城市用地分区与集水区相互作用的空间特征、内涝效应与低影响规划机制研究

On the development stage of booming new urban districts with frequent flooding events, and research trend and exsiting weakenesses of understanding urban flooding, namely, from the current interaction parameters researches on urban land use control-its hydrological responses to driving strategy researches of planning methods with the integration of urban land and flood management zoning. Thus, we aim to summarize and reveal the interaction and coordination mechanism of urban land planning zoning and floods management zoning on the base of typical study areas with different urbanization and topographical conditions in the Yangtze River Delta. (1) Using GIS overlap and matrix classification method for urban land zoning, urban catchments and natural catchments, we shall clarify spatial characteristics between urban land use pattern and surface flow path pattern in different urban catchment units based on the division of the urban catchment system; (2) Based on the SWMM model, we shall simulate hydrological parameters and overflow areas of typical spatial characteristics of urban catchment, and then reveal the mechanism of urban catchment spatial characteristics impacts on hydrological parameters; (3) By the combination of low impact development concept with the above researches, we shall explore interconnection mechanism and spatial technologies how to integrate the urban catchments system planning with urban development and planning. Besides understanding urban floods incentives from a new and overall perspective, the research will deepen the understanding on land use change on hydrological effects, promote comprehensive interdisciplinary between urban geography, planning and hydrology, and provide theoretical and technical support for the practical new urban districts planning with hydrological safety framework.

针对新城建设热潮但局地内涝频发的现实背景，以及相关领域内涝诱因认识的薄弱环节和研究趋势，即从当前城市用地控制-水文响应的前线作战参数研究，向其后方驱动的城市用地分区-洪涝分区相整合的战略规划机制与本土研究深化推进，由此选取长三角不同地貌与城市化特征的典型区，拟揭示城市用地分区-城市集水区的互动规律及协调机制：（1）通过城市集水区、城市用地分区和自然集水区的GIS叠加和矩阵分类，归纳城市集水区用地-汇流路径结构布局的独特性和整体性；（2）基于SWMM模型，模拟不同空间特征的积水过程及溢流区，并通过溢流区空间参数及规划行为调查，揭示致灾参数和驱动因子；（3）综上研究结合低影响开发理念，探讨城市用地规划与城市集水区的耦合机制及空间实现技术。从新视角和整体视野理解城市内涝诱因，深化土地利用变化水文效应研究，促进城市地理、规划与水文学科的综合交叉，为现实新城规划及水文安全建设提供理论与技术支撑。

项目突出流域、城市及街区尺度之间的内涝关联，突破现行流域管理与地方行政管理相互割裂局面，旨在探索城市用地的分区组织方法和雨水管理的集水区组织方法的互动关系与优化途径，集中在城市用地组织方法下的城市集水区特征、积水区成因分析，以及建立在积水区-调蓄功能-空间要素匹配分析基础上的低影响开发技术研究。项目主要研究结论有三个方面：（1）从长三角的太湖流域尺度与城市型小流域尺度，分析了基于自然流域单元与城市行政单元相互作用下的城市用地扩展、自然汇流路径及人工汇流路径的结构布局特征，研究发现过去30年长三角城市新区增长对城市汇流路径结构特征的影响及内涝发生的贡献最大；（2）根据上述研究结论，深入到城市新区小流域尺度，通过建立城市集水区体系及城市雨洪模型，积水模拟发现积水过程在同等开发强度下，更与建设用地和主干路径的空间关系以及所在位置的地形有关，揭示了城市用地组织分区与自然流域单元的冲突机制与关键致灾因子关系；（3）基于此，并结合低影响开发理念，建立了积水过程-调蓄功能-空间要素的匹配分析技术，并在太湖流域尺度与城市型小流域尺度，指出低影响开发在国内高强度高密度开发语境下的适应限制，提出了太湖流域尺度土地利用调蓄视角的雨洪管理差异化战略模式，从更大尺度认识老城区和新区的雨洪关联，拓展海绵城市建设的本土认知和视野，从城市新区小流域尺度提出采取规划分区与水文单元相结合的城市生态空间系统优化模式。