水敏性城市空间形成机理与调控研究- - 以深圳为例

In order to cope with water shortage and hydro-ecological problems caused by urbanization, it is common in many advanced countries to integrate rainwater into architecture and landscape water sensitive design. Although a great achievement has been reached in this area, study of using rainwater in urban context is usually in micro-scales of a city. Research of using rainwater in a scope of a city to support the city's sustainable developing is rather rare. However, it is considerably important to take the use of water sensitive space in a city scale into account when doing an urban plan. A study of water sensitive influencing urban waterfront design has been done. An impact of waterfront space on rainwater flowing has been reached, but further study of their interactions and how urban planning approaches can be used is needed. This project is to investigate relations between water sensitive space and urban space planning. Using MUSIC and GIS techniques, the study will analyze how to integrate rainwater into natural water system. The study will develop water sensitive models to assess effects of spatial layout on rainwater use. Eventually, a safe space pattern that can benefit rainwater use will be established. The study is supposed to make contributions to urban water sensitive design. It also aims at solving water ecological withdraw problems caused by flood and water shortage in a view of urban planning.

近年来发达国家通过与建筑、景观水敏性分析相结合的雨水利用手段应对城市水资源利用窘况与水生态环境退化趋势，效果显著，但研究一直局限于中微观尺度，无法从城市层面上根本跨越这一制约城市可持续发展的瓶颈。从城市尺度开展水敏性城市空间的应用基础研究，具有重要意义。申请人在前期工作中，研究了城市滨水空间构成的水敏感效应，了解了水敏性空间网络调控雨水径流的作用。但对其作用机理，及规划调控手段研究还有待深入。本项目以水资源利用和城市空间规划耦合互动为主线，通过分析水敏性城市空间与水资源耦合交互影响以及作用机理，在MUSIC及GIS分析基础上，建立水敏性空间功能网络模型并对其关键设施布局的适宜性予以评价，提出相应调控路径，建构水生态环境安全格局。本项目尝试构建水敏性城市规划理论框架，研究结果也将为城市水灾害、水危机、水生态环境整体退化等问题的根本解决，从空间资源规划角度提供理论依据。

项目尝试从理论和实践两个层面探索水敏性城市空间形成机理与调控机制。从整体以及局部城市设计两个层面的设计内容出发，构建适应我国水环境的WSUD三元体系发展模式并提出相应策略和方法流程，以长春二道休闲商务发展区项目为例，论证了WSUD方法和流程在我国的实际应用；从宏观、中观、微观角度，研究基于防洪排涝的珠三角传统村落水系空间形态，宏观层面提出针对村落的“防、导、蓄、高、坚、护、管、迁”八大防洪方略，中观层面分析珠三角传统村落的防洪排涝模式与水系空间形态的关系，微观层面各防洪构造对水系的生态适应性构建，还原了传统村落防洪的生态智慧；梳理了健康城市与水敏性社区的关系，在明确了水敏性社区基本概念的基础上，提出水敏性社区的建构对水灾的规避和社区健康价值提升策略，初步建构了贯穿在水敏性社区设计过程的设计框架；研究了水敏性空间要素及其客观的指标评价体系，在此基础上通过计算机模拟计算等方式运用MATLAB软件，采用费用数学模型，确定了深圳市水敏性空间要素规模取值范围，最后在深圳前海3、4单元设计案例中进行水敏性空间要素配置应用，并进行相关说明验证；依据人体舒适度评价标准，用Phoenics软件对所要构建的水敏性城市的风、热环境进行模拟与分析，探究水敏性雨水调蓄池空间布局，针对高密度开发区，对不同情况的水体环境进行模拟，优化水敏性调蓄池的空间布局；运用Envi-met软件和Phoencis软件开展设计模拟分析，分别对深圳市屋顶绿化不同布局模式进行模拟和比对，探索利用屋顶绿化改变室外热环境的潜能及效益。开展了面向场所营造的水敏性城市设计研究，揭示了水敏性城市设计在促进场所营造方面的环境价值与四大潜力，并将水敏性城市设计应用在前海合作区3、4规划单元设计中的实践研究；研究了口袋公园与城市海绵体的关联性，对海绵口袋公园的雨水调蓄模式进行划分，开展了基于海绵城市视角的深圳市口袋公园提升模式与方法研究；以Rhino及其图形化算法编辑器Grasshopper为技术平台研究了雨水集流模拟的非线性建筑设计评价与优化策略，通过建立非线性建筑雨水集流模拟模型，选取典型案例建立评价模型并验证。