城市邊緣區(qū)集雨型綠地營建策略初探*

張恒瑋 郭冉婷 姚 朋

北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 北京 100083

隨著城市化快速發(fā)展，城市邊緣區(qū)成為城市空間擴展影響最敏感的區(qū)域[1]。而城市邊緣區(qū)綠地作為城市邊緣區(qū)內(nèi)重要的生態(tài)資源，受城鄉(xiāng)二元管理體制影響，城市邊緣區(qū)既有“兩權(quán)相撞”的沖突，又有“兩頭不管”的真空[2]，導(dǎo)致在城鎮(zhèn)化過程中極易忽略城市邊緣區(qū)綠地的保護和建設(shè)，最終造成邊緣區(qū)綠色空間缺失，在未來城市的發(fā)展中埋下隱患。

基于以上背景，推進城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)不僅可以保護城市邊緣區(qū)脆弱敏感的生態(tài)系統(tǒng)，抑制城市無序擴張，維持整個城市生態(tài)格局的穩(wěn)定，防止新的城市內(nèi)澇點產(chǎn)生，使新城鎮(zhèn)遠離雨洪的威脅；還能夠營造城市邊緣區(qū)優(yōu)美綠色空間，滿足居民城郊休閑的需求，促進鄉(xiāng)村振興和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，實現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化要求。

1 城市邊緣區(qū)的綠地特征

由于地理位置的特殊性，城市邊緣區(qū)綠地與建成區(qū)綠地相比，在規(guī)劃和建設(shè)中具有更加繁雜的特點[3]。城市邊緣區(qū)綠地生態(tài)更加敏感和脆弱，綠地功能更加復(fù)雜多樣，建設(shè)方式更加側(cè)重保護性和集約性。

1.1 生態(tài)更加敏感與脆弱

城市邊緣區(qū)是城市向自然過渡的生態(tài)交錯帶，是城鄉(xiāng)建設(shè)中最敏感、規(guī)劃管理最薄弱的地方[4]，其生態(tài)愈加敏感和脆弱。主要表現(xiàn)在區(qū)域生態(tài)環(huán)境的惡化和生態(tài)環(huán)境的失衡，由于城市污染轉(zhuǎn)移，工業(yè)污染、生活污染、農(nóng)田污染交織在一起，使城郊生態(tài)破壞和環(huán)境污染更為嚴(yán)重；生態(tài)用地非農(nóng)占用明顯，生態(tài)用地減少迅速[5]，由于城鄉(xiāng)作用力的動態(tài)變化，各類空間資源之間存在不同程度的矛盾與沖突[6]，而邊緣區(qū)綠地由于缺乏相關(guān)保護政策、綠地面積大、邊界模糊，常常成為被侵占的對象。

通過對北京1990年和2018年landsat影像數(shù)據(jù)的提取，得到1990年北京建設(shè)用地面積為1 646 km2，2018年達到3 976 km2，可見城市擴張速度之快，城市邊緣區(qū)綠地不斷被吞噬，城市邊界已擴展到淺山地帶。建設(shè)用地正逐步侵蝕綠地系統(tǒng)，致使城市邊緣區(qū)綠地極易遭到侵占和破壞。

1.2 綠地功能與景觀更加復(fù)雜多樣

除具有一般的景觀、游憩、生態(tài)功能[7]外，邊緣區(qū)綠地還具有許多特殊的社會經(jīng)濟功能，主要表現(xiàn)為對城市良好生態(tài)環(huán)境的維護、引導(dǎo)城市有序生長、優(yōu)化城市格局、為城市提供農(nóng)副產(chǎn)品、承載娛樂休閑活動、推進旅游觀光建設(shè)等[8]。另外，從推動城市發(fā)展的層面來說，邊緣區(qū)綠地還承擔(dān)著城市邊緣區(qū)形態(tài)建構(gòu)、社會空間融合、維護可持續(xù)發(fā)展等重要功能[9]。這是因為邊緣區(qū)綠地的建設(shè)涉及到農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，舊村改造，新村建設(shè)，市政建設(shè)，各單位的搬遷、改造等一系列工作，以及多元利益的矛盾和調(diào)整[10]，邊緣區(qū)綠地對于穩(wěn)定城市邊緣區(qū)發(fā)展和加速城鎮(zhèn)化進程具有至關(guān)重要的作用[11]。

1.3 建設(shè)方式側(cè)重保護性和集約性

19世紀(jì)60年代，由于城市蔓延與單一用途的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致城市邊緣區(qū)綠地受到極大危害[12]，行業(yè)相關(guān)學(xué)者逐漸開始意識到保護城市邊緣區(qū)綠地的重要性。通過對城市邊緣區(qū)自然山體坡地的保育發(fā)展和建設(shè)城市邊緣區(qū)綠地，不但可以保護自然環(huán)境，而且還可以節(jié)約城市土地和資金發(fā)展未來城市綠地。此外，隨著對城市邊緣區(qū)研究的不斷深入，邊緣區(qū)對于綠地的建設(shè)方式也在不斷優(yōu)化，已從以往的大改大建的開發(fā)方式轉(zhuǎn)變到如今以保護性和集約性的建設(shè)方式為主。我國于2014年頒布了《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2010—2020)》，其中明確提出了“優(yōu)化布局、集約高效”的城市空間布局指導(dǎo)思想[13]。因此，城市邊緣區(qū)綠地在未來建設(shè)過程中，強調(diào)對重要生態(tài)用地的積極保護與建設(shè)，兼顧“保護”與“發(fā)展”的平衡點，保護自然資源的結(jié)構(gòu)和總量，引導(dǎo)合理利用模式，使城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活有的放矢[14]，促進城市邊緣區(qū)綠地的可持續(xù)發(fā)展。

2 城市邊緣區(qū)集雨型綠地營建策略

本文基于城市邊緣區(qū)的空間視角，并結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)案例，探討城市邊緣區(qū)集雨型綠地營建策略，使其更好地融入城市邊緣區(qū)綠色空間，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 生態(tài)優(yōu)先，保護利用自然資源

城市邊緣區(qū)是兼具城市與鄉(xiāng)村特征的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，它以農(nóng)田林地等自然環(huán)境為背景，為城市提供必要的生態(tài)服務(wù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，是維護鄉(xiāng)村生態(tài)安全的最關(guān)鍵區(qū)域[15]。因此，城市邊緣區(qū)集雨型綠地的規(guī)劃建設(shè)更應(yīng)側(cè)重于對城市邊緣區(qū)分布的自然資源進行保護和利用。利用GIS地理信息系統(tǒng)，對規(guī)劃區(qū)域進行生態(tài)敏感性及土地利用適宜性[16]評價，明確生態(tài)敏感區(qū)和適建度層級，劃定生態(tài)紅線及建設(shè)控制區(qū)層級，在此基礎(chǔ)上展開城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)。

在墨西哥哥斯達黎加北桑納亞里特州，由于養(yǎng)殖業(yè)、商業(yè)、畜牧業(yè)等多方面資源的競爭，導(dǎo)致邊緣區(qū)生物多樣性銳減以及環(huán)境惡化。路易斯等[17]對墨西哥哥斯達黎加北桑納亞里特州沿太平洋海岸平原南部，從圣布拉斯延伸到納亞里特的區(qū)域進行了研究，該區(qū)域總面積3 500 km2。其選定水產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)及生物多樣性作為單項研究因子，通過GIS得出單因子土地適宜性分析圖，由單因子疊加后得出最終土地適宜性分析圖，從而明確各類用地范圍。反觀城市邊緣區(qū)集雨型綠地的規(guī)劃設(shè)計，依據(jù)科學(xué)合理的方法明確生態(tài)保護區(qū)域，建立生態(tài)紅線，進而對綠地進行合理的可持續(xù)建設(shè)。

2.2 零能輸入，實現(xiàn)內(nèi)部雨水回收利用

城市邊緣區(qū)集雨型綠地的營造在根本上是為了對場地內(nèi)部所積蓄收集的雨水進行充分合理利用，以達到場地內(nèi)部的自身能量轉(zhuǎn)換。在集雨型綠地內(nèi)不介入外部水源的情況下對降雨所帶來的雨洪資源進行內(nèi)部分配利用。匯集而來的雨水可以通過合理的計算后主要分配用于園區(qū)內(nèi)的景觀用水和植物的灌溉。

在筆者曾參與的石家莊山前大道郊野公園設(shè)計初期，對場地內(nèi)部匯水調(diào)蓄水容量、雨水積蓄量、場地內(nèi)部永久水體面積進行了合理充分的計算，從而為場地內(nèi)部雨水進行高效地收集、凈化、儲蓄、再利用及水景營造提供理論支撐，最終實現(xiàn)場地內(nèi)部雨水資源零能輸入。石家莊西山山前大道郊野公園位于河北省石家莊市鹿泉區(qū)，總面積603 km2，背靠西山山脈，東臨山前大道，南臨高架鐵路及洞溝村，與山前大道相鄰的界面長達990 m。

項目建設(shè)初期，筆者根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》中關(guān)于設(shè)計調(diào)蓄容積的計算方法，對石家莊山前大道郊野公園設(shè)計中的蓄水量進行了初步的計算。計算公式(1)為：

V=10HφF(1)

其中：V=設(shè)計調(diào)蓄容量，m3;H為降雨量，mm；φ為綜合雨量徑流系數(shù)；F為匯水面積，hm2。

然后通過《石家莊市水文地質(zhì)條件分析》得到石家莊市近50年來最大降雨量為959.9 mm，最小降雨量為240.8 mm，年平均降雨量分為552.2 mm。通過《河北省使用水文手冊》和《室外排水設(shè)計規(guī)范》得出公園綠地的徑流系數(shù)φ為 0.15。根據(jù) GIS 對于整個山區(qū)和山前平原區(qū)域的匯水區(qū)域分析圖可得出，紅線場地所在區(qū)域處于山區(qū)匯水區(qū)B內(nèi)，匯水區(qū)面積為91.500 5 hm2(圖1)，匯水區(qū) B 內(nèi)收集的雨水會流入紅線場地內(nèi)部，故場地內(nèi)部的匯水調(diào)蓄容量為24.284 5萬m3。

圖1 設(shè)計場地所在山體匯水區(qū)域

設(shè)計調(diào)蓄容量=平均總匯水量-平均總蒸發(fā)量-平均總下滲量，其中，年平均總匯水容量為24.28 萬m3；年平均總蒸發(fā)量=平均蒸發(fā)量×場地設(shè)計水體面積S；年平均總下滲量=平均下滲量×場地設(shè)計水體面積S；設(shè)計調(diào)蓄容量=水體平均深×場地設(shè)計水體面積S。同時為保證場地內(nèi)部水體景觀的水體自凈，將水體平均深度設(shè)置為 2.2 m，最大深度2.4 m，近水岸 2 m水深 0.7 m。因此：2.2S=24.28-1.68S-0.032SS=6.336 m2，由此得出場地內(nèi)部永久性水體面積為6.35 hm2。

因此，在城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)初期，需要對場地內(nèi)部水體面積進行合理預(yù)算，最終實現(xiàn)場地內(nèi)部雨水完全回收利用。

2.3 因地制宜，合理選擇植被資源

城市邊緣區(qū)綠地由于面積大、綠地特征相對復(fù)雜且人工管護少，因此在植被的選擇中，應(yīng)充分考慮到植物對環(huán)境的適應(yīng)性，如耐旱、耐水濕、耐風(fēng)等，針對不同環(huán)境選擇合適的樹種。

美國加利福尼亞薩利納斯就集雨型綠地的分類和樹種選擇進行了詳細介紹。該方案將集雨型綠地分為高地勢區(qū)、中地勢區(qū)和低地勢區(qū)3個部分。對于低地勢區(qū)來說，雨水暫時流入此區(qū)域，此區(qū)域在雨季可能會被淹沒一段較長的時間，因此低地勢區(qū)域較適宜選擇耐水濕的植物，尤其是具有密集的根結(jié)構(gòu)和可以過濾污染物的植物，在排水功能中可以交叉排水，以阻止土壤侵蝕和減緩雨水的徑流速度，在此區(qū)域推薦原生草或地被植物。中間地帶是一個減速區(qū)，雨水徑流通過它排到排水區(qū)，雨水通過這里不會長期停留，因此這個區(qū)域的植物必須較耐干旱，并可以被周期性淹沒。高地勢區(qū)是坡地排水的頂端區(qū)域，雨水不會在這個區(qū)域長時間停留，因此在此區(qū)域的植物必須耐干旱和長時間生長。

亞薩利納斯針對這3種不同區(qū)域，分別選擇了與其相適應(yīng)的樹種，總體上均為低維護、方便管理、自給能力強的樹種。因此，我國在城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)過程中也應(yīng)選擇低維護、低管控、低耗能的樹種(表1)。

2.4 工程支持，合理選擇集雨設(shè)施

現(xiàn)階段我國集雨型綠地建設(shè)的技術(shù)主要包括滲透技術(shù)、儲存技術(shù)、調(diào)節(jié)技術(shù)、傳輸技術(shù)和截污凈化技術(shù)，每一技術(shù)類型都有相關(guān)技術(shù)措施支持(表3)。選擇合理的技術(shù)措施直接關(guān)乎綠地對于雨水的消納、收集、凈化效果是否理想。因此針對不同的綠地類型應(yīng)選擇相應(yīng)的集雨措施，以使工程措施效能最大化。

表1 美國加利福尼亞薩利納斯集雨型綠地植物名錄

資料來源：https://www.waterboards.ca.gov/rwqcb3/water_issues/programs/stormwater/docs/salinas/appndx_g.pdf；表格中“×”表示選中的植物。

3 結(jié)論

城市邊緣區(qū)綠地是城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，承擔(dān)著生態(tài)、游憩、景觀、文化、生產(chǎn)補給等功能。推進城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)是完善城市邊緣區(qū)綠地生態(tài)功能，維持生態(tài)平衡的途徑。在城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)過程中，城市雨水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著城市雨水排放的本職責(zé)任，無論是否有集雨型綠地的建設(shè)理念，雨水管網(wǎng)都是市民所依賴的城市雨洪安全線。各種低影響開發(fā)設(shè)施只對雨水排放起到輔助和促進作用，而不承擔(dān)所有的城市排水任務(wù)[19]。因此，在推進城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)的過程中，應(yīng)以城市排水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)為基礎(chǔ)，平衡城市邊緣區(qū)多方利益的發(fā)展，共同促進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)。

表2 各類綠地中集雨型設(shè)施選用一覽表

資料來源：根據(jù)參考文獻[18][19]整理；●宜選用；◎可選用；○不宜選用。