基于自然生态格局的海绵城市建设功能分区——以南沙新区海绵城市建设为例

魏本胜，袁洪州，唐陈杰

(上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434)

党的十八大将加强生态文明建设提高到国家发展战略的高度，海绵城市建设作为生态文明建设的重要举措，得到国务院及国家相关部委的大力支持。2015年10月，国务院下发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，从加强规划引领、统筹有序建设、完善支持政策、抓好组织落实方面，提出了10项具体措施。随后，财政部、住建部、水利部联合发布了《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》(财办建[2015]4号)和《关于开展2016年中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》(财办建[2016]25号)，目前两批共计30个国家级试点城市正在开展海绵城市试点建设工作。近几年，对于海绵城市的研究非常多。如原住建部副部长仇保兴[1]对海绵城市的内涵、途径进行了阐述，并对未来海绵城市建设进行了展望；胡灿伟[2]从城市水生态方面探索如何建设海绵城市，列举了海绵城市在国内的实践案例；张书函[3]基于城市雨洪资源综合利用角度，阐述了海绵城市建设。大部分研究针对于海绵城市建设的理论层次，重点解释海绵城市的概念，探索海绵城市的建设可能，但从实践方面的研究较少，仅有张青萍[4]等从城市雨洪景观安全格局角度阐述了海绵城市建设思路，也只是针对城市雨洪格局的一个方面，未能从整个生态安全格局层面总体考虑。本文以南沙新区为研究区域，以生态安全格局构建为生态基础，结合城市总体规划以及生态控制线的要求，构建海绵城市建设生态安全格局，进而划定海绵城市建设功能分区，力求解决如何从城市空间上建设海绵城市的问题，为城市海绵城市建设的合理实施提供支撑。

1 研究区域

南沙区位于广州市最南端、珠江虎门水道西岸，是西江、北江、东江3江汇集之处。南沙新区是大珠江三角洲地理几何中心，距香港、澳门分别仅38和41海里，是珠江流域通向海洋的重要通道，也是连接珠江口两岸城市群的枢纽节点和我国南方重要的对外开放门户。南沙新区包括3个街道、6个镇。2015年末，全区常住人口65.58万人，户籍人口38.35万人。

2 自然生态格局构建

规划基于南沙新区的生态本底条件，本着因地制宜的原则，选取生态敏感性分析指标，识别当地关键的生态过程，进而选取表征关键生态过程的生态因子，构建新区的现状生态安全格局，结合水敏感性分析，进行海绵城市建设适宜性分析，得到南沙新区海绵城市建设现状适宜性空间布局图。为保证海绵城市规划的可实施性，规划综合考虑《广州南沙新区城市总体规划(2012-2025)》中2025年用地规划布局要求，形成海绵城市规划适宜性布局图。最终根据不同区域的海绵建设适宜度差异和海绵体的主体功能，构建安全、可持续的海绵格局，为海绵城市分区控制，提供切合实际、科学、可实施的海绵城市建设依据。

基于海绵城市建设需求，选取指标高程、坡度、植被覆盖情况，综合叠加得到地质安全格局。

1) 高程采用GDEM30m的DEM数字高程数据，数据来源于中科院地理空间数据云平台。由图1可知，规划范围内高程比较高的区域为黄鲁山、十八罗汉山、大山乸及周边区域。坡度利用DEM数字高程数据借助ArcGIS的坡度分析计算得出。

2) 植被覆盖计算采用Landsat8卫星影像，拍摄时间为2016年5月10日，选取云量较少的时间段。利用NDVI(归一化植被指数)来表征植被特征。

将高程、坡度以及植被覆盖度利用GIS工具进行叠加分析，并分类得到南沙新区地质安全格局。由此可得，高度敏感区和较高敏感区主要集中于三大山地林地区域，中度敏感区重要为农田和湿地区域，其他区域敏感程度较低。其中，低度敏感区面积最大，占到51%，主要集中于外水水域。

选取现状水面分布及其缓冲区影响范围、现状地表径流及流域分布、现状地势低洼已发生洪涝的区域，综合得到水安全格局。见图2。

1) 河流处理以现状河流数据以提供CAD为准，利用ArcGIS软件进行数据整理并通过缓冲区分析得到河流影响因子。

2) 在GIS 技术的支持下，基于DEM 数据进行地表水文分析，可以得到区域内不同等级的潜在径流。

3) 淹没区域分析，南沙新区防洪压力较大，需识别重点洪泛区，洪泛区识别原则主要包括河流两侧高程在洪水位以下的区域以及滨海高程在潮水位以下的区域。利用无源淹没分析方法，利用DEM数据分析得到不同区域的洪水淹没风险。

将河流影响、地表径流以及淹没风险区域利用GIS工具进行叠加分析，并分类得到南沙新区水安全格局。由此可得，高度敏感区和较高敏感区主要集中于河流及其两岸一定缓冲区域、万顷沙湿地滩涂以及部分城市易涝区域，大部分区域敏感程度较低，主要为建成区以及农田区域。

图1 地质安全格局

图2 水安全格局

2016年6月，广州南沙开发区国土资源和规划局完成了“广州南沙新区城市生态控制线划定工作”，将南沙新区行政辖区内重要生态斑块划分为一级、二级两级管控区，对维护南沙新区城市生态安全格局的健康具有重要的意义。综合地质安全格局和水安全格局以及基本生态控制线管控区域，得到南沙新区综合生态安全格局。见图3。低度安全水平和较低安全水平区域约占总面积35%，主要集中于山体林地以及河流及其周边区域和生态控制线一级管控区；中度安全水平主要为生态控制线二级管控区以及部分农田区域；其余区域安全水平较高，主要为城市已开发建设区以及未来较适宜开发建设区域。见表1。

图3 综合生态安全格局

等级面积 /km2占百分比 /%低度安全水平256.4731.97较低安全水平25.593.19中度安全水平254.4531.72较高安全水平144.2217.98高度安全水平121.6115.16

“四心”：黄山鲁斑块核心，十八罗汉山斑块核心，大山乸斑块核心，南沙湿地公园斑块核心。“两片”：北部农业生态基质片区，南部滨海生态基质片区。 “多廊成网”：规划确定的生态网络所包含的廊道分为两类：①主要生态廊道，即衔接广州市总体生态网络结构，形成两横四纵的主要生态廊道；②次要生态廊道，即通过沿次级河涌、基础设施隔离带等形成的组团间生态廊道。这两类廊道相互交叉共同构成网状廊道。

3 海绵城市功能分区与建设要求

南沙新区海绵城市功能分区以生态安全格局为基础，结合南沙新区海绵系统空间格局与广州市土地利用现状及《广州南沙新区城市总体规划(2012-2025)》的用地功能、基本农田分布、生态控制线管控范围等进行综合评价，共分为4类：海绵生态涵养区、海绵生态保育区、海绵功能提升区、海绵功能强化区。见图4。

图4 海绵城市功能分区图

3.1 海绵生态涵养区

海绵生态涵养区是规划范围内现状生态条件最好，水生系统完整，具有源头生态涵养功能的海绵功能区域。其以水生态基础设施中的水源涵养林为识别基础，主要分布于黄山鲁森林公园、十八罗汉山森林公园、大山乸山。黄山鲁森林公园作为南沙新区东部众多山体林地的重要中枢，拥有丰富的动植物资源以及独特的人文内涵和丰富的自然地理景观；十八罗汉山森林公园作为南沙新区西部唯一的山体，拥有森林、沟壑、湖泊、丹霞地貌、古海蚀场等自然景观，云霞观、观音堂、仙庙、天后宫、水月宫等历史人文景观，起着重要的生态踏脚石作用；大山乸山尚未进行景区建设，以山体和周边农田为主。

3.2 海绵功能提升区

海绵功能提升区是规划范围内建设密度较低、具有一定生态条件的建成区，是可以利用现状生态资源，通过局部功能提升即刻满足海绵城市要求的海绵功能区域。其以建制镇、乡村等建设相对分散、保有一定水体、绿地量的建成区为基础。

3.3 海绵功能强化区

海绵功能强化区是规划范围内建设相对集中、生态条件较差的建成区，是必须通过强化区域内现存与规划水系、绿地的海绵功能才能基本达到海绵城市要求的海绵功能区域。其以城市连绵建成区等建设相对集中、水系与绿地较少的建成区为基础。主要集中于南沙街、黄阁镇、大岗镇等城市开发建设强度较大的区域。

4 结 语

本文以南沙新区为研究区域，从整个生态安全格局层面总体考虑，以生态安全格局构建为生态基础，结合城市总体规划以及生态控制线的要求，构建了海绵城市建设生态安全格局，进而划定了海绵城市建设功能分区，一定程度上解决了如何从城市空间上建设海绵城市的问题，为城市海绵城市建设的合理实施提供支撑。