关键词:
屋顶绿化
径流调控
SCS-CN模型
空间异质
高密度城区
摘要:
高密度城区的不透水地表覆盖率高,严重削弱了城市的降雨径流调控能力,影响城市水安全。要想把城市化带来的负面影响尽可能地降至最小,就需要把城市的绿色基础设施建设摆在首要位置。而经济压力成为城市高密度地区绿地的供应难的最大影响因子,城区的密度越高,人口越密集,那么土地就会越紧缺,土地改造需要的成本就越大,这就成了绿地的供应的一大制约因素。因此,屋顶绿化凭借着它易于实现的特性成为了缓解城市降雨径流措施中最简单可行的办法,进而城市水环境安全问题也会得到进一步的解决。当下我国很多地区推动屋顶绿化建设的相关政策法规的先后颁布,针对不同气候条件下降雨特征不同的城市生态化建设实施策略显得尤为重要。然而,当前开展屋顶绿化径流调控面临两大问题:一是高密度城区屋顶绿化径流调控效益难以准确评估;二是屋顶绿化规划对径流调控需求的针对性策略不足。因此,本研究选取典型高密度城区厦门岛为研究对象,开展基于场景差异比较的屋顶绿化产流模拟与精准评价,并提出面向径流调控需求的屋顶绿化规划方法与实施策略。研究采用Arc GIS与SCS-CN水文模型相结合的方法。第一,在Arc GIS平台上整合厦门岛各个汇水区域的土地利用情况,得到近中远期屋顶绿化实施后各汇水区的CN值,利用SCS-CN水文模型计算出厦门岛的降雨径流;第二,分别计算(重现期2、5、10、20年)这四个不同的降雨条件下的屋顶绿化的径流削减率,从而分析屋顶绿化对降雨径流的具体影响,将各个汇水区域地表径流减少率的取值范围从低到高分成三个等级,并由此初步确定各控制单元屋顶绿化年径流总量控制率的取值。第三,计算出四种降雨事件下的城市积水面积和深度,将屋顶绿化实施前后积水量的数值大小的变化进行比对,进一步结合屋顶绿化径流调控效益的空间分异特征进行分析,对城区层面径流控制的屋顶绿化进行建设分区。针对不同分区的环境特点,提出指导性较强的空间发展指引,明确空间的发展方向,并在片区层面进一步提出差异性、针对性屋顶绿化规划策略。研究的结果表明,随着城市屋顶绿化量的增加,平均地表径流削减率从开始的0.91%增长到了4.51%;随着降雨量的增加,从2.86%下降至2.01%。随着屋顶绿化的增加,显著缓解了城市积水问题;考虑到高崎机场、西北部港口、筼筜湖、五缘湾和环岛路是厦门岛易积水区域的主要集中地,在此基础上提出了面向径流调控需求的多尺度屋顶绿化规划方法与策略,可以为差异化生态缓解策略制定提供科学指导。一方面提升了城区尺度屋顶绿化径流调控效益评估的准确程度,另一方面有针对性的提升了屋顶绿化建设的径流调控效益。此次研究是在厦门岛特定的气候区开展的,其结果可能并不适用于其他城市,但对于相似的地区,仍具有较大的参考意义。