基于气候承载力评估的城市气候地图编制方法一、项目简介快速城镇化进程中城市气候问题日趋严重,重要原因在于建设过程对城市气候的忽略、城市气候研究与城市规划的脱钩。这对要落实由“求量”转向“求质”的精细化城市设计提出严峻挑战。在城市发展全面转型阶段,精细化城…
快速城镇化进程中城市气候问题日趋严重,重要原因在于建设过程对城市气候的忽略、城市气候研究与城市规划的脱钩。这对要落实由“求量”转向“求质”的精细化城市设计提出严峻挑战。在城市发展全面转型阶段,精细化城市设计的实施很大程度上依赖相关科学研究的介入。
作为城市气候学与城市规划之间的最佳桥梁,城市气候地图(Urban climate map, UCMap)利用数字化技术通过二维图纸展示指定范围内各类城市气候问题的现状与发展预期、为城市土地利用方式提出建议,引导城市规划有效缓解雾霾、热岛等城市气候问题,是科学引导城市规划与发展决策的辅助工具。
城市气候地图的成果主要包括两个部分——“气候分析图”与“规划建议图”。其中,“气候分析图”在各种城市气候现象之间建立起联系,它将为使用者(气象学家或规划师)及其规划或管理要求的落实寻求依据与解决途径提供方便;规划建议图则用以提出和定位补偿措施或替代措施的建议。实践中,二者常被作为某地区气候信息图纸汇编(即《气候图集》)的核心内容,也可与土壤、动植物生境、地理、水文等其他各类环境信息一同录入该地区的《环境图集》。
城市气候地图通过对城市气候问题现状与发展的调查与分析,判断土地利用方式改变所致的城市气候影响,是应对城市气候问题、开展精细化城市规划与城市管理的有效预设环节。城市气候地图编制工作的关键任务在于明确亟需改造的区域及其改进方向。为此,各地结合自身的气候特征、基础数据与技术水平等客观条件探索适应性编制方法研究。
为了确保城市设计策略靶向性与资源合理配置,面对我国东南沿海城市复杂的气候条件与多样化的可利用资源,本研究将地块建设超出当地气候最大承受能力作为判断依据。鉴于城市地理条件与微气候环境的复杂性,气候环境恶劣并不能简单等同于城市建设的不合理,而超越气候承载力的开发建设才是问题根源。通过城市气候问题现状与土地利用强度及其利用方式的比较,明确气候资源对土地利用的支撑能力,将超出当地气候承载力的区域识别为“问题区”,并通过原因分析解释当地城市气候与城市建设的相互作用,通过特定的应对措施保障城市建设在气候系统变动范围内的可持续或良性发展,从而实现了由传统的优化城市气候现状向管控城市建设负面气候效应的思路进化。
本研究已完成中试。实证证明,由该方法编制的城市气候地图能够实现城市气候研究对城市规划的量化引导,有助于城市规划与设计策略获取的精细化。经一系列分项问题的调查与分析,热岛、通风条件、污染源现状评估与气候承载力评估得以展开。成果明确了当地城市气候问题的分布特征。其中,气候分析图、规划设计建议图分别给出城市气候病的“诊断书”与“处方”。针对土地用途变更与构筑物三维尺寸变化的气候影响,土地被划分为九个部分,并分别指出城市设计策略与规划措施。其中,三个部分涉及开放空间,五个部分涉及建成区,一部分涉及污染物密集的道路。图纸网格精确度控制在100mx100m。此外,由该项目支撑的城市气候数据库已达到国内先进水平,成果已提交城市建设与管理部门。
较之其他城市气候专项研究,城市气候地图在分析对象的全面性与成果的可视化方面存在优势,便于城市气候信息向空间使用准则的转化,使各种设计策略均有据可循、并能“落实到位”。同时,鉴于区域气候对微气候的决定性影响,城市气候地图与微气候研究在一定时空范围内存在很强的信息输入-输出关系;后者将基于前者的判断进一步确认各区气候设计量化指标,消除方案生成、比选与修订过程中的不确定性。
因此,城市气候地图将在项目伊始就引入城市规划,辅助城市总体布局。一方面,该工具在前期研究阶段当中的引入能够为城市规划提供明确引导。通过详细展示热岛、通风、雾霾、大气污染等各城市气候问题的现状及其预期,通过综合统筹各类问题的分析成果,城市结构、城市布局、功能分区、城市形态、绿化系统、水域、道路交通体系、对外交通用地、市政公用设施用地、城市环境保护与防灾等问题的解决均可在一定程度上获得科学依据。另一方面,各地城市气候地图系统及其数据库的建立将为部门协调与权衡决策获得客观基础。
城市气候地图的编制与有效实施应具备以下必要条件:完备基础信息的获取、专业规划优先权的确立。
第一,基础信息的全面性不仅有助于提高气候分析与用地评价研究成果的科学性与系统性,而且有助于在公共机构规划参与和权衡决策中提升城市气候方面规划要求的可信度与受关注度,有利于该方面规划要求的权重提升与措施落实。当然,作为气象监测信息与下垫面数据资料获取的必要条件,监测网络的完善性、科研资金的充裕性、公共信息资源的可利用性亦至关重要。
第二,专业规划优先权的确立不仅促进了城市气候研究新思路与新方法的开发,而且促进了相关研究前沿成果的实践应用与检测。鉴于城市气候分析的专业性与技术性,城市规划编制机构与高校或科研机构的长期合作对此至关重要,以便持续地向政府机构、规划部门展示问题现状与发展趋势、提出规划要求、维护公众利益,并进一步完善专项研究工具。
城市气候地图的编制与实施主要体现为社会效益,研究成果将在行业内产生很大影响。相关成果可在实践中为规划设计单位的方案编制、气象部门的规划参与、规划主管部门的规划组织与政策制定提供参考;数据库与城市气候地图将在一定程度上为应对城市气候问题的城市建设提供技术支撑与决策依据,为政府与相关建设部门未来几年的科研与实践工作提供有力支撑。
考虑到各地在城市气候问题特性、可利用资源方面的差异性以及可获取数据信息的差异性,城市气候地图的编制方法将在此基础上进行适度优化或更新,从而因地制宜地调整权衡因素。例如,山地城市中承担冷空气与新鲜空气传输任务的山谷、山脊鞍部敏感性高,不宜开发建设;林地资源匮乏区具备气候补偿与空气卫生更新潜力的植被覆盖区不应破坏;山谷城市中已被大规模开发的山坡不宜再度开发利用;准静止风城市中局地风流域应避免作为工业用地,等。
因此,本项目拟采用合作开发或委托开发的合作方式。