城市形态及其演化对雨水自然循环的影响机理研究：以长三角区域为例

The problem of urban rainwater can be accredited to the conflicts between "low-tech" inclination of rainwater natural cycle and "high-tech" orientation of contemporary urban construction. The natural cycle of rainwater is a process of continuous movement, and is guided by the mosaics of urban landscape. For this reason, the research takes urban outdoor surface as a continuous and thickened ground. It studies the structure and spatial characters of this contiunuous and thickened ground; and changes to structures in urban development. The reresearch explores elements of self-organised development and forms that implied in urban evolotion; and consequent influences on the natural cycle of rainwater. This research is based upon studies in landscape ecology and urban morphology. It provides an integral view on the relationship between urban form and urban ecology, and expands current research that focus on urban green spaces to urban morphology as a whole. The scope of this research is Yangtze River Delta, because this area shows fast urban development and abundant rainfall. Selection of sample cities and towns in this area are based upon degrees of urbanization, hydraulic conditions, and rainfall related incidents. The research aims to finds relations between patterns of urban landscape and the degree of rainwater natural cycle. Upon this, the research is to establish a database of types of urban morphology. A further historical research of typical time frame of urbanization: 1980s (start), 1990s (speed-up) and 2000s (instant), aims to expose ingredients of self-organized morphological change and lasting elements. Upon above findings, the research is to build topological models for urban development that is based upon minimal rainwater intervention.

城市雨水问题可归咎于雨水自然循环的"低技倾向"与当代城市建设"高技趋向"间的矛盾。由于雨水自然循环是发生在地表的连续运动，因而受控于城市表层的镶嵌格局。因此，申请人将城市外部空间的界面视为加厚的、连续的表层，并应用景观生态学和城市形态学的理论，研究这一连续表层的结构、特征、随城市发展的改变和自组织成分、及其对雨水自然循环的影响规律。本课题是从整体的角度研究城市形态对雨水自然过程的响应，是对已有的、关注城市绿色空间的相关研究的拓展。 本课题以城市发展迅速、降雨充沛的长三角区域为研究范围；根据城市化程度、水文特点、和雨水事件选取案例。研究的目标是探明城市形态和雨水自然过程的量化空间关系，并建立起基于雨水自然循环的城市形态类型数据库。此外，通过研究1980s（开始），1990s（加速），2000s（瞬时）三个典型城市化阶段的城市形态演化及自组织成分，将建立雨水最少干预的城市发展拓扑模型。

自八十年代以来，我国城市建设速度迅猛，雨水问题随之突出。这一问题多归咎于城市下垫面不透水性的增加，即原有透水面如农田、林地被建设用地取代，雨水自然循环的路径因而被截断；滞、渗、滤被削弱，激化了雨洪、内涝、径流污染等城市特有的雨水问题。日益加剧的城市雨洪和内涝不仅带来巨大的经济损失，甚至威胁人身安全。在城市发展的大趋势下，如何在建成环境的不断增长中缓解城市雨水问题？本项目以城市化进程迅猛、降雨充沛、雨水问题突出的长三角区域为研究范围；根据城市化程度、区域环境特点、以及洪涝问题的严重性选取案例城市。主要研究1980s（开始），1990s（加速），2000s（瞬时）三个典型城市化阶段的城市形态演化与城市水文变化的作用关系，以期建立基于雨水适应的城市形态类型数据库及其发展的拓扑模型。. 以课题组所在地的城市区段为导航研究；据自然环境特点遴选典型城市为个案研究，形成以下五部分研究内容。一是居住小区环境适应雨水的空间特征。二是行洪水系周边城市区段形态变化和城市水文特征值变化的关系。三是城市整体用地类型分布的变化和城市水文特征值变化的关系。四是长三角三类自然环境下的城市，即山水嵌入型、平原水网形、平原地形城市。五是各个案例城市的比对研究。. 通过研究杭州居住小区环境、运河拱宸桥周边城市区段，以及杭州近代城区与西湖的关系之变迁；探明以小区这一典型建成环境的雨水适应性空间特征；探明街区尺度下绿色街道的重要意义、探明西湖风景名胜得益于其将雨水转生活生产用水的功能。上述研究结果为进一步讨论城市整体发展的雨水适应性空间格局形成基础。通过研究杭州主要行洪水系运河拱宸桥站点的水位变化值与杭城近三十年的用地类型变化的相关性，发现在显著相关的景观格局指数集中，形状指数集超过面积指数集。上述研究结果对城市发展规划中建立形状指标体系具有科学意义。在前述研究的基础上，提出杭州城区北拓的雨水适应性空间特征。