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1、第三章 城市规划基础之一: 自然环境,城市与地球表层土地、水、植被、动物及大气圈层等相互交融构成自然环境的一个组成部分，它们互相影响、互相制约，在对立与统一的交织中存在与发展。,城市与自然环境之间关系图,古代城市最佳位置选址示意图,本章主要内容,第一节 城市自然资源条件 第二节 城市自然地理条件 第三节 城市地质水文条件 第四节 城市气候条件,第一节 城市自然资源条件,自然资源 是指作为生产原料和布局场所的天然存在的自然物,是自然界中一切能为人类利用的自然要素。,土地资源,水资源,矿产资源,森林资源,一、土地资源,我国土地资源状况概括起来是总量多，人均耕地少，可开发后备资源少。 2004年全国
2、已有666个县突破了联合国粮农组织确定的人均耕地0.8亩的警戒线，其中463个县人均耕地已不足0.5亩。,(一) 我国土地资源状况与土地利用国策,1. 土地资源基本状况,第一阶梯面积约占全国的25%，由于自然条件恶劣，人口不到全国的1%；第二阶梯面积约占全国的30%，但由于大部分土地都是海拔1 000米左右的高原和盆地，气候干燥，人口不到全国的4%；第三阶梯面积约占全国25%，但集中了全国总人口的95%以上。,2.土地资源利用的基本国策,1）实行用途管制，严 格保护耕地,2）节约集约用地，建 设节约型城市,国家“十一五”规划纲要指出:“要把节约资源作为基本国策,发展循环经济,保护生态环境,加快
3、建设资源节约型、环境友好型社会,促进经济发展与人口、资源、环境相协调。”,我国土地管理法规定,“要按规划用途合理利用耕地资源,严格控制建设占用耕地,对基本农田实行用途管制。”,（二）土地在城乡建设发展中的作用,作为生物与非生物的载体,各种人工建(构)筑物的地基,土地是人类生产、生活赖以存在的物质基础。,1承载功能,3生态功能,2生产功能,土地具有肥力,是万物生长的重要来源,它具备适宜生命存在的各种营养物质,和氧气、温度、湿度等结合一起,从而使各种生物得以生存、繁殖并世代相传。,一方面表现在它具有景观功能。 另一方面还表现在林地、草场等用地具有维护生态平衡的作用。,（三）城市用地的特殊性,城市用
4、地除具有一般土地所共有的特征外,还具有以下特点： 1.区位的极端重要性 2.开发经营的集约性 3.土地使用功能的固定性 4.不同用地功能的整体性,世界水资源概况,二、水资源,1950年，世界贮量（在计算了农业、工业和家庭用水量之后）高达人均168 900立方米。而今，全球贮量已降至7300立方米，25年后还有可能降至4 800立方米。 今天，约有35%的世界人口面临着“灾难性”的缺水，即在发生干旱等危机时，水的总贮量不能供养这个地区的人口。 并且，水的自然分布很不平衡，40%以上的河水、水库水和湖水仅集中在六个国家：巴西、俄罗斯、加拿大、美国、中国和印度。同时，在40%的地球板块上只有2%的河
5、水、水库水和湖水。,干渴的地球,地表水和地下水是城市用水的主要来源。中国水资源紧缺，人均占有量仅为世界平均水平的四分之一，而有限的水资源分布却很不均衡： 长江流域及其以南的河川径流量约占全国的84，同一地区的耕地面积却不到全国的36； 长江以北地区地表径流仅占全国的16，而耕地却占全国的64，其中黄河、淮河、海河三大流域，则以不到全国6的河川径流量，供给全国近40的耕地面积。 尤其是北京、天津、河北、山东等地，水资源人均占有量仅为全国平均水平的六分之一，是世界上最缺水的地区之一。,（一）我国水资源状况,中国城市缺水严重。中国人均水资源占有量居世界第110位，被联合国列入13个贫水国之一。目前，
6、在全国640个城市中，缺水城市约300个，严重缺水城市114个，这些城市缺水总量约1600万立方米。 据有关部门预测：到2020-2030年，我国按现在供水能力，每年缺水量1500亿立方米。,（二）水资源对城市的影响,水是城市生命的源泉，社会、经济发展的基础，良好生态环境的保障。 中国21世纪议程明确指出：“中国可持续发展建立在资源的可持续利用和良好的生态环境基础上”，而“水资源的持续利用是所有自然资源保护和可持续利用中最重要的一个问题。”,1.水资源是城市产生和发展的基础,a用作原料(饮料、食品等)； b电镀工厂等用作化学反应媒介物； c用作搬运原料媒介物； d用作冷却水； e洗涤用水；等等
7、。,2.水资源制约工业项目的发展,水还是重要的生产资料。在工业生产中，水的利用方式有：,水又是一种特殊的生态景观资源。优美的自然山水风光对城市布局、城市面貌、城市生态环境、城市人文历史特色的影响源远流长。,3丰富的水资源是城市的特色和标志,水城威尼斯,威尼斯的黄昏,江南水乡,城市水资源供应量一般以年为单位计算，从地表水系取水的一般采用最高日用水量计算。城市供水能力是指供水设备最大可供的水量，不能混同于以年计算的水资源可供量或城市用水量。 一般来说，城市生活和生产用水要求保证率为9097，农业用水保证率为75，因此，地表水资源量一般要按保证率为9097、75或多年平均情况分别计算。,4正确评价水
8、资源供应量是 城市规划必须做的基础工作,我国于1993年9月1日起施行的取水许可制度实施办法(1993年6月11日国务院第五次常务会议通过)中，要求取水许可应当首先保证城乡居民生活用水，统筹兼顾农业、工业用水和航运、环境保护需要的原则。,（三）水资源管理,直接从江河、湖泊或者地下取水的单位和个人必须符合江河流域的综合规划、全国和地方的水的长期供求计划，遵守经批准的水量分配方案或者协议。 涉及城市规划区和城市供水水源的，由省级以上人民政府水行政主管部门会同同级人民政府地质矿产行政主管部门和城市建设行政主管部门划定，报同级人民政府批准。,办法中规定：,水资源流域管理与区域管理模式,三、矿产资源,一
9、般矿产资源按其利用不同可分为：,金属矿产 非金属矿产 能源矿产,（一）我国矿产资源简况,我国矿产资源虽然总量丰富，但人均占用量不足，仅为世界人均水平的8，居世界第53位。,我国的矿产资源主要存在三个问题： 一是支柱性矿产(如石油、天然气、富铁矿等)后备储量不足；二是中小矿床多、大型特大型矿床少；三是资源分布与生产力布局不匹配，如煤炭保有储量74集中在山西、陕西、内蒙古和新疆，而经济较发达的东南部地区则十分紧缺，造成巨大的运输压力。,石 油,天 然 气,富 铁,富 锰,部分有色金属,化 工 矿 产,铬,钾,金 刚 石,主要依赖进口,部 分 依 赖 进 口,部分原本具有的矿产也过度耗竭 到下个世纪
10、初变为短缺矿产,（二）矿产资源对城市的影响,1.矿产资源的开采和加工可以促成新城市的产生 2.矿产资源决定城市的性质和发展方向 3.矿产资源的开采决定城市的地域结构和空间形态 4.矿业城市必须制定可持续的发展战略,一、地理位置 二、地形地貌,第二节 城市自然地理条件,辞海:地理位置是国家、地区的自然或社会客体(如山脉、河流、城市、村落等)与外在客观事物间的空间关系总和。可分为数理地理位置；自然地理位置；经济地理位置；政治地理位置和交通地理位置。 城市地理位置是指城市及其外部的自然、经济、政治、社会等客观事物在空间上相结合的特定点。,一、地理位置,二、地形地貌,地貌又称地形,是地表(包括陆地和海
11、底表面)各种形态和形态组合的总称。陆地上起伏的山脉,广袤的平原,连绵的山谷,浩瀚的山丘,以及海底的大陆架、大陆坡、深海平原、海底山脉等,均是地球表面规模不等、形态各异的地貌单元。,（一） 地貌类型,对城市选址的影响 对城市地域结构和 空间形态的影响,地貌类型包括山地、高原、丘陵、盆地、平原、河流阶地等。,（二） 地表形态,地表形态包括地面起伏度、地面坡度、地面切割度。,1.对城市景观的影响,2.对城市建设的影响,通常，适于城市建设的地面坡度在18%至0.3%之间，而不同性质的城市用地对地面坡度有不同的要求。,丘陵、山地城市，因发展用地有限，其规模一般都不会太大；而平原城市则恰恰相反。如美国的波
12、士顿，日本的三湾一海，中国的长三角、珠三角等，都是聚集着500万人以上甚至1 000万人以上的巨型城市和城市带、城市群，且位于地形平坦，用水充足，水运便利的区位上。,3.对城市规模的影响,4.对城市布局的影响,首先，山地丘陵城市的市中心一般都选择在山体的四周进行建设。 其次，居住区应布置在有充裕的用地和丰富的地表水源的谷地中。 第三，工业特别是有污染的工业应布置在地形较高的城市的下风向和下水向，以利于污染空气的扩散。,韩国首都首尔,(二)地貌现象,不同地貌现象直接影响城市对各项建设用地的选择和确定。 如河流阶地是城市较理想的选址，但在建设中必须注意河流的摆动和侵蚀特点。城市和河港最好建在平直河
13、段上。,第三节 城市地质水文条件,一、城市地质条件的概念 二、水文条件,对城市地质条件的分析主要分为工程地质和水文地质。其中对工程地质的分析主要侧重于对建设场地的地质稳定性、各项建筑地基承载力和有关工程设施的经济性等方面；对水文地质的分析着重在能否满足城市生活和生产用水等方面。,一、城市地质条件的概念,(一)工程地质,一般自然地基由沙、土、石等构成，然而地表组成物质决定了基地的承载能力和地基的稳定性。 地表组成物质对建筑物的影响通常用地基承载力（或称地耐力）表示，即单位面积用地表面的荷载能力，以千帕（KPa）或千牛顿/平方米（KN/m2）为单位。 总体上，地表组成的物质颗粒越粗，荷载能力越大；
14、相反，颗粒越细，荷载能力也就越小。,1.地表组成物质,各种地表组成物质的地基荷载能力表（t/m2）,不同的建筑物对地基承载力的要求不同。工业建筑一般要求地基的承载力在150-200KN/ m2以上，重工业厂房如钢铁、冶金企业的要求相应高一些。民用建筑层数越低，地基承载力要求越低。,一般建筑物对地基承载力的要求,地震是一种危害性很大的自然现象。它往往以其不可预测性、瞬时性、强烈的破坏性在众多的自然灾害中独占鳌头。 地震震级：表示地震本身的强烈程度。 地震烈度：是衡量地表遭受地震破坏程度的标准。 一次地震只有一个震级，但随着距离震中的远近，烈度是不一样的。,1）地震,2.不良地质现象,在6度和6度
15、以下地区，对城市建设影响不大； 在烈度为7度和7度以上地区进行建设，应考虑防震工程措施。 烈度在9度以上地区，一般不宜作为城市用地。也不能布局易产生次生灾害的工业项目和基础设施项目，如石油化工、水库、大型煤气储运站、天然气储存站、弹药库等。,地震烈度分为12个级别：,首先应严格控制震区的城市规模和人口密度，采取适度规模和低密度的发展模式； 其次震中区内不能用作城市用地，而应建成公园、绿地、广场等，扩大城市绿化面积； 限制建筑高度，降低建筑密度； 加宽城市主干道路，建设多条通向市郊的出入口，以供地震时救援和疏散之用； 将易产生次生灾害的工业项目和公用设施，如油库、化工厂、水库等，布局在远郊区、城
16、市的下风向、下水位地带； 提高城市的抗震标准和建筑物的抗震等级。,应采取的各种规划措施：,滑坡是由于斜坡上大量滑坡体(即土体或岩体)在风化、地下水以及重力作用下，沿一定的滑动面向下滑动而造成的。 崩塌是山坡、陡岩上的岩石，受风化、震动、地质构造变化或施工等影响，在自重作用下突然从悬崖、陡坡上跌落下来的现象。,2）滑坡与崩塌,断层是岩层受力超过岩石实体本身强度时，破坏了岩层的整体连续性，而发生的断裂和显著位移现象。,3）断层,4）冲沟,冲沟是断层流水在地表冲刷形成的沟槽，适宜的岩层、土层、地形与气候条件是冲沟形成的主要成因。冲沟的防治措施包括生物措施和工程措施两个方面.,岩溶（又称喀斯特）是石灰
17、岩等可溶性岩层被地下水侵蚀成溶洞，产生洞顶塌陷和地面漏斗状等一系列陷穴的现象的总称。,5）岩溶,(二)水文地质,水文地质条件也就是地下水的存在形式，主要包括含水层厚度、矿化度、硬度、水温以及流动状态等条件。 地下水具有水量稳定、受地表活动影响小、不易污染等优点，因此，开采地下水，为城市提供稳定、可靠、优质的水源便成为城市的必然选择。,地下水成因与埋藏条件示意图,地下水按其成因与埋藏条件，可以分成上层滞水、潜水和承压水三类。潜水和承压水可作为城市水源。,水文地质对城市的影响,地下水储量影响城市选址和工业建设项目 地下水质影响部分行业选址与布局 地下水开采要进行统一规划，合理安排 地下水流向决定城
18、市工业和居住生活用地的相对位置 地下水的埋藏深度影响建筑物布局,城市用地布局与地下水流向关系示意图,水是城市生命之源. 城市的水文条件不仅影响着城市的过去、现在并且决定着城市未来可持续发展的潜力.,二、水文条件,自然界水文循环示意图,江河湖泊等水体是城市生产、生活用水的重要水源地； 地表水量大小不仅影响城市规模，而且还是制约工业项目特别是高耗水项目的重要因素； 河流为城市提供了廉价的水陆运输通道； 河流丰富了城市景观，改善城市的生态环境； 天然水体的水量的枯丰对城市生产生活的安全与稳定影响大。,（一）河流影响城市的选址与发展潜力,（二）地表水系要素影响城市用地布局,1. 河川流量、水深和流速影
19、响桥涵工程、给排水工程的标准及码头的位置与规模，以及水体自然稀释污染物的能力。 2流域的水系分布、走向对污染较重的工业用地和居住用地的规划布局有直接影响，规划中居住用地、水源地特别是取水口应安排在城市的上游地带。 3沿河水位变化、岸滩稳定性及泥沙淤积情况还是港口选址必须考虑的基本因素。,（三）河川洪水位状况影响城市建设用地安排,1998年，全国668座城市中有500多座城市受洪涝灾害的威胁； 防洪标准达到或超过百年一遇洪水的只有北京、上海等几个少数巨型城市； 80%的城市防洪标准不足50年一遇； 65%的城市防洪标准不足20年一遇；,我国城市普遍存在防洪能力不足，防洪标准过低等问题。,一般要求
20、百年一遇洪水位以上0.5-1m的地段，才可作为城市用地。,一、气候对城市的影响 二、城市气候的特征,第四节 城市气候条件,气候条件对城市规划和建设有许多方面的影响，特别是在为城市居住创造适宜的生活环境，稀释环境污染等方面，关系十分密切，已日益为人们所重视。气候条件制约城市用地选址和地域结构，城市反过来又在一个相对恒定的大气候中不断改变着城市所在地段的局部小气候状况，形成所谓的“城市气候”。,据国家林业局监测，2006年4月17日北京的沙尘天气影响了新疆、宁 夏、陕西、山西、河北等10个省市的562个县（旗、市），受影响面 积约161万平方公里，受影响的人口约两亿人。,国家林业局防沙治沙办公室主
21、任刘拓在接受本报记者采访时表示,由于境内境外沙尘源的存在，注定在我国不可能根治沙尘暴。”,一、气候对城市的影响,对风的描述通常采用风速和风向两个概念。根据对风向和风速的定期观测可绘制出风向或风速频率图，俗称风玫瑰图。根据此图，可以确定一个地区一年中最大的盛行风向或主导风向，从而合理布局城市各项用地。风玫瑰图通常在城市总体规划图中表示出来，是判断城市总体布局是否合理的标准之一。,（一）风象影响城市用地的相对位置,某城市地区累年 风向频率、平均风速图,工业用地与居住用地典型布置图示关系,1风向对城市布局的影响,1）风向影响城市用地布局,城市道路走向与盛行风向平行布置图,2）风向影响城市道路交通结构
22、,2风速对城市布局的影响,在常年处于微风或静风（风速1m/s）状态的城市，除了留意微风或静风条件下大气污染物扩散的特点（即风稀释空气的能力较弱）外，还可以在规划中利用开敞空间形成城市“风道”，尽可能依靠自然风力加速城市大气污染物的扩散和飘移。否则，就会因城市污染严重而形成逆温层，加剧城市的污染程度。,城市在静风时空气污染状况示意图,（二）地方风影响城市用地布局,在城市局部地区，特别是在静风或大气候风微弱的情况下，由于地面设施（如散热量大的工业、建筑地区和绿地水面等）不同，在温差作用下，会出现小范围的空气环流。,城市地区局部环流,山地背风面涡流,在山地背风面易产生机械涡流，若在此布置住宅等建筑，
23、将对通风十分有利。但若上风为污染源时，则将因之而加剧污染。,我国大部分地区处于中纬地带，南和偏南朝向阳光最充分，所以建筑物朝向南、东南或西南向居多。,（三）日照影响建筑以及建筑群的组织和布局,二、城市气候的特征,城市气候是指城市在一定的区域气候背景下，受人类日益剧烈的活动影响所形成的一种独特的小地域气候现象。城市气候特征由城市大小、性质、地理位置、地表状况、街道分布、建筑情况、人口密度和工业布局等多种因素所决定。,与市郊相比，城市气候一般具有温度较高，雾、霾较多，大气受不同程度污染，日照偏少，局部风速、风向差异大，雨量偏多等特征，并呈现出明显的“五岛”效应。,“灰霾岛”,“湿岛”,“热岛”,“
24、雨岛”,“干岛”,（一）“热岛效应”,现代城市最显著的气候特征还是众所周知的“热岛”现象。所谓“热岛效应”(Urban heat island effect)，就是城市由于建筑密集，绿地、水面偏少，生产与生活活动过程中散发的大量热量，出现市区气温比郊外要高的现象。,（二）“灰霾岛效应”,近些年来，由大气污染加剧而形成的大气灰霾现象及城市“灰霾岛”效应，是继北方沙尘暴之后我国城市气候中又一值得关注并亟待解决的环境难题。 城市逆温层加重了灰霾岛现象。,谷地逆温剖面示意图,逆温通常是指在局部地形条件下，如山谷、河谷中，空气温度随着高度升高而增加的现象。城市逆温现象则除了地形本身所造成的逆温现象外，还
25、要迭加由于城市人工下垫面在夜间辐射冷却比上部大气要快些，从而造成地面温度迅速下降、近地面气流上热下冷的逆温现象，因而其逆温现象更加突出。,（三）“雨岛效应”,城市“雨岛效应”特指汛期期间城区降水量明显高于郊区的现象。其诱因则分别为：,热岛效应,阻障效应,多且大的 凝结核,（四）“干岛”、“湿岛效应”,城市对大气湿度的影响比较复杂。城市干岛与城市湿岛昼夜交替的现象，是城市气候中普遍的特征。在大多数情况下，城市的绝对湿度和相对湿度均会比郊区小，具有明显的“干岛效应”，其形成归因于城区下垫面密集而高低不齐的建筑群、热岛效应以及较强的机械、热力湍流。但在夜间静风或风小而伴有强城市热岛的情况下，也会出现
26、城市中水汽含量大于其周边地区的“城市湿岛”，俗称“凝露湿岛”现象。,由此可以看出，城市气候中的“五岛”效应是人类在城市化过程中无意识地对局地气候所产生的影响。面对愈演愈烈的城市气候效应及环境恶化趋势，如今，加强城市绿化、调整能源结构、合理规划城市建设、控制城市大气污染等，已经成为能为人们提供优质的生活环境和居住场所的必要手段。,本章小结,城市自然环境的研究是城市规划重要基础工作之一。自然环境为城市的发展和建设提供土地、水、矿物、生物等丰富的自然资源以及地质、地貌、气候、水文等多种自然条件，从而决定着城市的产生和发展，规范着城市的性质和规模，制约着城市的空间形态和内部结构，影响着城市的生产方式与
27、生活习俗。因此，成功的城市规划首先是建立在对城市自然现状全面、详尽了解的基础之上，尤其重要的是对城市的矿产与能源、土地资源、水资源的供给能力的掌握，直接决定城市的可持续发展能力。,名词解释 简答题 综述题,第三章 思考题,名词解释,什么是季风？ 什么是城市气候？为什么会产生城市气候？ 什么是热岛效应？怎么产生的？有哪些现象表现出来？ 什么是城市逆温？如何产生的？,简答题,为什么说自然条件是城市的基础？ 风向对城市的布局产生哪些影响？ 地下水对城市布局会产生哪些影响？ 为什么说城市的发展离不开水资源？获取水资源的途径有哪些？,综述题,我国的土地资源和水资源有什么特点？举例说明其对城市发展的影响。 自然条件包括哪些内容？这些内容对城市会产生哪些影响？ 自然环境包括哪些内容？自然资源包括哪些内容？ 静风对城市产生哪些影响？为什么说静风的城市不适宜布置工业？ 城市局部风有时候会导致城市污染加重，请举例说明之。,