān)注[6-7]。城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)別于其他城市基礎(chǔ)設(shè)施(如市政基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施)[8],是城市居民持續(xù)獲取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的來源,為城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供保障[9]。城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方法與改善人居環(huán)境、提高人類福祉有直接關(guān)系。

1 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施研究綜述

1.1 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施概念與內(nèi)涵

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施(Ecological Infrastructure, EI)概念在聯(lián)合國(guó)教科文組織“人與生物圈計(jì)劃”(MAB)1984年發(fā)布的生態(tài)城市規(guī)劃報(bào)告中首次提出[10]。我國(guó)于2001年首次引入這一概念并應(yīng)用于城市景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中[11],后續(xù)不斷有學(xué)者對(duì)城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施這一概念進(jìn)行完善與補(bǔ)充[6- 9,11-12]。簡(jiǎn)單來說,城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施是指保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一系列條件與過程[11-12]。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)倡導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和環(huán)境協(xié)同治理的理念,是新興城市化背景下指導(dǎo)城市規(guī)劃的一種有效手段。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施可以分為綠色基礎(chǔ)設(shè)施、藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施三類。在小尺度下,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施多指環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,使人工基礎(chǔ)設(shè)施“生態(tài)化”,與市政基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合[13],實(shí)踐過程中,通常以“生態(tài)雨水基礎(chǔ)設(shè)施”的形式存在[14]。

城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施可以提供多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),有助于雄安新區(qū)建設(shè)“綠色生態(tài)宜居新城區(qū)”。植被覆蓋可將城市建成區(qū)降雨徑流系數(shù)從60%降低到5%—15%[15]；城市綠地可以過濾、截留城市道路徑流中90%以上的SS、懸浮態(tài)COD、重金屬和油類污染物[16]；綠色屋頂能使夏季屋面最高溫度降低20℃ 以上,且每日溫度波動(dòng)也減少了約30 ℃[17]；此外,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)過景感營(yíng)造,將設(shè)計(jì)者的主觀愿景融入適當(dāng)載體,起到文化傳播和教育引導(dǎo)的作用,能夠提高民眾可持續(xù)發(fā)展意識(shí),保障可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[18]。

1.2 國(guó)內(nèi)外城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)方法

1.2.1設(shè)計(jì)流程

各國(guó)的城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)流程(表1)存在差異但大結(jié)構(gòu)相似,大致分為明確建設(shè)目標(biāo)、場(chǎng)地調(diào)查、制定方案、效果評(píng)估等幾個(gè)步驟。設(shè)計(jì)過程主要內(nèi)容相似,因不同國(guó)家有不同的法律法規(guī)和不同的發(fā)展階段而存在不同的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

LID設(shè)計(jì)過程主要包括場(chǎng)地調(diào)查、水文分析、技術(shù)選用和系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)這四方面,其他三種設(shè)計(jì)方法皆基于LID結(jié)合各國(guó)特色進(jìn)行優(yōu)化發(fā)展而來,設(shè)計(jì)過程融合于其他設(shè)計(jì)方法中。LID 方案設(shè)計(jì)主要針對(duì)小型場(chǎng)地,與城市設(shè)計(jì)和生態(tài)環(huán)境的結(jié)合不夠緊密。SuDS的整個(gè)設(shè)計(jì)過程與總體目標(biāo)(水量、水質(zhì)、環(huán)境舒適度和物種多樣性)緊密相關(guān)。新加坡ABC水計(jì)劃與其他三種方法最大的不同在于其鼓勵(lì)已建成項(xiàng)目或已完成詳細(xì)計(jì)劃的項(xiàng)目申請(qǐng)ABC水認(rèn)證,通過評(píng)估后項(xiàng)目可以使用ABC水標(biāo)識(shí)來進(jìn)行項(xiàng)目推廣,進(jìn)而促進(jìn)公共機(jī)構(gòu)和私人開發(fā)商在建設(shè)中自發(fā)采用ABC水計(jì)劃理念。海綿城市同樣融入了LID的主要流程,并注重與規(guī)劃協(xié)同,同時(shí)細(xì)化了各場(chǎng)地建設(shè)方法。

表1 各國(guó)城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)流程

1.2.2設(shè)計(jì)基本原則與基本目標(biāo)

LID與海綿城市更加注重利用徑流控制方法實(shí)現(xiàn)恢復(fù)水文特征這一基本目標(biāo),主要側(cè)重提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的調(diào)節(jié)服務(wù)。除了水質(zhì)、水量,SuDS的基本目標(biāo)增加了環(huán)境舒適度和實(shí)現(xiàn)物種多樣性兩部分,ABC水計(jì)劃則增加了景觀美學(xué)、教育價(jià)值、生物多樣性三部分,更加注重提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)、支持服務(wù)。

LID設(shè)計(jì)通過單一小尺度的設(shè)計(jì)改造來降低城市建設(shè)對(duì)水文情況的影響并提高城市環(huán)境敏感度,鼓勵(lì)公眾參與,同時(shí)結(jié)合景觀功能以較低的建設(shè)和維護(hù)成本來改善城市水文環(huán)境。SuDS設(shè)計(jì)依靠高效的排水系統(tǒng)來管理地表徑流,能夠減小高速城市化帶來的水循環(huán)問題,通過改善空氣質(zhì)量、調(diào)節(jié)建筑溫度、減少噪音、提供娛樂場(chǎng)所和教育機(jī)會(huì)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)改善市民生活質(zhì)量并優(yōu)化城市空間。ABC水計(jì)劃的目標(biāo)最初是實(shí)現(xiàn)水源多元供給,應(yīng)對(duì)國(guó)家的水資源匱乏問題,建立完整通達(dá)的水道網(wǎng)絡(luò),并與城市空間設(shè)計(jì)相融合。同時(shí)ABC水計(jì)劃還在城市設(shè)計(jì)、人居環(huán)境、親水空間等方面顯現(xiàn)自然、宜居、活力的特殊意義。海綿城市強(qiáng)調(diào)先規(guī)劃后建設(shè),發(fā)揮規(guī)劃的控制與引領(lǐng)作用,并強(qiáng)調(diào)以生態(tài)理念進(jìn)行建設(shè),科學(xué)規(guī)劃布局與設(shè)施選用,與城市總體規(guī)劃和建設(shè)協(xié)同建設(shè),保障城市水安全。

表2 各國(guó)城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)基本原則與基本目標(biāo)

1.2.3小結(jié)

20世紀(jì)60年代以來,世界上眾多國(guó)家對(duì)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了理論研究和實(shí)踐[23]。其中美國(guó)、英國(guó)、新加坡等國(guó)家起步較早,均以水文條件作為重要設(shè)計(jì)因素,主要提高生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的調(diào)節(jié)功能(控制徑流、凈化雨水)以及支持功能(雨水利用),己經(jīng)形成了較為成熟的理論和管理體系。英國(guó)SuDS通過借鑒美國(guó)LID經(jīng)驗(yàn),形成了源頭到末端的調(diào)控方式,為避免小尺度上設(shè)計(jì)的局限性,結(jié)合綠帶、綠網(wǎng)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建[24]。新加坡也運(yùn)用源頭-途徑-終端管理雨水徑流和防護(hù)洪水,形成了由17個(gè)水庫(kù)、8000多米的水路組成的排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[21]。

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)倡導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和環(huán)境協(xié)同治理的理念,是新興城市化背景下指導(dǎo)城市規(guī)劃的一種有效手段。目前,國(guó)內(nèi)外生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在宏觀尺度研究比較系統(tǒng),而在小尺度的研究相對(duì)欠缺。而我國(guó)海綿城市主要采用小尺度試點(diǎn)方法進(jìn)行建設(shè)或改造,實(shí)際建設(shè)中規(guī)模較小,未形成多尺度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),建設(shè)整體效果不佳,造成城市內(nèi)澇、面源污染問題仍層出不窮。同時(shí)當(dāng)前生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施仍未形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程。因此,在小尺度建設(shè)到城市規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中應(yīng)基于生態(tài)安全格局充分融合生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并結(jié)合生態(tài)廊道形成網(wǎng)絡(luò)。而雄安新區(qū)作為新建區(qū)域,十分有利于在建設(shè)中推行生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建理念。傳統(tǒng)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)效益評(píng)估主要注重調(diào)節(jié)服務(wù)方面,本文在該基礎(chǔ)上增加了從居民角度出發(fā)的景感滿意度評(píng)估,更加全面體現(xiàn)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的過程。同時(shí)本文提出一套標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程,為今后的工作提供參考。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究使用數(shù)據(jù)主要包括實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)、氣候氣象數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)。實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)來源于研究團(tuán)隊(duì)在啟動(dòng)區(qū)的居民景感滿意度調(diào)查；氣象數(shù)據(jù)來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)；土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)來源于《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》。

2.2 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)流程

2.2.1分析研究區(qū)現(xiàn)狀

圖1 研究區(qū)地理位置概況Fig.1 Overview of Geographical location of the study area

圖2 居民景感滿意度現(xiàn)狀Fig.2 Evaluation of residents′ current perception

雄安新區(qū)地勢(shì)較低,易發(fā)生洪澇災(zāi)害[25],存在河流斷流、水質(zhì)污染的情況,白洋淀生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,生物多樣性持續(xù)下降[26]。雄安新區(qū)大氣重污染過程主要出現(xiàn)在秋、冬兩季,主要大氣污染物為PM2.5和PM10,原因?yàn)榍锒撅L(fēng)速小、溫度低,不利于污染物擴(kuò)散[27]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得出,啟動(dòng)區(qū)中部地勢(shì)平坦空曠,經(jīng)過合理的豎向分析能將雨水排放與水系構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。居民聚集區(qū)內(nèi)道路多為硬化鋪裝,路緣未經(jīng)處理且多為泥土缺少地被,晴天易造成塵土飛揚(yáng),雨天易造成路面積水。隨著雄安新區(qū)建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn),大量人員、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)將涌入、土地開發(fā)利用程度不斷提高,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)受到強(qiáng)烈干擾而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境脆弱不穩(wěn)定,為一系列“城市病”埋下隱患。如何在雄安新區(qū)開發(fā)建設(shè)過程中保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、緩解“城市病”是亟需解決的問題。啟動(dòng)區(qū)作為雄安新區(qū)率先建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域,承擔(dān)著探索開發(fā)建設(shè)模式、先行先試政策措施、展現(xiàn)新區(qū)雛形等重任,因此將啟動(dòng)區(qū)作為研究區(qū)具有一定代表性,對(duì)于雄安新區(qū)其他地區(qū)的城市可持續(xù)建設(shè)具有示范意義。研究區(qū)地理位置示意圖見圖1。

同時(shí),基于景感生態(tài)學(xué)理論[18,28],從物理感知和心理感知兩方面設(shè)計(jì)問卷,調(diào)查當(dāng)?shù)鼐用窬案袧M意度(共發(fā)放問卷260份,回收問卷259份,有效問卷244份,問卷有效率為94%)。由圖2可以看出,雄安新區(qū)居民對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀的滿意度較低。其中,僅有43.45%的被調(diào)查者對(duì)雄安新區(qū)當(dāng)前生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施比較滿意或非常滿意,還有10.25%的被調(diào)查者對(duì)其感到比較不滿意或非常不滿意。同時(shí),在調(diào)查過程中,居民表現(xiàn)出對(duì)未來生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的認(rèn)同與渴望。

因此,可以通過生態(tài)廊道的構(gòu)建降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)、疏通河道、凈化水質(zhì)、提高生物多樣性,通過通風(fēng)廊道的構(gòu)建緩解秋冬季節(jié)大氣污染、降低城市建設(shè)帶來的熱島效應(yīng),通過環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)改善人居環(huán)境,起到降溫增濕、凈化除塵的作用,進(jìn)而提高居民景感滿意度。

2.2.2明確建設(shè)目標(biāo)

基于實(shí)際調(diào)研與理論研究分析場(chǎng)地現(xiàn)狀,綜合考慮自然要素、物理感知、心理感知、生態(tài)過程等相關(guān)因素,結(jié)合《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》要求,本研究將雨水年徑流總量控制率≥85%和景感滿意度的目標(biāo)≥70%作為雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)。

2.2.3構(gòu)建區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)

圖3 核心區(qū)與生態(tài)廊道Fig.3 Ecological Corridor

首先進(jìn)行識(shí)別生態(tài)核心區(qū)與構(gòu)建生態(tài)廊道兩部分內(nèi)容(圖3)。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不能僅從單一尺度出發(fā),而需結(jié)合多尺度的規(guī)劃結(jié)果,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)性規(guī)劃。同時(shí)不同尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃目標(biāo)不同,小尺度下注重提高景觀滿意度、促進(jìn)雨水徑流下滲、降低熱島效應(yīng)等。選取啟動(dòng)區(qū)內(nèi)榮烏生態(tài)景觀片區(qū)、臨淀生態(tài)景觀片區(qū)兩塊作為生態(tài)核心區(qū),分布在啟動(dòng)區(qū)南北兩側(cè)。楊萌等[29]利用ArcGIS、最小累積阻力(MCR)模型和層次分析法(AHP)構(gòu)建了一種“宏觀—中觀—微觀”多尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施核心區(qū)識(shí)別和生態(tài)廊道辨識(shí)的方法體系,基于此對(duì)大清河流域—雄安新區(qū)—起步區(qū)的多尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃研究得出:啟動(dòng)區(qū)生態(tài)廊道主要為河流廊道,寬度為10—30m。通過新增湖塘、疏通河道等方式連通水系,串水成網(wǎng),打造海綿調(diào)蓄網(wǎng)絡(luò),形成“四橫四縱”的主干網(wǎng)絡(luò)。合理規(guī)劃建設(shè)濱河綠帶,構(gòu)建雙谷帶狀綜合公園,即可作為一種親水體驗(yàn)空間,也是過濾凈化雨水徑流的植被緩沖帶,保持和改善河流廊道在水質(zhì)凈化、水源供給、降溫增濕、動(dòng)物遷徙、物質(zhì)運(yùn)輸、城市風(fēng)廊等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

其次進(jìn)行通風(fēng)廊道的構(gòu)建。由圖4可知,雄安新區(qū)風(fēng)速以1—2級(jí)風(fēng)為主,風(fēng)向主要集中在南-北、西南-東北兩個(gè)走向。在秋冬季節(jié)溫度較低時(shí),風(fēng)速不足以將污染物吹散,易造成較為嚴(yán)重的霧霾天氣。因此,依托河道構(gòu)建南北走向的1條主通風(fēng)廊道,2條次通風(fēng)廊道,以及東西走向的8條局部通風(fēng)廊道。8條局部通風(fēng)廊道與2條次通風(fēng)廊道構(gòu)成魚骨狀。引風(fēng)入廊,形成區(qū)域風(fēng)廊系統(tǒng)(圖5),促進(jìn)污染物擴(kuò)散、緩解城市熱島效應(yīng)。

圖4 風(fēng)速玫瑰圖(2020年1—11月)Fig.4 Wind speed Rose (January—November 2020)

圖5 通風(fēng)廊道Fig.5 Ventilation Gallery

2.2.4啟動(dòng)區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施選型

根據(jù)各國(guó)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)方法對(duì)比結(jié)果,從空間類型、系統(tǒng)構(gòu)建流程等方面進(jìn)行生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施選型。依據(jù)空間類型分為點(diǎn)(建筑)—線(街道)—面(場(chǎng)地)三種類型,不同空間類型下構(gòu)建不同生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng),系統(tǒng)包括源頭—中端—末端三個(gè)區(qū)域,根據(jù)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施效益運(yùn)用于合適的區(qū)域,從三個(gè)維度相互交叉結(jié)合進(jìn)行生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施選用。

本文從空間類型、系統(tǒng)構(gòu)建流程、生態(tài)效益三方面進(jìn)行生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施在微觀尺度下的選型。依據(jù)空間類型和尺度,城市生態(tài)雨水基礎(chǔ)設(shè)施可以分為點(diǎn)—線—面三種類型(表3):①點(diǎn)——與建筑結(jié)合,②線——與街道結(jié)合,③面——與場(chǎng)地結(jié)合,不同空間類型下城市生態(tài)雨水基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)構(gòu)建流程會(huì)有所不同(圖6)。

(1)點(diǎn)——建筑。建筑在城市中占了大部分地表面積,綠色屋頂可以在源頭區(qū)域有效地對(duì)降落的雨水進(jìn)行徑流控制、凈化水質(zhì)、降低建筑溫度,進(jìn)而改善城市整體生態(tài)環(huán)境。降落在屋面(普通屋面和綠色屋面)的雨水經(jīng)過初期棄流,可進(jìn)入高位花壇和雨水桶,并溢流進(jìn)入下沉式綠地,雨水桶中雨水宜作為綠化用水。

(2)線——街道。城市道路占城市大部分線性空間,一般透水性較差,且降雨時(shí)易產(chǎn)生徑流污染。降落在硬化地面的雨水,應(yīng)利用可透水鋪裝、生態(tài)樹池、下沉式綠地、雨水花園等設(shè)施對(duì)徑流進(jìn)行凈化、消納,超標(biāo)準(zhǔn)雨水可就近排入雨水管道。

(3)面——場(chǎng)地。城市廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等面狀空間往往具有大面積硬質(zhì)鋪裝,在暴雨來臨時(shí)極易產(chǎn)生場(chǎng)地積水及大量徑流,為人們的生活帶來不便。解決途徑有增加場(chǎng)地綠化面積和使用透水鋪裝兩種。但往往改造成本較高,生態(tài)效益單一。結(jié)合場(chǎng)地設(shè)置雨水花園、下凹式綠地是設(shè)計(jì)中最常見、生態(tài)效益最大化的方式。

按照徑流在場(chǎng)地內(nèi)的轉(zhuǎn)移路徑及位置可分為三大區(qū)域,即源頭區(qū)域、中端區(qū)域和末端區(qū)域。不同區(qū)域?qū)ι鷳B(tài)基礎(chǔ)設(shè)施有不同的效益需求。源頭區(qū)域徑流較為分散,因此在源頭利用小規(guī)模、分散的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,如綠色屋頂?shù)仍O(shè)施充分滯留雨水,降低徑流的無序性,同時(shí)結(jié)合部分人工設(shè)施,如透水鋪裝、滲井、雨水桶等,加快雨水就地下滲或短暫蓄存,避免造成積水；中端區(qū)域通過植草溝、滯留帶、綠化帶、旱溪等將源頭過剩的徑流進(jìn)行組織匯流,降低徑流轉(zhuǎn)輸速度并拉長(zhǎng)徑流路徑,使徑流在轉(zhuǎn)輸過程中逐步下滲并進(jìn)行一定凈化,并將源頭產(chǎn)生的徑流盡可能地導(dǎo)入到末端調(diào)蓄系統(tǒng)；末端區(qū)域的設(shè)施將源頭區(qū)域與中端區(qū)域未消納的雨水進(jìn)行進(jìn)一步滯留、下滲、凈化、蓄存,達(dá)到防洪防澇、凈化水質(zhì)、雨水資源利用的目的。

表3 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施空間比選

圖6 雨水流向Fig.6 Rainwater flow direction

圖7 單元海綿體Fig.7 Unit sponge body

經(jīng)過生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的選型,在小尺度下形成系統(tǒng)。根據(jù)雨水走向布設(shè)源頭-中端-末端的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,注重豎向設(shè)計(jì),地勢(shì)高的區(qū)域進(jìn)行開發(fā),低洼處保留甚至挖深,構(gòu)建地表徑流通道,利用自然力量排水。保留、拓寬并連通場(chǎng)地原有河流、湖泊、濕地、林地等,以便連接分散的、小尺度下的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)融入城市生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)“藍(lán)綠交融,淀城相映”的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu),形成北部環(huán)城林帶,中部“雙谷”生態(tài)廊道與城市結(jié)合,南部臨淀灣區(qū)的差異化生態(tài)格局。啟動(dòng)區(qū)中部綠地水體較少,以生態(tài)雨水公園為結(jié)點(diǎn)連接城市綠道,以地塊為單元布置環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,進(jìn)一步清新空氣[30]、凈化水質(zhì)[31]、緩解城市熱島效應(yīng)[32]、促進(jìn)居民身心健康[33]。啟動(dòng)區(qū)內(nèi)雨水經(jīng)各項(xiàng)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施匯流、凈化排入臨近河流,進(jìn)而匯入南部臨淀灣區(qū),進(jìn)一步流入大溵古淀,將啟動(dòng)區(qū)匯流的雨水經(jīng)下滲、滯蓄和凈化后再排入白洋淀,起到進(jìn)一步凈化水質(zhì)、蓄洪防澇的作用。構(gòu)建結(jié)果如圖8所示。

圖8 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系Fig.8 EI system

圖9 居民對(duì)設(shè)計(jì)方案的景感滿意度情況 Fig.9 Evaluation of residents′ perceptions with the design scheme

3 研究結(jié)果與分析

3.1 景感滿意度評(píng)估

基于對(duì)雄安新區(qū)周邊居民實(shí)地的問卷調(diào)查結(jié)果,由圖9可知,居民對(duì)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)預(yù)期的整體景感滿意度明顯提升。感到非常滿意的居民人數(shù)占比提升了18.03%,比較滿意人數(shù)占比提升了18.44%,共79.92%,符合建設(shè)目標(biāo)。另外,一般、比較不滿意、非常不滿意人數(shù)由明顯下降。僅16.8%的被調(diào)查者認(rèn)為一般,3.28%的被調(diào)查者感到比較不滿意,無被調(diào)查者感到非常不滿意?？梢钥闯鲆?guī)劃的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施顯著提升了居民景感滿意度,這反映了生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的重要性。在參與創(chuàng)造某件產(chǎn)品、獲得某項(xiàng)服務(wù)的過程中,加強(qiáng)了參與者的感知控制,能夠在一定程度上增加滿意度[34],使“享受者”變?yōu)椤吧a(chǎn)者”,進(jìn)而使公眾自發(fā)維護(hù)城市可持續(xù)發(fā)展。

3.2 年徑流控制率評(píng)估

根據(jù)中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)氣候資料數(shù)據(jù),選取保定近30年日降雨(不包括降雪)資料,扣除小于等于 2mm的降雨事件的降雨量,將降雨量日值按雨量由小到大進(jìn)行排序,統(tǒng)計(jì)小于某一降雨量的降雨總量在總降雨量中的比率,計(jì)算得出年徑流總量控制率為85%對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為24.8mm。

根據(jù)河流走向?qū)?dòng)區(qū)劃分為10個(gè)雨水匯水分區(qū)(圖10),對(duì)每個(gè)匯水分區(qū)進(jìn)行環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施(綠色屋頂、透水鋪裝、雨水花園、下沉式綠地等)的布置(表4),增加雨水的滲透、凈化和蓄積作用,雨水徑流系數(shù)取值參考《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014—2006(2016年版))。通過加權(quán)法計(jì)算出綜合雨量徑流系數(shù)為0.145,總匯水面積為37505757m2。年徑流總量控制率計(jì)算公式如下:

子匯水分區(qū)年徑流總量控制率=(1-子匯水分區(qū)綜合雨量徑流系數(shù))×100%

(1)

(2)

圖10 匯水分區(qū)Fig.10 Subcatchment

經(jīng)式(1)、式(2)計(jì)算可得,年徑流總量控制率可以達(dá)到85.14%,滿足規(guī)劃條件85%的要求。

4 結(jié)論

本文以雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)為研究區(qū),遵循景觀生態(tài)學(xué)、景感生態(tài)學(xué)基本方法原理,基于生態(tài)安全格局與生態(tài)過程的相互作用,提出了一套將生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與公眾參與相結(jié)合,關(guān)注調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、文化服務(wù)等多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的小尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)流程。通過調(diào)查問卷、實(shí)地考察等形式,明確研究區(qū)內(nèi)居民意愿與場(chǎng)地現(xiàn)狀細(xì)節(jié)及存在問題,結(jié)合專業(yè)技術(shù)針對(duì)啟動(dòng)區(qū)地形地貌、水文特征、風(fēng)向風(fēng)速等自然要素分析并構(gòu)建生態(tài)廊道、通風(fēng)廊道,充分展現(xiàn)當(dāng)?shù)貪竦亍⑺w等特色要素,形成“廊道為骨,斑塊為節(jié)”的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系,包括:以自然元素串聯(lián)全城,拉近人與自然距離,兼具河流廊道、通風(fēng)廊道與生物廊道功能的系統(tǒng)性廊道；提供城市內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、增加水系流通的結(jié)構(gòu)性廊道；將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)滲入城市肌理的局部功能性廊道；辨識(shí)區(qū)域主要?jiǎng)游锘顒?dòng)、遷徙以及保護(hù)植物多樣性等功能的雨水公園、濕地公園等生態(tài)斑塊。最后結(jié)合居民景感滿意度、SWMM模型等進(jìn)行效果評(píng)估,得出該方案能夠有效提高景感滿意度、控制雨水徑流、提高城市綠化率。整個(gè)設(shè)計(jì)流程中,在確定建設(shè)目標(biāo)的過程中,添加居民的使用意向；在景感營(yíng)造過程中,邀請(qǐng)居民進(jìn)行共同創(chuàng)作；在效益評(píng)估流程中增加景感滿意度評(píng)估。提高公眾參與感能夠?qū)ι鷳B(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)一步了解,起到一定教育作用。

表4 各項(xiàng)設(shè)施布置情況

5 研究展望

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施能夠提供多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中應(yīng)充分體現(xiàn)其保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的作用。明確區(qū)域生態(tài)安全格局有利于維護(hù)生態(tài)過程完整、健康和可持續(xù)發(fā)展,有助于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展[35],是構(gòu)建生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要依據(jù)。生態(tài)系統(tǒng)是處于動(dòng)態(tài)平衡中的開放系統(tǒng),物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)是重要的生態(tài)過程。因此,在生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系構(gòu)建過程中,將連通性、動(dòng)態(tài)性融入其中是未來研究的方向。同時(shí),景感生態(tài)學(xué)與生態(tài)安全格局的研究目標(biāo)、尺度、原理與內(nèi)容上有較多契合點(diǎn),強(qiáng)調(diào)將自然要素、物理感知、心理感知、生態(tài)過程等相關(guān)因素綜合考慮進(jìn)行生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系構(gòu)建[36]。因此,隨著相關(guān)研究的不斷深入,融合景感生態(tài)學(xué)理念,強(qiáng)調(diào)環(huán)境協(xié)同治理、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、改善人居環(huán)境,構(gòu)建多尺度、多功能、多過程的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系,是今后生態(tài)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。