三角洲城市雨洪规划研究——以新奥尔良“DutchDialogues”工作坊为例

三角洲城市雨洪规划研究——以新奥尔良
“DutchDialogues”工作坊为例
1 背景介绍
绝大多数三角洲城市位于被自然冲击的低海拔地区，其特殊的地理位置容易产生难控制的雨洪问题，此问题也因三角洲城市结构与地形条件的制约进一步加强。

三角洲城市的雨洪问题已经成为未来城市的四大问题之一[1]。

2005年美国卡特里娜飓风考验了传统集中式排洪模式的效果，并给整个城市系统带来不可估量的损失。

不久后，新奥尔良市组织多元化的专家工作组对城市面临的雨洪问题做了大量有益的探索。

在综合了解城市结构与地形条件之后，工作组决定以新的规划调控方式重新整合城市结构、地形与排水设施，以此解决现有问题。

本文回顾了工作组雨洪规划的思路，探索新时期的三角洲城市雨洪规划可以借鉴的手法。

2 区域概况（图1～2）
新奥尔良市位于墨西哥湾上游169km处，全市面积907km2，其中51.55%是陆地，属副热带湿润气候，年均降水量1590mm。

城市两侧紧邻庞洽特雷恩湖（Lake Pontchartrain）和密西西比河（River Mississippi），呈现“三明治式”的城市结构[2]。

集中式排洪模式忽略了城市结构与地形条件的制约，进一步引发以下若干问题：第一，建设需求导致新奥尔良的地下水被排干，地基沉降导致城市土层大部分位于海平面高程以下。

局部沉降还会造成的地层倾斜与断裂，增加雨洪灾害的隐患。

第二，过量的降雨导致雨水在坑洼地表快速汇聚，造成城市泛洪区的形成。

部分泛洪区在几小时内的积水可达到100～200cm。

不连续低洼地带导致城市的积水无法有效通过排水设施排入附近的水体中。

泛洪区的城市物流、商业、交通不能正常运转。

第三，集中的排洪设施分割相邻的城市空间。

单侧排洪模式导致局部致密的排洪设施阻断了城市空间的连续性（图3）。

因此，地形条件导致城市建设与土地利用的矛盾更为显著。

抽水导致地基下沉后出现不连续的低洼地，犹如一系列“集水碗口”。

一方面，传统调控策略以单向集中式排洪设施为主体，加剧了地基沉降与洪水汇集；另一方面，城市结构、地形条件与排洪设施未能整合考虑，城市蓝绿网络延续性受损。

3 规划方法
3.1 明确目标与设计团队
新奥尔良基于上述问题，要求综合协调城市结构、地形与排洪设施的关系。

新的目标需要改变刚性排洪思维，维护城市安全的前提下增加城市品质，并以此为目标导向对城市水文、生态和人文都做出详细要求[3]。

为改变传统雨洪调控中以市政部门为主的局面，在荷兰大使馆和美国规划协会的支持下建立了“对话荷兰”（Dutch Dialogues workshop）的设计工作组[4]。

该工作组在Waggonner&Ball事务所的组织下，聘请来自荷兰与美国建筑设计、城市设计、景观环境、水利工程、市政工程5大领域40多个单位共50人组成工作组，并全程由新奥尔良政府（Greater New Orleans）资助[5]。

利用3年时间集中讨论，工作组认为新的规划需要分散雨洪空间，改变城市地形、城市结构与排水设施分离的现状[6]。

表1 新雨洪规划与传统雨洪规划对比
调控模式规划的系统要素调控手段涉及对象排洪方式运作特点涉及因素实施效果新雨洪规划地形条件、城市结构、城市环境、排洪设施韧性+动态多元因素的整合雨洪效果：分散的雨洪分区缓解了排水的压力，双向排水进一步减轻了洪水对城市的威胁，重组后的各子雨洪分区能因地制宜的运作；空间效果：弱化了集中排水管渠的空间割裂效果，各分区能够结合历史发展展示城市活力，规划加强了城市蓝绿空间的连通性传统雨洪规划规划调控城市空间+排洪系统分散式：以延缓、储存与排水综合主导的“软排洪”排洪设施工程调控排洪系统集中式：以排出为主导的“硬排洪”刚性+静态单一因素的局限雨洪效果：集中的排水造成部分区域地基沉降，进一步加重洪水泛滥；空间效果：集中裸露的排水渠道割裂空间，城市的文脉展示因排水渠
道而受到阻碍，各类空间连续性较差
3.2 分散化的管理分区
改变排洪模式首先应分散城市的雨洪管理空间。

一方面，分散后的管理空间可以实现整合城市结构、地形条件与排洪设施的目标，减缓集中式的地基沉降。

另一方面，分散后的管理空间可以进一步引导各空间调控要素的优化配置，实现静态防洪向动态防洪的转化，切实有效地削弱雨洪问题。

分散的依据是基于对城市结构与地形的理解。

工作组调研发现新奥尔良“三明治式”的城市结构与道路系统是自然景观环境驱动下城市扩张的结果。

南侧密西西比河与北侧庞洽特雷恩湖是新奥尔良城市结构形成的基础。

18世纪—19世纪的扩张过程逐步形成现有“三明治式”城市结构。

受南侧河流形态的影响，城市南部道路系统主要垂直于河流，形成扇形的空间分区。

19世纪以后城市快速向沼泽区扩张，逐步形成了现有“三明治式”城市结构的北部肌理。

延伸原有道路系统，使得北部道路系统主要垂直于北侧庞洽特雷恩湖设置。

20世纪后城市河湖之间的低洼地被新的网格填满，形成“三明治式”城市结构的中部肌理。

南北部都受到城市边缘水体的影响，而中部成为城市空间的分水带和原有遗留的沼泽地形，通过交通系统将上下两城连接。

自然形成的小溪被当作城市天然排水道，将城市的雨水由南至北运送至北部墨西哥湾入海口（图4）。

工作组其次分析了城市地形条件。

分析过程涉及地理、地质、土壤、水文等多学科融合，并需要详细的数据支持。

工作组对城市地表各子区域水文与土质状况进行数据收集及实地调研，绘制城市不同子区域的平面与剖面，根据地形条件结合城市区位、地表组成、水土比例，推演理论上具有相近雨洪容纳能力的区域，并依据此将新奥尔良分为四大雨洪分区，分别是：Jefferson Basin，Orleans Basin，Orleans East Basin和ST.Bernard Basin（图5）。

因此，新规划的管理分区基于城市结构、地形条件与排水设施设置空间分界线（图6）。

（1）城市结构分界线
延续历史发展结构，根据各区域城市功能，通过街区的边界将
“三明治式”空间结构界定城市结构分界线。

（2）地形条件分界线
基于地形高度，地表组成、水土比例，推演雨洪容纳能力，划分地形条件分界线。

（3）排水设施分界线
基于现有城市排水管网结构、开敞与闭合的运河系统，划分排水设施分界线。

通过进一步叠合以上3类空间分界线，新规划的雨洪管理分区被分散为40个子区域。

重组的管理分区整合将城市结构、地形条件与排水设施，是下一步分区水文模型测算与优化设计的基础。

新规划一方面将原本集中的雨洪空间分散化处理，并重新分配雨洪容纳能力；另一方面维持城市原有结构，加强城市蓝绿网络的连续性。

3.3 分区模型测算
工作组对管理分区运用地形数据、气象数据等全方面测试百年一遇暴雨情况下各分区的排洪情况，计算各分区的最大雨洪容纳指标。

计算模型验证众多小管理分区划分的合理性，并测试延缓、储存与排洪①策略在各个分区的作用，预测短期、中期、长期的雨洪调控效益。

模型运算重新分配各个管理分区的雨洪容纳指标（图7）。

3.4 优化设计（图8～9）
以新的管理分区为城市空间结构优化的基础与骨架，对进一步实施雨洪规划策略提供了优势，主要表现如下：
（1）优化排洪径流疏导路线
新管理分区为实施多方向的径流疏导路线提供了可能性。

规划综合了原密西西比河的雨洪接收能力，利用城市分水带将原有单向的排洪流线转变为双向的排洪流线，减短了雨洪排放的距离。

同时各分区基于优化后的疏导路径重新设计疏导路线。

图1 新奥尔良地表土层状况
图2 新奥尔良泛洪区域
图3 新奥尔生硬致密排水渠分离城市空间的连续性
图4 城市结构的发展
图5 Orleans Basin平面与剖面图
（2）“延缓、储存和排水”
分区为“延缓、储存、排水”策略的实施提供基础。

针对各分区的特点，规划新增排水径流、排水储存区、双向径流排水交换器与延缓径流等调配要素，保持调配要素与管理分区特点的一致性。

（3）优化空间功能与连接
管理分区为进一步实现多元化的城市功能与空间连续提供基础。

新的管理分区为城市设计的优化提供了空间骨架。

优化规划的生态与水文轴线可以进一步弱化分区后的空间分界线，并能够兼顾城市生态、水文社会以及人文活力，从多个层面展示城市活力，消除飓风后城市活力低下的现状。

①O rleans雨洪空间（12个子区）：以历史保护性为展示主题，综合提高城市历史风貌。

该片区以突出作为历史滨水走廊为原则，展现法国殖民时期的风貌。

增设绿道，水广场和公园，增加城市居民亲水的可能性。

②Jefferson雨洪空间（10个子区）：以展示城市商贸为主题。

该片区沿商业区网格插入保水功能和植树，改善运河驳岸，以及增加建造用于储存和过滤雨水的公园，增强土壤的稳定性和盆地安全处理强降雨的能力。

③Orleans East雨洪空间（8个子区）：以展示城市形象为主题，打造城市港湾门户。

该片区拟新建新的海滨商业和娱乐区，整体提升了新奥尔良东部的门户形象。

④ST.Bernard雨洪空间（10个子区）：以生态保护为主题，营造大量的生态绿地，综合提高城市生态价值。

恢复湿地栖息地，线性公园，同时提高了圣伯纳德和中央湿地作为净化新奥尔良空气环境的核心（图10）。

图6 整合城市结构、地形条件与排水设施的雨洪管理分区
图7 a 规划前十年遇暴雨泛洪模拟
图7 b 规划后十年遇暴雨泛洪模拟
图8 重组空间后的双向径流疏导路线
图9 重组空间后的“延缓、储存、排水”的梯级策略与空间发展骨架
图10 重组空间后的雨洪片区空间构思
4 对三角洲城市雨洪规划的启示
新奥尔良城市雨洪规划打破城市原有集中的排洪模式，在全面了解城市结构、地形条件与排水设施布局的基础上，将静态的城市雨洪分区转化为可动态调节的40个的城市雨洪分区，并以新的管理分区为城市空间结构优化的基础与骨架，其规划方法具有普适价值。

首先，规划提高了城市结构、地形条件与排洪设施的一致性。

其次，规划以分散式排洪模式代替集中式排洪模式，减小集中区域的排洪压力，减缓持续的地基沉降。

再次，规划延续各分区的功能，展现多元化城市的风貌。

最后，规划引入“延缓、储存与排水”的调控策略，增加城市蓝绿空间的连通性（表1）。

规划在制定过程中，以下几点变值得我们学习与借鉴：
（1）由“刚性”排洪转向“韧性”排洪
“韧性”排洪注重雨洪调控中连续动态的过程，这种过程体现在分区水文模型的测算及其排水量指标的分配过程中。

另外“韧性”排洪利用系统思维，前瞻性地创造了未来城市发展的空间骨架，并与城市近期、中远期和远景空间发展相结合，强调中远期和远景发展的韧性力度。

排洪模型允许根据未来气候条件与自然变化因素加以修改。

（2）由“工程”调控转向“规划”调控
传统的雨洪管理多以工程调控为手段，过分依赖人工系统对雨洪的调控能力，缺乏利用管理分区为媒介，从规划角度探讨其解决本质问题的可能性。

规划作为手段明确分区作为基本元素贯穿整个雨洪调控的过程，优化了雨洪调控的能力，确保城市安全的同时提高城市的空间品质。

（3）由“单一”领域迈向“多元”合作
以规划为调控手段的空间重组需要综合考虑各方面因素，需多元化的协同合作为全方位多维度的调控成果打下基础，改变传统的雨洪调控中由单一因素占主导地位的局限。

工作组的最终成果需要以演讲的形式展出，并需要接受各类的利益相关者（Stakeholder）的评判。

多元合作的研究成果为未来三角洲城市雨洪调控提供了一种可能性。

资料来源：图4：参考文献[3]；
图6，图9：作者整理绘制；
表1：作者自绘；
其余图片均基于参考文献[6]绘制。

注释
① 延缓、储存、排水：延缓指设计推迟雨洪进入排水系统的可行性措施；储存指设计包含储水能力的地表储存区；排水指利用基础设施对城市多余洪水进行排放。

参考文献
[1]IPCC.Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[EB/OL].[2015]./home_languages_main_chinese.shtml.
[2]Kelman A.A River and Its City[M].The Nature of Landscape in New Orlean.Berkeley, CA:University of California Press, 2003: 24-35.
[3]Waggonner D, Dolman N, Hoeferilin D.New Orleans After Katrina: Building America's Water City[J].Built Environment , 2014,40(2): 281-298.
[4]Meyer, Morris, Waggonner.Dutch Dialogue: New Orlean-Netherlands[M]//Common Challenges in Urbanized Deltas .Amsterdam: SUN Pubishers, 2009: 30-50.
[5]Meyer H, Nijhuis S.Delta urbanism: planning and design in urbanized paring the Dutch delta with the MIississippi River Delta[J].Journal of Urbanism, 2013, 6(2):160-191.
[6]Great New Orleans Urban Water Plan.Living with water [EB/OL].2016./.。