中文名 | 綠色基礎(chǔ)設(shè)施導(dǎo)向的城市生態(tài)彈性規(guī)劃分析模型研究 | 項(xiàng)目類別 | 面上項(xiàng)目 |
---|---|---|---|
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 尹海偉 | 依托單位 | 南京大學(xué) |
我國城市正面臨越來越嚴(yán)峻的因快速城市化和極端氣候與天氣事件頻發(fā)而帶來的各類生態(tài)環(huán)境與災(zāi)害問題,可持續(xù)發(fā)展受到巨大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目以南京為例,引入綠色基礎(chǔ)設(shè)施和彈性城市理念,在RS 和GIS 支持下,利用多時(shí)相遙感數(shù)據(jù),基于綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法、生態(tài)彈性規(guī)劃策略、景觀生態(tài)安全戰(zhàn)略與城市規(guī)劃相關(guān)原理,探索城市物質(zhì)空間與自然生態(tài)空間轉(zhuǎn)換的相互作用機(jī)理,首先構(gòu)建了自然生態(tài)空間動(dòng)態(tài)變化的生態(tài)元胞自動(dòng)機(jī)(ECA)分析框架,再與經(jīng)典城市增長模型(SLEUTH)進(jìn)行松散耦合,創(chuàng)建了一套城市生態(tài)彈性規(guī)劃的技術(shù)分析框架,實(shí)現(xiàn)了城市物質(zhì)空間和自然生態(tài)空間動(dòng)態(tài)演化分析的融合,為科學(xué)確定城市增長空間與自然生態(tài)保護(hù)空間提供了有價(jià)值的參考與依據(jù)。研究結(jié)果表明:(1)ECA分析框架既能夠較好地辨識(shí)研究區(qū)既有的高質(zhì)量生態(tài)空間,也能夠科學(xué)地識(shí)別未來需要保護(hù)與修復(fù)的潛在生態(tài)空間,從而為研究區(qū)城市生態(tài)彈性規(guī)劃、城市修補(bǔ)與生態(tài)修復(fù)規(guī)劃提供了重要的空間判據(jù);(2)ECA與SLEUTH模型的松散耦合較好地解決了在保護(hù)中開發(fā)與在開發(fā)中保護(hù)的矛盾,實(shí)現(xiàn)了精明增長與精明保護(hù)的有機(jī)統(tǒng)一。本研究通過學(xué)科交叉,為城市生態(tài)彈性規(guī)劃提供了一套技術(shù)分析框架和方法體系,將為我國城市發(fā)展與規(guī)劃提供新的研究視角,進(jìn)而指導(dǎo)城市提高應(yīng)對(duì)快速城市化和氣候變化帶來的各類災(zāi)害的能力。 2100433B
我國城市正面臨越來越嚴(yán)峻的因快速城市化和極端氣候與天氣事件頻發(fā)而帶來的各類生態(tài)環(huán)境與災(zāi)害問題,可持續(xù)發(fā)展受到巨大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目以南京為例,引入綠色基礎(chǔ)設(shè)施和彈性城市理念,在RS 和GIS 支持下,利用多時(shí)相遙感數(shù)據(jù),基于綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法、生態(tài)彈性規(guī)劃策略、景觀生態(tài)安全戰(zhàn)略與城市規(guī)劃相關(guān)原理,探索城市物質(zhì)空間與自然生態(tài)空間轉(zhuǎn)換的相互作用機(jī)理,構(gòu)建自然生態(tài)空間動(dòng)態(tài)變化的ECA 模型,并與經(jīng)典城市增長模型(SLEUTH)集成,嘗試創(chuàng)建一套城市生態(tài)彈性規(guī)劃的技術(shù)框架與分析模型,實(shí)現(xiàn)城市物質(zhì)空間和自然生態(tài)空間動(dòng)態(tài)演化分析的融合,為科學(xué)確定城市增長空間與自然生態(tài)保護(hù)空間提供有價(jià)值的參考。本研究強(qiáng)調(diào)精明增長與精明保護(hù)的有機(jī)統(tǒng)一,并通過學(xué)科交叉,為城市生態(tài)彈性規(guī)劃提供一套技術(shù)框架和分析模型,將為我國城市發(fā)展與規(guī)劃提供新的研究視角,進(jìn)而指導(dǎo)城市提高應(yīng)對(duì)快速城市化和氣候變化帶來的各類災(zāi)害的能力。
生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和綠色基礎(chǔ)設(shè)施到底是不是一回事
生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施表示自然景觀和腹地對(duì)城市的持久支持能力。對(duì)人工基礎(chǔ)設(shè)施采取生態(tài)化的設(shè)計(jì)和改造,來維護(hù)自然過程和促進(jìn)生態(tài)功能的恢復(fù),并將此類人工基礎(chǔ)設(shè)施也稱為“生態(tài)化的”基礎(chǔ)設(shè)施,或者“綠色”基礎(chǔ)設(shè)施(“綠...
生態(tài)城市是一個(gè)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)、社會(huì)繁榮昌盛、人民安居樂業(yè)、生態(tài)良性循環(huán)四者保持高度和諧,城市環(huán)境及人居環(huán)境清潔、優(yōu)美、舒適、安全,失業(yè)率低、社會(huì)保障體系完善,高新技術(shù)占主導(dǎo)地位,技術(shù)與自然達(dá)到充分融合,...
生態(tài)城市與可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)代城市作為一個(gè)多元化、多介質(zhì)、多層次的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),各層次、各子系統(tǒng)之間和各生態(tài)要素之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,城市生態(tài)規(guī)劃堅(jiān)持以整體優(yōu)化、協(xié)調(diào)共生、趨適開拓、區(qū)域分異、生態(tài)平衡和可...
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彈性城市建設(shè)理念為解決城市復(fù)雜問題提供了新的思考方向和行動(dòng)框架,并已成為一項(xiàng)前瞻性的、目標(biāo)導(dǎo)向的城市發(fā)展策略。但“如何建設(shè)彈性城市和如何測(cè)度城市彈性”依然為全球所有城市建設(shè)共同面臨的挑戰(zhàn)。20l5年10月10—11日,中國生態(tài)學(xué)會(huì)聯(lián)合南京大學(xué)組織召開了“城市生態(tài)論壇:綠色基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)彈性城市建設(shè)”學(xué)術(shù)沙龍。本期沙龍由南京大學(xué)國際地球系統(tǒng)科學(xué)研究所承辦,來自中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、沈陽應(yīng)用生態(tài)所、中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、北京大學(xué)、南京大學(xué)、北京師范大學(xué)等單位的14名專家參加了討論。
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評(píng)分: 4.5
城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善程度,能夠體現(xiàn)出一個(gè)城市的發(fā)展水平,而在現(xiàn)代化的社會(huì)背景下,衡量城市發(fā)展水平的高低,應(yīng)該將城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的完善程度作為一個(gè)衡量因子。當(dāng)前我國大部分城市都開始重視完善自身的綠色基礎(chǔ)設(shè)施,體現(xiàn)出了城市發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視。本文分析了城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性,以及利用城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)效益提升的有效路徑。
某大型挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠懸置如圖1所示。挖掘機(jī)工作過程中,懸置不僅承受發(fā)動(dòng)機(jī)自身的激振力,在挖掘作業(yè)中還需承受巨大的沖擊載荷,懸置需產(chǎn)生大的變形來吸收沖擊,所以懸置的受力狀態(tài)對(duì)其壽命和可靠性非常重要,而懸置的剛度和安裝位置又決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的隔振率和能量解耦率。研究旨在于通過橡膠材料本構(gòu)方程提供一種能分析橡膠件力學(xué)性能的方法。
(1)超彈性材料模型
橡膠這種超彈性材料的力學(xué)分析不能像線彈性那樣只靠彈性模量和泊松比,而是需通過橡膠試樣實(shí)驗(yàn)得到材料應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),通過擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到材料本構(gòu)模型的系數(shù)。描述超彈性材料特征的有效理論之一是基于應(yīng)變能密度函數(shù)的本構(gòu)理論。
(2)懸置剛度有限元分析
發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示,從上到下依次為限位罩、懸置、發(fā)動(dòng)機(jī)支腿、懸置、限位罩和轉(zhuǎn)臺(tái)支架。2個(gè)懸置、2個(gè)限位罩及下支架通過螺栓擰成一個(gè)整體的懸置系統(tǒng),產(chǎn)生固定懸置的預(yù)壓緊力,所以懸置的剛度應(yīng)考慮螺栓對(duì)懸置的預(yù)壓縮。限位罩能使發(fā)動(dòng)機(jī)支架在軸向±4mm、徑向±2mm內(nèi)移動(dòng)。
懸置的有限元分析模型如圖3所示,因?yàn)閼抑玫蔫F芯及圓盤與橡膠硫化在一起,為降低計(jì)算量,可直接用剛性邊界條件替代;由于橡膠懸置軸對(duì)稱,故只計(jì)算1/2對(duì)稱模型。材料肖氏硬度為60。
靜剛度分析步驟如下:(1)固定懸置的圓盤,將上限位罩下移10mm、鐵芯下移2.5mm,到達(dá)實(shí)際擰緊狀態(tài),將懸置的圓盤正、負(fù)向分別移動(dòng)4mm,得到軸向剛度。(2)將上限位罩下移10mm、鐵芯下移2.5mm,到達(dá)實(shí)際擰緊狀態(tài),下圓盤徑向移動(dòng)2mm,得到徑向剛度。
(1)通過建立超彈性模型,分析了橡膠懸置的軸向、徑向剛度,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比誤差較小,能夠滿足工程應(yīng)用,為后續(xù)懸置優(yōu)化及應(yīng)力、應(yīng)變分析提供依據(jù)。
(2)分析了擰緊量與懸置軸向剛度的關(guān)系,確定了懸置的最小擰緊量,可為后續(xù)改進(jìn)提高懸置疲勞強(qiáng)度提供依據(jù)。 2100433B
彈性半空間地基模型是將地基看成是均質(zhì)的、各向同性的彈性半無限體。為了充分評(píng)價(jià)沖刷對(duì)橋墩及橋梁整體穩(wěn)定性的影響, 應(yīng)用彈性半空間地基模型分別對(duì)在各種不同沖刷程度影響下的橋墩各項(xiàng)檢算內(nèi)容進(jìn)行了最不利原則計(jì)算分析。此時(shí), 分析荷載組合考慮為主力加附加力, 且只考慮主力與順橋方向的附加力相結(jié)合。在計(jì)算分析基底壓應(yīng)力時(shí), 以2孔重載為計(jì)算荷載;在計(jì)算分析墩頂彈性水平位移時(shí), 以1孔重載為計(jì)算荷載。最不利情況下的地基模型模擬基底淘空的方法是將基底沖刷淘空形狀稍偏于安全的取為以矩形基底長邊為固定底邊的三角形。
墩頂彈性水平位移由兩部分組成, 一部分是由于橋墩撓曲變形引起的位移Δ1 , 另一部分是地基土變形引起的位移Δ2 , 總位移為兩者的疊加即
Δ =Δ1 Δ2
計(jì)算Δ1 時(shí), 視橋墩墩頂為自由、墩底為固定的懸臂梁, 由于墩身為變截面, 通過Matlab編程利用積分進(jìn)行計(jì)算。Δ2 是由地基土的不均勻沉降引起的位移。由于受沖刷的影響, 墩底地基被部分淘空會(huì)引起墩身的傾覆, 從而威脅橋墩的穩(wěn)定, 其地基不均勻沉降的計(jì)算也不同于常規(guī)方法。
3個(gè)墩墩頂彈性水平位移規(guī)范容許值分別為27.2 mm、38.9 mm、27.2 mm, 對(duì)應(yīng)的極限沖刷淘空面積占基底總面積百分比分別為20.7%、32.9%、17.8%。
隨著沖刷的不斷加劇, 淘空部分地基失去承載能力, 并引起基礎(chǔ)中性軸位置的改變, 應(yīng)力重新分布。由程序計(jì)算結(jié)果得出沖刷淘空面積占基底總面積的百分比與基底最大壓應(yīng)力的擬合曲線表達(dá)式分別為
σ =(2.735 1x2 2.249 4x 0.382 5)×103(6)
σ =(2.904 0x2 2.334 5x 0.395 5)×103(7)
σ =(2.817 7x2 2.300 4x 0.390 7)×103(8)
式中, x為沖刷淘空面積占基底總面積的百分比;σ為橋墩相應(yīng)沖刷淘空情況下的基底最大壓應(yīng)力。當(dāng)沖刷面積達(dá)26.0%、24.8%、25.3%以后, 最大基底壓應(yīng)力大于1.2 , 基底承載力不再滿足要求。
根據(jù)以上的分析計(jì)算, 得出各橋墩在各種不同沖刷情況下的基底最大壓應(yīng)力、墩頂彈性水平位移(縱向)曲線圖。其中, 4 號(hào)墩受沖刷的影響最為嚴(yán)重:當(dāng)其余兩個(gè)橋墩仍然可以安全工作時(shí), 4號(hào)墩的墩頂彈性水平位移則瀕臨危險(xiǎn)值。在水下探測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn), 4 號(hào)橋墩處水流湍急, 沖刷較另外兩個(gè)橋墩嚴(yán)重, 因此應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行加固、防護(hù)等處理。
基底最大壓應(yīng)力隨沖刷淘空面積的增加而增大, 基底最大壓應(yīng)力增加的幅度也越來越大, 曲線的走向越來越陡。當(dāng)沖刷淘空面積占基底面積的25%附近時(shí), σmax=973.79 kPa, 已經(jīng)接近于其容許應(yīng)力[ σ] =1 080 kPa。
與基底最大壓應(yīng)力的分析結(jié)果相似, 4 號(hào)橋墩的縱向墩頂彈性水平位移也有著相似的走勢(shì)。隨著沖刷淘空面積的增加, 縱向墩頂彈性水平位移增加的幅度也越來越大, 位移值越來越大。當(dāng)沖刷淘空部分的面積達(dá)到基底面積的17.8%左右時(shí), 墩頂彈性水平位移值已經(jīng)超出了最大容許位移值。據(jù)此曲線分析, 當(dāng)沖刷淘空面積接近基底面積的18%時(shí),該墩墩頂彈性水平位移值達(dá)到最大容許位移值 。
城市生態(tài)修復(fù)是現(xiàn)階段很熱的話題,但是研究的人很多,也有不同的角度。今天我將從城市修復(fù)規(guī)劃的角度來談這個(gè)問題。
大家都知道為什么這個(gè)問題成為熱點(diǎn)。因?yàn)槎嗄甑目焖俚慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化的過程當(dāng)中帶來了非常多的城市病。城市病來自方方面面,其中城市的建設(shè)環(huán)境、城市景觀就是其中很重要的方面。我有幾個(gè)片子大家回憶一下,這種“三面光”樣式的河岸在城市當(dāng)中非常的普遍。這是這個(gè)城市的另一個(gè)地方,我們可以從谷歌地圖上看到的1995年沿著河道兩側(cè)還是灘涂、魚塘、鹽田,到了2002年有了一定的建筑,2014年建筑已基本全面覆蓋。
同時(shí),河道的淤積問題也非常突出。我們知道河道問題是生態(tài)環(huán)境中最復(fù)雜最常見的問題。我想大家都在關(guān)心這個(gè)問題,中央高層也特別注重,并且提出了很多的要求。大家最熟悉的就是“望得見山,看得見水,記得住鄉(xiāng)愁”,“青山綠水就是金山銀山”。良好的生態(tài)環(huán)境是最公平的公共產(chǎn)品,是最普惠的民生福祉。
《全國城市生態(tài)保護(hù)和建設(shè)規(guī)劃(2015-2020)》對(duì)我們國家城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)總體形勢(shì)進(jìn)行了分析。這是國家發(fā)改委委托中規(guī)院和城建院及其他幾個(gè)單位合作的課題。規(guī)劃中概括了現(xiàn)階段城市生態(tài)系統(tǒng)的總體情況:城市生態(tài)環(huán)境總體惡化的趨勢(shì)尚未得到遏制,城市空間無序蔓延,生態(tài)空間總量不足,布局不盡合理,環(huán)境污染形式嚴(yán)峻,霧霾、熱島效應(yīng)、水質(zhì)污染、土壤污染加劇,城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后,資源能源利用效率低,城市群和特大城市生態(tài)安全面臨巨大挑戰(zhàn)。
同時(shí)也指出了現(xiàn)階段最突出的問題:城市和區(qū)域生態(tài)關(guān)系失調(diào),城市空間侵占嚴(yán)重;城市生態(tài)功能退化,生態(tài)多樣性降低;城市園林綠地總量不足,服務(wù)能力有待提高;資源能源利用效率不高,城市生態(tài)環(huán)境總量超載,城市環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻;城市生態(tài)保護(hù)和建設(shè)能力不足,管理體制機(jī)制尚不健全。
一、生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵
在這樣的情況下我們應(yīng)該怎么做?那么生態(tài)修復(fù)就是我們更常用的一個(gè)手法。最近一段時(shí)間,建設(shè)部對(duì)這個(gè)問題也高度重視。例如在我們國家最南端的三亞,進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)和城市修補(bǔ)“城市雙修”的試點(diǎn)工作,同時(shí)也把“城市雙修”和海綿城市、綜合管廊城市建設(shè)結(jié)合在一起,稱為 “雙城雙修”,這項(xiàng)工作已經(jīng)全方位的開展。
從內(nèi)涵上講生態(tài)修復(fù)是一種人為干預(yù)下的生態(tài)修復(fù)方式。主流的對(duì)于生態(tài)修復(fù)理解是主要利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)環(huán)境逐步得到恢復(fù),或者使生態(tài)系統(tǒng)向良好循環(huán)方向發(fā)展?,F(xiàn)階段,城市生態(tài)修復(fù)還是以生態(tài)系統(tǒng)自身的自組織自調(diào)節(jié)能力為主,以外界人工調(diào)節(jié)和干預(yù)為輔。外界的調(diào)控是需要多學(xué)科的協(xié)同,其中生態(tài)學(xué)、水土保持學(xué)和風(fēng)景園林學(xué)是最具基礎(chǔ)性的學(xué)科。其他跟生態(tài)修復(fù)相關(guān)的還有十幾個(gè)學(xué)科,也通過不同角度介入。
城市生態(tài)修復(fù)學(xué)理論是1930年起源于美國,到80年代有一個(gè)比較大的發(fā)展。應(yīng)該說生態(tài)修復(fù)學(xué)是一個(gè)后工業(yè)時(shí)代的環(huán)境變化的產(chǎn)物,由于大規(guī)模的工業(yè)化帶來的一系列環(huán)境問題,才有這樣的概念出現(xiàn)。其實(shí)我們國家也正面臨著這樣的時(shí)期。經(jīng)過快速的城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,中國進(jìn)入了一個(gè)急需要生態(tài)修復(fù)的階段。中國是生態(tài)環(huán)境問題最嚴(yán)重的國家之一,生態(tài)系統(tǒng)退化的類型很多,生態(tài)修復(fù)研究和實(shí)施工作也開展得很早。我們回憶一下,和城市生態(tài)修復(fù)相關(guān)的工作可以追溯到上世紀(jì)50年代。50年代到80年代的生態(tài)修復(fù)工作主要集中在摸清家底,對(duì)退化的生態(tài)系統(tǒng)局部的小規(guī)模的進(jìn)行修復(fù),比如典型的荒山綠化、植被恢復(fù)。70年代進(jìn)行三北防護(hù)林建設(shè),到了80年代大力發(fā)展生態(tài)修復(fù)。我們國家在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程當(dāng)中的生態(tài)退化和環(huán)境污染非常嚴(yán)重,特別是森林、海岸帶、草地、荒漠、農(nóng)田都有大規(guī)模的退化現(xiàn)象,這就給我們提出了如何構(gòu)建符合中國國情的生態(tài)修復(fù)的理論方向和方法體系的要求。特別是十八大以后,我們按照建設(shè)生態(tài)文明的高度,來建立系統(tǒng)完整的生態(tài)文明體系,用制度來保護(hù)生態(tài)環(huán)境這樣一個(gè)更高的高度。同時(shí)也可以看出來,生態(tài)修復(fù)工作是一個(gè)不斷循序漸進(jìn)的過程。
簡單的小結(jié)一下:城市生態(tài)修復(fù)是以生態(tài)系統(tǒng)本身的自我修復(fù)能力為主,以外界適當(dāng)?shù)娜斯ふ{(diào)節(jié)能力為輔,來恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)原有的保持水土、調(diào)節(jié)小氣候、凈化環(huán)境、維護(hù)生物多樣性的生態(tài)功能。生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是通過修復(fù)使生態(tài)系統(tǒng)的功能不斷得到恢復(fù)和完善,而不是將生態(tài)系統(tǒng)完全恢復(fù)到其原始的狀態(tài)。我們的生態(tài)修復(fù)絕對(duì)不是像文物修復(fù),追求得越逼真越好。事實(shí)上我們目的是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu),以及它自己能夠修復(fù)的的能力——即生態(tài)功能。
全國的生態(tài)保護(hù)和建設(shè)規(guī)劃里的主要內(nèi)容建立在以自然生態(tài)資源為對(duì)象開展保護(hù)和建設(shè)。而全國城市生態(tài)的保護(hù)和建設(shè)規(guī)劃是其下面一個(gè)專項(xiàng)研究。該規(guī)劃明確了生態(tài)保護(hù)和全國生態(tài)修復(fù)對(duì)象,同時(shí)對(duì)城市自然生態(tài)資源進(jìn)行界定,包括綠地、土壤、大氣、水系、動(dòng)植物,以及地形地貌環(huán)境等等,這些都是生態(tài)修復(fù)要關(guān)注的,也是城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基本條件,決定了城市發(fā)展空間格局和形態(tài)。
那么什么是城市生態(tài)修復(fù)規(guī)劃?城市的生態(tài)修復(fù)規(guī)劃以解決城市生態(tài)領(lǐng)域最突出的問題為規(guī)劃主要導(dǎo)向,也就是問題導(dǎo)向?yàn)橹?。通常的?guī)劃講兩個(gè)導(dǎo)向,一個(gè)是問題導(dǎo)向,一個(gè)是目標(biāo)導(dǎo)向。然而生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)導(dǎo)向很難界定,如果把目標(biāo)定在最初的自然環(huán)境,實(shí)際上難以達(dá)到。如果定為一個(gè)中間環(huán)節(jié),那可能僅僅是一個(gè)階段性的子目標(biāo),并非最終目標(biāo)。所以,以我個(gè)人的觀點(diǎn),生態(tài)修復(fù)規(guī)劃還應(yīng)該是以問題導(dǎo)向?yàn)橹鳌?/p>
城市生態(tài)修復(fù)是以受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)與重建為主要目的,以城市自然生態(tài)資源、城市生態(tài)空間和保障城市生態(tài)系統(tǒng)安全的綠色基礎(chǔ)設(shè)施為主要規(guī)劃對(duì)象,以完善城市生態(tài)功能、提高生態(tài)系統(tǒng)的自組織自調(diào)節(jié)和自修復(fù)的能力、促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展、優(yōu)化城市生態(tài)空間結(jié)構(gòu)、改善人居生態(tài)環(huán)境為規(guī)劃基本目標(biāo)。因此,城市生態(tài)修復(fù)首先要完善城市的生態(tài)功能,提高生態(tài)系統(tǒng)的自組織自調(diào)控和自修復(fù)的能力。而我們所做的生態(tài)修復(fù)規(guī)劃要給生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)自我修復(fù)能力提供條件,使其具有免疫力,生態(tài)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。與此同時(shí),我們還要優(yōu)化城市的生態(tài)空間。而所做的這些工作的最終目的是改善人居生態(tài)環(huán)境。人居生態(tài)環(huán)境主要是建筑、園林、城市規(guī)劃三大學(xué)科的集合,是吳良鏞先生創(chuàng)建的學(xué)科。
今年我們正在修編的中國大百科全書第三版里面就把這三個(gè)專業(yè)放在一起,界定其名稱為“人居環(huán)境科學(xué)”。
二、城市生態(tài)修復(fù)規(guī)劃的三個(gè)層次
現(xiàn)階段,我們對(duì)于城市生態(tài)修復(fù)規(guī)劃的研究主要從三個(gè)層次進(jìn)行:一是區(qū)域或市域?qū)用?,二是城市層面,三是?chǎng)地層面。
1.區(qū)域?qū)用?/strong>
區(qū)域?qū)用婵梢允且粋€(gè)規(guī)劃區(qū)也可以是一個(gè)更大的區(qū)域,根據(jù)實(shí)際情況就是指在城市之上的范圍。這個(gè)層面要解決的關(guān)鍵問題,就是明確自然和文化敏感區(qū)域,合理的確定城市的增長邊界。比如,我們所做過的貴州西邊的貴安新區(qū)的案例。貴安新區(qū)的總體規(guī)劃需要確定城市建設(shè)區(qū)域,我們工作就是在確定城市總體建設(shè)用地之前做相關(guān)研究,包括在該區(qū)域首先劃定水資源保護(hù)區(qū)、山體保育區(qū)、山體植被保護(hù)區(qū)、國家風(fēng)景名勝區(qū)、國家森林公園等。此外,我們還對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行了分析,這就需要將水生態(tài)系統(tǒng)納入到區(qū)域綠地系統(tǒng)格局,耦合城市開發(fā)建設(shè)。然后,將這個(gè)區(qū)域中最具保護(hù)價(jià)值的資源進(jìn)行疊加,并從四區(qū)劃定的角度來將其劃定成為禁建區(qū),從而為進(jìn)一步劃定城市建設(shè)區(qū)提供支撐,科學(xué)合理的找到城市發(fā)展的空間,將城市的關(guān)系和山體自然環(huán)境很好的融合起來。
另一個(gè)案例位于新疆的瑪納斯,我們將兩個(gè)規(guī)劃進(jìn)行疊加(一個(gè)是瑪納斯縣城的總體規(guī)劃,一個(gè)是瑪納斯?jié)竦毓珗@的規(guī)劃)。通過瑪納斯?jié)竦毓珗@的規(guī)劃可以把河道及其周邊區(qū)域全部保護(hù)下來,這對(duì)以后的城市發(fā)展邊界的確定起到了很好的支撐作用。
2.城市層面
城市層面主要是針對(duì)城市規(guī)劃的建設(shè)區(qū),以人工環(huán)境和自然環(huán)境相互協(xié)調(diào),降低城市開發(fā)對(duì)自然循環(huán)過程的影響,盡快的恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)為主要目標(biāo)。具體方法是通過對(duì)自然生態(tài)資源,特別是水生態(tài)要素的分析來劃定生態(tài)控制線;恢復(fù)破損的自然生態(tài)系統(tǒng),建立城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),以更適應(yīng)自然過程的生態(tài)空間,優(yōu)化城市綠地系統(tǒng)格局。這個(gè)案例位于三亞的榆林河。這條河在三亞的發(fā)展過程當(dāng)中被侵占得很嚴(yán)重。我們?cè)谌齺?ldquo;雙修”建設(shè)過程當(dāng)中,對(duì)三亞的榆林河、三亞河地區(qū)還有一些紅樹林密集的地區(qū)進(jìn)行了比較詳細(xì)的調(diào)查,分了幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。而這個(gè)區(qū)域是開發(fā)熱點(diǎn)地區(qū),離城市很近。因此我們對(duì)于原來的建設(shè)方案和現(xiàn)狀情況進(jìn)行了重新的了梳理和整理,最后提出了與建設(shè)用地相結(jié)合的城市生態(tài)修復(fù)規(guī)劃方案,這個(gè)方案也已經(jīng)在實(shí)施過程當(dāng)中。
另一個(gè)案例是位于北京海淀區(qū)北部山區(qū)的城市綠心。在歷史上有記載北京市海淀區(qū)遍布濕地,50%的用地全是水面,而現(xiàn)在90%以上的用地都不是水了。該規(guī)劃主要對(duì)這個(gè)地區(qū)的河流、水系、河渠、濕地、水稻田等重要生態(tài)因素進(jìn)行了分析比較,最后確定了近60平方公里的綠心的發(fā)展空間。同時(shí)我們還對(duì)局部地區(qū)——翠湖濕地進(jìn)行了分析。對(duì)如何利用這個(gè)濕地公園恢復(fù)這個(gè)地區(qū)的水系濕地進(jìn)行了一系列研究。我們通過研究它的歷史,對(duì)原來歷史環(huán)境進(jìn)行分析,提出基本上恢復(fù)其原生的自然生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)(這里主要指恢復(fù)生態(tài)要素的面積及比例,恢復(fù)其內(nèi)在生態(tài)結(jié)構(gòu)則很難實(shí)現(xiàn))。 除此之外,我們還從文化方面對(duì)原有的京西稻進(jìn)行的恢復(fù),對(duì)原來的村莊進(jìn)行了改造。通過整個(gè)一系列的工作,最后把遭到破壞的自然因素進(jìn)行了針對(duì)性的恢復(fù),使得水質(zhì)得以凈化。現(xiàn)在的整個(gè)區(qū)域的環(huán)境非常好,很多人都是自發(fā)的來游玩。同時(shí)也給北京中關(guān)村的未來發(fā)展留下了很好的案例。
還有一個(gè)案例是鞍山市生態(tài)園林城市建設(shè)規(guī)劃。鞍山是共和國的鋼都,在將近一百年的建設(shè)過程當(dāng)中,給鞍山留下了非常多的垃圾,礦山、礦坑。 1981年的時(shí)候,當(dāng)?shù)刈匀簧襟w還保存得很好,1996年的時(shí)候有一點(diǎn)侵入,到了2012年的時(shí)候已經(jīng)被完全侵入。在這樣的情況下,我們對(duì)該地區(qū)的生物多樣性安全格局、工礦污染、山體風(fēng)貌保護(hù)、熱島效應(yīng)進(jìn)行了分析,這也是整個(gè)規(guī)劃的基礎(chǔ)。通過這樣的分析過程,逐步提出如何解決鞍鋼的廠區(qū)和外圍的問題,綠楔保護(hù)生態(tài)和通風(fēng)廊道的問題、熱島效應(yīng)等問題的方案。通常情況下這樣一個(gè)理想的方案非常難實(shí)現(xiàn),而恰巧這次的規(guī)劃工作是和城市總體規(guī)劃修編一起做的。這就給了我們兩個(gè)規(guī)劃同步進(jìn)行、不斷協(xié)調(diào)的契機(jī),最終得到一個(gè)各方協(xié)調(diào)的方案。
3.場(chǎng)地層面
在場(chǎng)地當(dāng)中風(fēng)景園林設(shè)計(jì)對(duì)海綿城市理念的應(yīng)用,可以從廣場(chǎng)、綠地周邊地區(qū)和人行道、道路、屋頂各個(gè)方面找到。在城市局部的層面,在城市內(nèi)部場(chǎng)地設(shè)計(jì)過程中,其基本的思路就是將園林綠地和海綿城市的理念相結(jié)合,采取水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù),構(gòu)筑具體的海綿體系,維持開發(fā)前的水文體征和自然特點(diǎn)。這是我們?cè)谌齺喴恍┌咐N覀兺ㄟ^對(duì)道路、建筑、小區(qū)、城市水系等各方面進(jìn)行控制,把這樣的理念和規(guī)劃的概念緊密結(jié)合起來,落實(shí)到實(shí)處。
另一個(gè)項(xiàng)目是現(xiàn)已完成竣工的北京中關(guān)村公園。該規(guī)劃結(jié)合北京平原造林的項(xiàng)目,設(shè)計(jì)上將不同的區(qū)域相應(yīng)的措施和公園的道路緊密結(jié)合,和環(huán)境緊密結(jié)合,同時(shí)采取復(fù)層的種植滯納雨水。整個(gè)項(xiàng)目不是簡簡單單的下凹式綠地,而是把整個(gè)場(chǎng)地中所涉及到的要素緊密結(jié)合在一起,并與景觀相融合,從植物選擇上就開始考慮凈化和滲透的問題。有針對(duì)性的選擇水生植物的種類,凈化的流程以及表流濕地、潛流濕地和垂直流濕地的形式。大家都知道北京7.21特大暴雨在北京造成了非常嚴(yán)重的內(nèi)澇,但是在這整個(gè)區(qū)域沒有發(fā)生任何的問題,所有的雨水這場(chǎng)地里自我消納了,達(dá)到了良好的效果。
下一個(gè)項(xiàng)目位于海南三亞,主要是雨水凈化和傳輸系統(tǒng)的具體措施。我們通過旱溪當(dāng)中的礫石來減緩雨水流速,來消減雨水的洪峰,保證雨水可以有序的進(jìn)入設(shè)定的渠道。此外,我們還結(jié)合道路和分車帶進(jìn)行相應(yīng)改造,以期達(dá)到預(yù)期的效果。
這是陜西西咸新區(qū)做的一個(gè)案例。我們?yōu)槲飨绦聟^(qū)灃河設(shè)計(jì)水系凈化系統(tǒng),即在進(jìn)入自然河流之前設(shè)計(jì)副河。其設(shè)計(jì)手法主要結(jié)合海綿城市和生態(tài)修復(fù)的理念,因地制宜的在副河中設(shè)置雨水花園、生態(tài)草溪、滯留塘,以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的目標(biāo)。
最后,我認(rèn)為生態(tài)修復(fù)規(guī)劃主要還是要以強(qiáng)調(diào)城市生態(tài)領(lǐng)域突出問題為規(guī)劃的主要導(dǎo)向,以受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)與重建為主要目的,以完善城市生態(tài)功能、提高生態(tài)的自組織、自調(diào)控和自修復(fù)能力,以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展、優(yōu)化城市生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)、改善人居生態(tài)環(huán)境為規(guī)劃的基本目標(biāo)。