洪水風險緩解和水資源管理規劃設計 | 張珈珩，武漢紡織大學

獲獎作品信息

作品題目：重構綠色城市——“基于自然的解決方案”：洪水風險緩解和水資源管理規劃

參賽作者：張珈珩

指導教師：Sunantana Nuanla-or

畢業院校：武漢紡織大學

作品選題確為城建規劃領域的熱點區域之一，參賽者對武漢南湖進行深入調研,估算雨季南湖發生洪澇災害的必然性，探究導致洪澇災害頻發的具體原因，并提出解決湖泊洪泛的景觀規劃設計策略。解決問題方案的策略分別是“海綿城市方法和綠色基礎設施”、“ 國土空間規劃”、“水管理”，內容表述清楚、邏輯、規范，一目了然。

——2021LA先鋒獎評審人評語 / 章衛軍，宜水環境科技（上海）有限公司  總經理

結構完整，成果新穎。但對于南湖問題的判斷還不夠深入。

——2021LA先鋒獎評審人評語 / 趙楊，北京雨人潤科生態技術有限責任公司  總經理

? 張珈珩

? 張珈珩

項目簡介

許多城市在雨季相繼出現瞬時洪澇現象，暴雨發生后，城市交通系統、網絡信息系統、醫療基礎設施和城市安全系統都受到了嚴重的影響。本項目對武漢南湖進行深入調研，分析其洪澇災害發生的的可能性，探究導致洪澇頻發的具體原因，并提出解決湖泊洪泛的景觀規劃設計策略。從而提高城市抗風險能力、增強城市洪澇適應性能力和提升災后恢復能力，有效緩解城市內澇、減少損失、恢復區域生態環境。合理規劃空間結構能夠最大化釋放濱湖空間，使湖岸線生態效益顯著，并考慮到初雨污染的可能。最終提出強大的三個戰略作為支撐城市湖泊應對暴雨天氣而引發的城市洪水的強有力工具。策略分別是“海綿城市方法和綠色基礎設施”、“ 國土空間規劃”、“水管理” 。

城市洪水是全球范圍內發生最為常見的自然災害之一。據統計，1975年至2000年，全球共有17萬人因洪澇災害失去生命。僅在2012年，洪澇就造成全球3240萬人流離失所。2020年中國洪澇災害受災人數達到6346萬。數字觸目驚心，可見其危害。

據報道“2016年武漢遭遇暴雨天氣，城市積水嚴重，尤其在南湖地區水勢不退，險情連連。十萬多名群眾正處在被積水圍困的狀態。” 2021年5月10日，星期日，武漢再次遭遇特大暴雨，南湖區街道和住宅積水泛濫。洪水沖擊性危害、澇水覆蓋性危害都表明城市洪澇災害所造成的影響已經是一個直觀的、令人焦慮的威脅。

詳細說明：

▼武漢歷年來洪澇災害新聞報道及現場拍攝? 張珈珩

▼武漢洪澇歷史及湖泊洪澇災害分析? 張珈珩

武漢地處江漢平原之巔，水源豐富，長江流域和166個湖泊共同構成了城市的水網系統。但流域面積卻在逐年減少，1988年至2015年間，南湖共流失濕地1563平方公頃，消失的湖泊轉為工地，堅硬的地表加劇了該地區的洪水風險。

▼南湖湖泊面價消失變化及土地利用分析? 張珈珩

查閱資料與新聞，并使用GIS分析得出南湖片區匯水范圍及地勢條件。最終總結出南湖地區容易發生洪水的原因，分別為“水系消失導致河流排水能力弱；填湖占地導致湖泊蓄水能力差；容納雨水的綠色空間少；城市韌性地帶缺失。”且經過現場勘察調研，發現多地駁岸空間屬于垂直式硬質駁岸，這大大阻礙了南湖消解雨水的能力。

▼南湖片區GIS數據分析及現場調研? 張珈珩

南湖流域流域面積37.44平方公里，藍線控制水面面積7.67.4平方公里。基于 GIS 和 Google Earth 分析，估計了流域的綠色和硬表面區域。為測算最大降雨時湖泊的蓄洪能力，以2016年最大降雨量582.5 mm為峰值降雨數據，計算各區域的蓄水量，得出南湖匯集雨水總量約1213萬立方米至湖泊流域，預計此時南湖容量可達約3382萬立方米，遠遠超過南湖最大湖泊容量約2909萬立方米，因此至少會產生473萬立方米的積水無法在南湖消散。

▼估算將于達到峰值時南湖承水量? 張珈珩

策略 1：海綿城市方法和綠色基礎設施

首先，參考南湖最大湖容、水域面積、高峰降雨量、集水區綠硬面積、入湖排水量等相關數值，得出南湖高峰期需要容納的水量 預測降雨量，并計算出南湖無法消散的降雨量。然后通過對植被土壤最大蓄水能力的分析來衡量該區域所需的綠化面積。最后，我們可以利用綠地的滲透和蒸發來驅散雨水。該項目的目的是利用綠地的滲透和蒸發來消散雨水。

▼概念愿景及戰略分析圖? 張珈珩

策略 2：國土空間規劃

倡導改變當地總體規劃。重新評估土地使用權，重塑綠色城市。該策略的靈感來源于 James Corner團隊提出的“土地置換”原則 （即去密集化理論）這一戰略從規模上看可能顯得激進而不現實，然而，該舉措的實施有可能實現一種新的和更綠色的城市主義形式。在洪水易發地區實施去致密化策略（去致密化意味著釋放最低的地形區域，為支持洪水管理策略提供空間），以創建綠色基礎設施項目：雨水蓄水“海綿”。最大限度地利用南湖綠色基礎設施戰略。規劃是通過將湖邊低矮老舊住宅區搬遷到遠離湖泊和地勢較高的地區，增加南湖的可浸面積。這一策略將有效緩解暴雨期間的洪水，并為綠色基礎設施騰出足夠的空間。

▼概念愿景及戰略分析圖? 張珈珩

策略 3：水管理

基于自然的解決方案（簡稱 NBS）是實現可持續發展和解決全球環境治理問題的關鍵工具。NBS 是一種綠色解決方案和方法，既基于自然，又有效促進經濟和社會的可持續發展。該策略的實施專注于南湖水管理，連接河流和線性公園，同時拓寬和軟化河岸，實現湖水循環，加速湖水凈化，從而形成一個動態的、適應性強的、高度多樣化的防洪生態系統。

▼概念愿景及戰略分析圖? 張珈珩

這三種策略在武漢南湖的抗洪適應性景觀規劃設計中共同應用，體現了其強大的生態服務功能。湖邊的軟化設計，既可以滿足強降雨時防洪的需求，又可以滿足該地區居民對公共開放空間的需求。

▼概念設計總平面圖? 張珈珩

選取南湖花溪公園作為詳細設計的一部分，經過多次實地勘察，發現該區域是一個硬質駁岸開放式公園，很多居民來此游憩；GIS圖像顯示該地區地勢相對較低，容易發生洪澇。周邊非建設高層住宅，有3棟僅7層高的老舊居民樓和2棟簡易別墅；北側設有排污口，水質環境較差。將三個策略共同運用于該區域，經過重新設計后，豐富的湖岸空間給人們帶來不同的空間感受，展現了更高的生態價值。

▼細節設計總平面圖及策略運用分析? 張珈珩

材料——該地區道路路面均采用透水材料，底墊面多為砂礫石墊層，減少了降雨時地表徑流，豐富了底墊面的含水量，增加了地下徑流。

技術——場地內構筑物、景觀廊道、透水路面、濱水駁岸的施工工藝均符合透水性和穩定性標準。

▼場地標高及施工工程細節分析? 張珈珩

植物——改造后的濕地公園更加生態，豐富的水生植物有助于增強湖泊自身的水循環，有效適應季節性降雨，增加區域的入滲率和蒸發擴散。

生物多樣性——更自然的生態環境可以更好地作為動物的棲息地，增加動物的種類。更清潔的湖泊環境有助于水生植物的生存并豐富生物多樣性。

▼生物多樣性? 張珈珩

濕地生態凈化技術——該區域濕地設計具有凈化功能，考慮到淹沒的水會造成首次降雨的區域污染。研究表明，水生植物葉根、水生生物、微生物、卵石和淤泥在生態邊緣改造中可以起到凈化初雨、創造具有生態服務系統的水環境。

▼濕地凈化機理? 張珈珩

▼階梯濕地初雨凈化? 張珈珩

模型——該模型展示了湖岸空間與陸地空間相交的階梯式生態駁岸。

▼階梯駁岸模型? 張珈珩

互動性——將駁岸剖面施工圖拓印到椴木板及亞克力板上，巴克球表示水流，演示洪水發生及湖泊駁岸應對方法。該互動模型不僅可以展示駁岸空間的施工細節，還能夠幫助更多人了解和生態駁岸在減輕城市洪水和清理初期雨水污染方面的積極意義，兼具教育功能。

▼生態駁岸模型意義解讀? 張珈珩

教育性——互動模型幫助學齡前兒童在玩耍的過程中感知自然，同時吸引孩子們的學習興趣與探索自然的求知欲，起到設計創意的引導意義。

▼互動模型吸引孩子們的興趣? 張珈珩

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