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一般来说,城建档案具有以下几个鲜明的特点:
1.城建档案的整体性
城建档案的整体性是由城市建设的整体性决定的。广东湛江市内的化学工业、石油工业、食品工业、邮电通讯、交通运输等,都是在城市经济发展规划和城市总体规划的指导下,有机地结合在一起,围绕湛江市协调发展而统一起来的。因此,广东省湛江市的城建档案事业应该基于城市建设统一性的特点,将档案的形成、积累、管理提到战略的高度,使城建档案与城市建设相协调。广东省湛江市的道路交通、航空运输就是一个紧密结合的整体,譬如人民大道、椹川大道、海滨大道和机场等。城市的道路交通、航空运输既独立存在,又相互贯通,与市内其他道路、市外其他机场联接,才能正常运行。我们在规划这些路段和机场时,怎样规划,采用什么路面结构、建多大的机场等,只有从城市的整体来观察研究,才能满足城市规划、建设、管理以及整个发展的长远战略需要。
2.城建档案的精确性
这是城建档案的基本要求,包括两方面的内容:一方面是城建档案的正确程度,另一方面是城建档案的精度要求。在城建档案中,这是衡量档案内在质量的主要指标,也是档案能够发挥应有作用的重要条件和保证。如今我们可以保证档案的大体正确,但是个别城建档案的精度却不易保证。精度虽然是比较细的问题,但往往容易造成施工事故,导致不必要的经济损失。广东省湛江市早年扩建机场路的时候,曾经发生过电缆被压路机压坏导致通信中断长达三天的事故。事后调查结果表明是管线图标注的埋设电缆线深度为65cm,但实际还不够60cm。这就说明了城建档案精确性的重要程度。
3.城建档案的现实动态性
城建档案是要反映现状的,是与现实生活关系非常密切的,要随着物质对象管理、维修、扩建、改造来不断跟踪修改、补充,使之及时正确地揭示物质对象内部结构和外部状况的变化,同时在归档周期、管理方法、工作方式等方面都要跟上城市建设的步伐和节奏。这一两年来,原湛江啤酒厂成功搬迁,鼎盛广场拔地而起,还有已投入使用的湛江花园酒店、即将开业的喜来登酒店等,这些都说明了城市建设是处于动态变化中的,城建档案的收集、归档必须与之同步,才能反映城市的真实面貌。只有这样,城建档案才有被查阅利用、参考的现实价值。
二、城建档案在城市建设中的地位与作用
城建档案涉及城市规划、城市建筑、城市勘测、市政公用工程、城市园林绿化工程、城市环保工程、地下管线、人防军事工程等众多专业,是一门涉及面广、门类齐全、综合性很强的专业档案。城建档案在城市建设中的地位与作用主要体现在以下几个方面:
1.城建档案是城市规划、建设、管理的重要依据
城市规划是城市发展的前提。要制定一个科学的、符合实际的并具有前瞻性的城市规划,必须依靠那些真实记载着该城市在建设过程中形成的档案资料,并以此为基础,进行创新拓展。而城建档案真实地反映城市的现代化进程,更是城市规划的重要依据。所以,从某种意义上来说,城建档案是城市各项事业发展的综合指标的反映,包含着大量城市建设的重要讯息,我们的城市建设,绝对不能忽视城建档案工作。例如,城市建设中旧城区的改造、新城区的开发、基础设施的改建、扩建等,如果缺乏充分足够的城建档案资料作为参考,一切从零开始的话,其工作难度之大,是难以想象的。因此,掌握系统、完整、可靠的城建档案资料,是制定城市规划的前提条件,是进行城市建设和管理,乃至今后发展的重要依据。就拿地下管线和隐蔽工程来说,档案的作用尤为明显。很多城市的地下管线管网普查就是最生动的例子:在建设活动中,按部就班地去收集归档,其成本也许只是少数工作人员的人工费和整理图纸的费用。但是若在没有开展地下管线管网的归档工作的情况下进行地下管线管网普查,一座面积超过一百平方公里的城市,政府至少要投入几千万元资金甚至更多。有同行说:城建档案是城市建设的眼睛,这个比喻恰如其分。
2.城建档案是城市风土人情和时代变迁的有力见证
一方水土养一方人,各地的风土人情在很大程度上是通过城市建筑来反映的,而城建档案正是对城市建筑的记录。不管是对城市历史、城市规划、城市建筑风格、城市建筑技术、市政工程发展的研究,还是对古代建筑、古代园林艺术的研究,都有着城建档案的影子。城建档案通过记录当地的建筑风格、技术和城市规划等方面,为我们研究各地的风土人情提供了诸多便利。在过去的数十年,湛江市飞速发展,城市建设日新月异,城建档案的更新也越发频繁。通过观察某个固定地点这数十年来的档案,我们就可以对该地区的发展程度有比较清晰的理解,同时凭借档案的记录,我们也能发现部分地区的城市规划、建设问题,例如管道设计不合理导致不必要的定期维修、开发过程操之过急导致烂尾工程等等。
3.城建档案是市民工作和生活有序进行的重要保障
城市的主体是人,城市的建设与发展是以保障人民生活正常进行为前提的。党和政府提倡以人为本,落实到实际工作中就是要城建工作不扰民。水、电、气、通讯、交通这几项都是人民日常生活的基础资源,关于这些设施的档案必须完整而且足够准确,才能在高速的城市建设中保持市民的工作生活有序进行。档案收集不到位,容易导致施工队挖断电缆、水管,不仅拖延工期,还会给市民的生活带来不必要的影响。因为城建档案的问题而引发的施工事故在全国各地仍时有发生,说明个别领导干部对城建档案的地位和作用的了解还不够深入,城建档案工作仍有待加强。
4.城建档案是提高城市防灾抗灾
关键词:城市建筑;地域文化;设计表达
中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:
一、对地域文化的界定
文化的含义广泛,美国学者克拉可洪认为:“在人类学中,“所谓文化”,意味着一个民族的生活方式的总体,以及个人从某集团获得的社会性遗产。”世界发展至今存在着丰富的文化果实,地域文化正是组成如此多样的世界文化之一。现代建筑设计有时过多地强调了自身的风格和流派的发展,而忽略了每种文化所具有的独创性、城市的雷同、建筑的克隆,使得今天的世界变得如此相似。在强调个性化、人性化的21世纪,地域文化与现代设计的融合,正弥补了这一不足。它可以唤起特定地域里人民群众的自信和自豪,引发外来人口的好奇和猎奇,使得城市面貌多样化、进而促进商业、旅游的繁荣,同时也使得地域文化得以保持和发展。
创新是设计的目的。但创新不是漫无边际的;它受到多种因素:“诸如技术、经济、政治等方面的制约”,另外还有更为重要的一个矛盾对象--即传统。每个建筑师都希望自己的作品有较高的大众认知度,那么传统就是一个绝对不可忽略的因素。从未经受西方“科学革命”和“工业革命”洗礼的中国建筑与城市与其说是在20世纪末快速接受了“工业革命”及“信息革命”的成果,不如说是忽然受到“工业革命”的冲击---从地铁到高速公路,从集装箱到超级市场,从地下车库到购物中心,从公共社区到高层建筑,来势迅猛的“现代建筑与城市硬件”正在改变中国人的心态以其生活与工作方式,与其同步的建筑与城市发展也出现一系列危机:空间与形态模式的雷同性日趋增重,各地建筑与城市文化的差异性逐渐模糊。
一大批极富地域特色、富含文化韵味、千姿百态、充满生活情趣,亲切、生动、宜人的建筑和街区被无情破坏,荡然无存。取而代之的是缺乏地域性、民族性,风格、形式统一的现代“国际式”建筑,单调、生硬、冷漠。此现象,早己引起建筑界有识之士的关注和忧虑,并为此做出了积极的理性探索和实践创作,以求找到一条满意的现代地域建筑创作之路。90年代以来,随着城市化进程的加速发展,地域建筑的保护、更新和发展,己成为一项紧迫的任务摆在建筑界面前。
二、地域文化在城市建筑设计中的表达
1、通过空间营造来表达
苏州博物馆是个例子。该馆新馆选址位于历史保护街区范围,紧靠世界文化遗产拙政园和全国重点文物保护单位---忠王府。该地块被贝聿铭先生称为“圣地”。在这一地块上设计博物馆是“人生最重要的挑战”。贝聿铭的设计思想是“中而新苏而新”“苏”主要体现在与苏州古城风貌和人文内涵的融合“新”主要体现在用材上。新馆建筑将三角形作为突出的造型元素和结构特征,表现在建
筑的各个细节之中。
2、 通过对本土材料的应用来表达
地域性建筑来源于各个地区的人们长时间适应当地气候、环境、地形、材料等条件而营造的建筑。建筑材料被地域文化所影响同时也在影响着地域文化。然而随着新材料的发展,本土材料被逐渐替代,钢筋混凝土成为了大多数建筑的首选材料,造成的后果就是国际风格的建筑正在逐渐取代地域建筑。地域性及本土化讲求的是一种最大程度的贴近自然。一种“负建筑”。隈研吾认为成功的融合于自然的建筑能贴近文化并顺应自然。很好地运用本地的建筑材料,即使没有运用本土建筑元素也能很好地表现出地域文化的特色。长城脚下的竹屋就是这种建筑的杰出代表。
3、通过细节来表达
上海的金茂大厦就是从传统中提取满足现代生活的空间。金茂大厦塔楼平面双轴对称,提炼“塔”的形意。其应用高技术手段来表现的中国古塔的韵律是那么的惟妙惟肖,从更深层的文化美学上去寻找交融点,用技术与手法来表现地域文化的精髓。从建筑布局和细部处理等多个方面都可以看到一些传统建筑形态语言运用与变异,在现代物质技术条件下拥有了新的活力。在此,可以将其看成是对传统文脉的发展。
三、北京故宫、天安门的地域文化为例
故宫拥有独具一格的和谐整体美感,而观礼台将自己谦恭的融入天安门的和谐整体美感之中。当年在天安门前加建观礼台的建筑师比设计国家大剧院的法国建筑师更懂中国建筑更为尊重中国建筑文化,观礼台设计的成功首先在于本体构成在比例、尺度、色彩基调及其表面材料上与天安门城楼浑然一体,一致长期以来人们几乎从未注意到观礼台,甚至以为天安门城楼原先的附属配套建筑包括观礼台。观礼台在“土红色”的城市基调中悄悄消逝了,只有你走进观礼台你才能发现观礼台的主题形态构成并未刻意去模仿天安门的“神似”,也没有以现代现代结构与材料去复制天安门城楼上的飞檐、斗拱与柱廊。事实上与传统建筑“协调”有多种方法,并非只有像那些复古主义手法用现代“结构”去制造现代的“营造法式",观礼台采用一种简练雅致而又体现出衬托出天安门主体建筑的城市基调,以“土红色”及其“烘托主题”的钥匙打开通往故宫建筑群的城市文化之门。
四、结束语
在现代城市建筑设计中强调地城文化性必将成为21世纪环境艺术设计中的亮点:强调地域性与民族风格也就是通向设计的世界性。只有这样才能创作出具有鲜明地域特征的环境艺术作品,也才能更好地展示丰富的城市建筑的地域文化。
参考文献1.中国城市规划协会编.商业区与步行街,中国建筑工业出版社,2000.9
2.《老建筑改造与再生研析》,张煜等,《江苏建筑》2009,4
关键词:慕课;网络课程;课程建设;成本
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)32-0186-02
慕课(MOOCs―MOOCs,massive open online courses)是“大规模、开放式在线课程”的简称。该理念最早于2008年由加拿大爱德华王子岛大学网络传播与创新主任Dave Cormier与国家人文教育技术应用研究院高级研究员Bryan Alexander联合提出,是一种基于网络的、人人都可以学习的课程。2011年,其首先在美国崛起并得到迅速推广,引起了人们的广泛关注并取得了良好的使用效果。2013年,慕课进入我国,清华大学、北京大学、复旦大学和上海交通大学四所中国内地知名高校率先加入“慕课”行列,并投入了大量人力、物力及资金进行建设,其他的高等院校及高职院校也先后加入这一行列,推动了慕课在我国的进一步推广,“知识点碎片化”、“翻转课堂”等慕课理念也逐渐深入人心。2014年,北京大学、清华大学先后上线通过慕课模式建设的大学先修课程,将慕课的推广和应用推向了一个新的高度。
随着慕课建设和应用的推广,慕课在建设过程中存在的一些困难也逐渐显现,平台建设成本高、投入人力物力资源大、后期维护更新需要专业人员支持等缺点困扰了这种优秀模式的进一步建设和推广。本文通过我校一门校级教改项目课程的建设及应用,介绍一种基于慕课思维的低成本网络化课程的建设模式。
一、慕课(MOOCs)的特点
慕课能得到大规模的推广和应用,源于其自身所固有的一些优势和特征,从课程形式和结构上来看主要包括以下几方面。
1.课程基于网络平台。课程所有资源都放置于网络服务器上,人们无论使用电脑等家用设备,还是手机、平板电脑等移动设备,只要接入网络,即可快速进行学习,获取所需知识,使用便捷,消除了传统课程在学习时必须集中到课堂上的地域限制。
2.课程内容的碎片化。即将课程根据教学大纲的要求,细化为若干知识点,每个知识点配套的文字及视频等学习资源做到小而精,一般学生在学习相应知识点获取知识时,只需花费10~15分钟即可完成,使人们可以有效利用碎片时间获取有用的知识。
3.监控体系完善。慕课基于一个完善的网络数据库监控平台建设,学生在学习过程中的学习进度、学习效果等情况,教师可以做到实时监控,准确了解学生的学习情况并有效控制教学的实施。
4.沟通渠道便捷。慕课平台一般都配套有类似BBS、论坛等交互模块,学生可以在平台中对学习中产生的各种问题和教师进行交流沟通,教师也可以使用平台为学生提供各种帮助,这进一步完善了课程的学习时间,提升了课程的教学效果。
通过上述特点可以看到,要实现优秀的慕课资源的建设,需要搭建功能完善的专业教学平台,这需要专业的具有网络课程建设的团队来完成,且教学录像要想尽量拍得生动丰富、形式多样好看,必须邀请专业的摄影团队,从脚本设计到布景搭建,再到后期的剪辑制作,均需要专业团队来完成,其难度不亚于拍摄微型电视剧或小型电影,且需要投入大量资金。对于由一名或者几名教师组成的小型且缺少大量资金投入的团队,是很难完成这种规模慕课的建设的。下面介绍我校校级教改课题《先进制造技术》课程的一种建设思路。
二、《先进制造技术》课程的建设
1.课程建设思路。《先进制造技术》课程目前为我校机械与材料学院的院级选修课程。该课程作为一门丰富学生的知识结构,拓展学生的知识领域,坚定学生从事制造业相关工作信念的课程。在十多年的教学实践中受到学生的好评,取得了一定的教学效果,但也存在着课程内容较难、理论性偏强、不太容易理解的难点。针对这些问题并结合目前课程改革信息化、网络化的趋势,我们计划结合慕课的特点对其进行改造。改造的基本思路是,针对该门课程的特点,将所有课程内容转化为具体的知识点,并将知识点配套相应的资源,以此为基础,建立课程的资源库网站,并将网站上传以供学生方便进行查询学习。在此基础上,还可摸索一种结合课程网站使用的课堂教学模式和考核方法与之相配合。通过这样的建设,提升学生的学习兴趣并提升教学的效果。
2.课程建设内容。①课程碎片化:将课程内容细化为66个知识点,例如及时生产(JIT)、超塑性成形、超精密加工、超高速加工、反求工程等,完成知识点的碎片化,并编制知识点分配表格,用以将知识点分配到每个学生。②建立课程资源库:为每个知识点配套相应的文字解说及视频演示栏目,并推荐相应的专业及企业网站和相关的书籍,以便学生获取信息并查找资料。③教学方法及考核的准备:通过研究调研并结合多年的教学经验,我们决定在教学过程中结合上传的资源库,采用学生自主学习并搜集相关信息,课上进行讲演的方法来组织教学的实施,并将考核方法进行改革,将传统的一次性考核转变为现场进行随堂测试的方法来考察学生的学习效果,制作过程考核监控表以实现对教学过程的实施监控。④利用微信、QQ等现成的通讯软件建立相应的群,实现学生与学生、教师与学生在课内外的有效沟通,交流学习体会并答疑解惑。
3.课程的实施过程。下面以《先进制造技术》课程中的“制造自动化技术”这个模块为例介绍课程整体的实施过程。“制造自动化”技术部分共包括4个知识点,即刚性自动化技术、柔性自动化技术、综合自动化技术及德国工业4.0技术。课程实施过程如下:①课前准备:在课前,教师将下节课所要讲授的各个知识点布置给相应的学生,学生课下利用《先进制造技术》课程资源库或网络资源对相关知识点展开自主学习,理解该知识点的内容并填写过程考核表的相关内容,需要的话,还可以制作或搜集与知识点相关的课件及视频并将它们发送给教师,以备课上使用。②课堂实施:课堂实施时,由教师利用教学PPT引导课程的进行,当讲解到具体知识点(如“刚性自动化技术”)时,由负责搜集该知识点的学生充当教师角色,为其他学生讲解自己的学习感受和体会,演示制作的课件或视频,由教师对其所讲解的内容进行点评,纠正理解或讲解错误的内容,并对其现场表现进行打分,然后再推进教学到下一个知识点(如“柔性自动化”)。如此循环,完成这堂课的教学过程。③课程考核:教师根据学生讲解的情况为其进行打分,当这堂课知识全部讲解完成后,利用5分钟对全体学生进行考核,考察学生的学习情况,并填写课程过程考核表中的相应内容,完成本次课程的考核。④课程沟通:由于课程配套建立有微信与QQ群,因此学生在课前和课后均可以便捷的和教师进行沟通交流并获得指导。
三、研究结论
通过上述改革,《先进制造技术》课程在后续的实施中,得到了学生的好评。它具有如下特点。
1.课程建设成本低。该课程结合了慕课知识碎片化、资源网络化的特点,建设了网络资源库,但监控在课堂上完成,沟通交流则使用现成的通讯软件,因此课程网络资源课通过静态网页实现,不需要动态数据库的支持。教师只需要简单学习Dreamweaver、Fireworks、FrontPage等软件,并在学校支持下,从学校服务器中申请一定的空间即可完成课程资源的网络上传及使用,整体建设耗时短、费用极低。
2.课程实施效果好。由于网站配套有大量的文字、图片及视频资源,并推荐有拓展阅读书籍,因此使学生在学习中更容易理解所学内容,也有效拓展了学生学习的时间和空间,使授课不止局限于课上和课堂,而是使学生实现随时随地学习及终身学习。
3.课程综合锻炼学生能力。课前学生自学的过程锻炼了学生信息搜集、筛选的能力,课上的讲演锻炼了学生的表达能力。这些能力不但对于学生未来的学习是有益的,且对于他们今后的工作和成长也是必须的。
4.课程考核过程有效。通过过程考核的实施,学生必须全程跟课才能完成课程的学习并获得成绩,这样类似于“倒逼”的机制,可以使学生更自觉的配合教学,从而也巩固了他们所学的知识。
参考文献:
[1]巩学梅,陈振,张新光.慕课(MOOCs)在高等教育中的应用现状及发展前景探讨[J].宁波工程学院学报,2014,(03):100-105.
[2]张鸷远.“慕课”(MOOCs)发展对我国高等教育的影响及其对策[J].河北师范大学学报(教育科学版),2014,(02):116-121.
[3]陈江.慕课的建设与实施策略[J].北京广播电视大学学报,2014,(01):33-42.
通过系统计算,说明设计过程。
关键词临时立柱 临时立柱基础 连系梁截面
中图分类号:TU921 文献标识码:A 文章编号:
1引言
一号桥站是成都地铁3号线一期工程中的一个中间站,无换乘,为地下二层双柱三跨12m岛式车站,本站两侧区间为盾构区间,盾构机从北向南过站。车站位于红星路-府青路与建设北路-星辉东路交叉口,主体沿红星路-府青路布置,附属分布在红星路-府青路两侧,A出入口及1号风道部分处于机动车路面下的围护结构采用盖挖法施工。
A出入口及1号风道长63.6m,宽26.8m,第一道支撑采用钢筋混凝土支撑,混凝土支撑截面采用600mm×800mm,第二道支撑采用钢支撑,钢支撑采用Φ609,t=14mm。沿长度方向设置一排临时立柱。临时立柱上第一道连系梁采用截面为600mm×800mm的钢筋混凝土连系梁,第二道连系梁采用双拼40C槽钢。围护结构平面布置图如下图所示:
2临时立柱和连系梁设计
2.1临时立柱截面设计
临时立柱根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)按轴心受压构件计算,其轴向力设计值:
(Nzl—水平支撑及柱自重产生的轴力设计值;Ni—第i层支撑轴力设计值;n—支撑层数)
临时立柱采用格构柱截面采用4根等边角钢L125X125X14,四块缀板300X300X10间距是600mm, (临时立柱高7.4m),一边高度方向约为9块缀板,查型钢表角钢的线密度:26.2kg/m.缀板的线密度=0.3*0.1*7.85*1000=233.5kg/m.
因此格构柱自重:
联系横梁采用槽40C,重:
混凝土撑作用在立柱上自重:
钢支撑作用在立柱上自重:(支撑共1道)直径609mm壁厚14mm其线密度为:205.429kg/m,
故:
根据里正深基坑的计算结果:第一道混凝土支撑的最大轴力标准值N=328.73kN,第二道钢支撑的最大轴力标准值N=512.02 kN,
军便梁上传递的荷载:
总共作用在立柱上的荷载值:
立柱长度:L=7.4m
立柱两端铰接,钢支撑长度系数:;
立柱计算长度:
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的规定:
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.3条查型钢表L125X125x14如下图所示的截面特性:
, ,,
根据材料力学知识计算该组合截面的惯性矩:(格构柱截面400x400)
《根据钢结构设计规范》(GB50017-2003)分肢对最小刚度轴的长细比,其计算长度取为:焊接时为相邻两缀板的净距离l=600mm。
则换算长细比:(根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.3-3式)
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表5.1.2对于格构柱的截面分类对X,Y轴均为b类。
采用Q235B级钢,查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表C-2
轴心受压构件的稳定性系数:
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.2式)计算稳定性:
(稳定性满足要求)
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.1式)计算强度:
(强度满足要求)
结论:临时立柱采用直径截面为400x400mm,四角采用L125x125x10的角钢,缀板采用300x300X16,缀板净距600mm的格构柱满足要求。
2.2临时立柱基础设计
根据《建筑桩基规范》(JGJ94-2008)(5.3.6式)单桩承载力标准值:(立柱桩径为1200mm,根据≤建筑桩基规范≥(JGJ94-2008)属于大直径桩)
根据≤建筑桩基规范≥(JGJ94-2008)表5.3.6-2(碎石类土层),大直径桩侧阻,端阻尺寸效应系数分别为:
桩周长:
根据《成都地铁3号线详细勘察阶段一号桥站岩土工程勘察设计参数建议值表》:桩的极限侧阻力和端阻力的标准值分别为:,立柱轴向力设计值为:1725.102kN。
=3.14x0.87358x120x3.5+0.87358x2500x1.1304
=1152.08+2468.74=3620.82kN
承载力特征值:
R=Quk/2=1810.4>1725.102
故承载力满足要求。
2.3连系梁的设计
第一道临时联系横梁采用两道槽40C钢。
联系梁跨度取L=5.0m
联系梁自重:
联系梁上作用混凝土撑(截面600X800)传来集中力(取联系梁段第二道钢支撑480.5kN):
(取支撑自重+轴力的10%作用在连梁上)
假定钢支撑集中力作用在跨中(按最不利位置考虑),则
支座处最大弯矩:
两道槽40c钢抗弯截面系数:
第二道临时联系横梁采用两道槽40C钢。
联系梁跨度取L=5.0m
联系梁自重:
联系梁上作用钢支撑(直径609,壁厚14mm,传来的集中力(取联系梁段第二道钢支撑轴力标准值501.12kN):
(取支撑自重+轴力的10%作用在连梁上)
假定钢支撑集中力作用在跨中(按最不利位置考虑),则
支座处最大弯矩:
双槽40c钢抗弯截面系数:
满足要求。
参考文献
[l] 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
[2] 《建筑桩基规范》(JGJ94-2008)
[3] 《钢结构设计手册》.北京.中国建筑工业出版社.2003
关键词:山区;城镇建设用地;适宜性评价;极限条件法;适宜性指数法;德宏州;
作者简介:杨子生(1964-),男(白族),云南大理人,教授,博士生导师,中国自然资源学会会员
建设山地城市是21世纪城市建设的十大模式之一[1],日益受到许多国家的关注。近些年来,随着我国城市化、工业化的快速推进,城镇建设规模不断扩大,保护耕地与保障发展建设之间的矛盾日益尖锐化。为了拓展城市发展空间、同时保护平原或平地(在云南俗称为坝子或坝区)的优质耕地,保障粮食安全和可持续发展,国土资源部确定的对策之一是坡地开发,实施城镇和工业用地“上山”[2],并于2011年确定甘肃、广西、湖北、云南等省(市)作为全国低丘缓坡综合开发利用试点省(区)。云南是一个典型的人地矛盾较为突出的边疆山区省份,全省山区占了93.60%,坝区仅占6.40%[3]。为了保护日益减少的坝区耕地,云南省于2011年上半年确立了“保护坝区农田,建设山地城镇”的发展战略(简称“城镇上山”战略)[4]。
山地固有的生态环境具有脆弱性,山地资源的不合理开发利用,极易导致山地人地关系的不协调,造成水土流失和生态退化,甚至酿成严重灾害[5]。因此,山地(或坡地)的利用需要实施可持续利用方式[6-7],重视土地保护[8]。因此,深入开展山区城镇建设用地适宜性评价研究,是当前实施“城镇上山”战略的重要科技需求。从城市防灾角度看,城市土地利用规划与布局中的一个重要问题是对城市用地适宜性进行风险评价[9]。事实上,多年来,国内外相关学者已将城市建设用地适宜性评价视为城市规划和城市土地利用规划的一项重要基础性工作。早在1933年的《雅典》就已经涉及到了建设用地选择的理论,认为在城市规划中,针对不同性质的用地需要考虑土地的不同适宜性,并提出了城市的分区功能。1969年,美国的景观建筑师McHarg教授出版的《自然界的设计(DesignwithNature)》一书中提出的土地利用生态适宜性理论及其规划实践[10]对后来的城市规划和城市用地综合评价产生了重要的影响。20世纪70年代以来,国际上各类土地适宜性评价的广泛开展,为城镇建设用地适宜性评价提供了较为成熟的理论体系,使城镇建设用地适宜性评价迅速展开,研究成果不断涌现[11-15]。但总体上对山地(或山区)城镇建设用地适宜性评价的研究尚属薄弱环节,其理论、方法尤其是评价指标体系、评价标准、技术方法模式等关键问题需要深入、广泛的探讨和实证研究。
在云南省实施“城镇上山”战略中,位于滇西南中低山区的德宏傣族景颇族自治州芒市和瑞丽市被确定为全省开展“城镇上山”型土地利用总体规划修编的试点县(市)之一,并进而扩展到全州,因此,本文以德宏州为例,尝试性地开展山区城镇建设用地适宜性评价的研究,确定其山区适宜城镇建设的土地资源分布情况,探讨将城镇空间向山地扩展、发展山地型城镇、解决坝区耕地保护问题的可行性,以期为推进云南省乃至国内外类似山区加强坝区优质耕地保护、合理建设山地城镇发展模式提供理论和技术支撑。
1评价方法
本文讨论的山区城镇建设用地适宜性评价,是在调查分析所研究的山区各类自然、经济等因素基础上,根据城镇生态保护和城镇建设要求对用地进行综合评价,以确定该山区土地用于城镇建设的适宜与否及其适宜性程度。根据“城镇上山“战略的实际需要,本次评价遵循以下4条原则:1)土地对城镇建设的适宜性及其适宜程度;2)因地制宜,充分考虑山区的特点;3)综合分析和主导因素相结合;4)土地利用的可持续性。
1.1评价指标体系构建
土地适宜性评价最为关键性的一个研究环节是合理选取和确定参评因子。在以往的建设用地适宜性评价中,大多通过选取地质、地貌、土壤、气候、植被、土地利用现状、生态环境等方面的指标构建评价指标体系,进而采用某一定量的数学模型进行综合分值的测算,按照分值的大小确定适宜性等级。这种方法有其优点,主要是:1)评价标准和方法易于掌握,便于应用;2)该方法建立在具体数值基础之上,较大地避免了评价的主观性;3)有定量模型支撑,适应于数据库和计算机处理的需要。但是,该方法亦有其缺点,主要是:1)在选择参评因子和分配指数值范围上,仍不免存在主观的影响,甚至某些重要因子可能被忽略或处理不当,因而影响评价结果的准确性,例如,该方法容易出现评价单元上某一指标表明该单元用地不适宜作为建设用地、而该地块的最终综合适宜性分数值又位于适宜建设用地范围内的情况[16],甚至出现地质灾害高易发区、坡度≥25°区域成为一等宜建地的悖论[17];2)不能表示限制因素的类型和强度,因而不能为土地使用者选择利用方式和确定相应的土地整治措施提供坚实的基础依据;3)用某一定量模型测算未必能够较好地处理和反映各因子间的相互关系和共同作用。
在影响山区城镇建设用地适宜性的因子中,有些因子是刚性的(属于特殊因子),如陡坡、重要矿产压覆、地质灾害等;有些则可视为影响城市建设的一般因子(弹性因子),如岩性、土质、水文条件与地基承载力、地面工程量与建设成本、气候条件、供水与排水等条件、交通条件、生态影响度等。也有些因子属于双重因子,如坡度,一般大于25°时,列入“一票否决”式的刚性因子,归为“不适宜”类;而小于25°时,可以作为适宜性评价的一般参评因子,结合其他因子进行综合评价。因此,在山区城镇建设用地适宜性评价中,需要因地制宜地构建特殊因子指标和一般因子指标相结合的指标体系,并对特殊因子采用极限条件法(也称一票否决法)直接判定评价单元适宜与否,保证评价结果的准确性。因此,本文将评价因子分出特殊因子和一般因子2类,以此构建评价指标体系。
还需要指出的是,从参评因子分级看,目前我国不同研究者在不同地区确定的参评因子分级体系和划分“宜建地”与“禁建地”的指标值很不一致,甚至差异较大,尤其以坡度因子最为突出。显然,由于各地的自然条件等情况相差悬殊,未来一定时期内难以形成全国统一的坡度因子分级体系和划分“宜建地”与“禁建地”的坡度指标,但总体上,一般认为,划分“陡坡”与“缓坡”的坡度界线是25°,这也是我国《水土保持法》规定的禁止开垦坡度上限。在建设山地城镇中,当坡面达到25°时,各类建筑的不稳定性很大,因此,通常情况下,≥25°的陡坡地宜归为“禁建区”或者“不宜建土地”。
依据上述讨论,按山区城镇自身的特点,并考虑资料的可获得性和指标的可量化性,结合上述山区城镇建设用地适宜性评价的原则,构建了山区建设用地适宜性评价的指标体系:
1)共包括12个评价指标(或称参评因子)——(1)地形坡度;(2)岩性、土质、水文条件与地基承载力;(3)地质灾害及其威胁程度;(4)地震断裂带分布距离;(5)地面工程量与建设成本;(6)矿产压覆状况;(7)供水、排水等条件;(8)绿化的生境条件;(9)交通条件;(10)基本农田保护区分布状况;(11)生态环境安全程度;(12)自然与文化遗产保护。
2)对每个指标均分为4级,分别对应着高度适宜(一等宜建地)、中等适宜(二等宜建地)、低度适宜(三等宜建地)和不适宜4个适宜性等级(表1)。例如,对于“地形坡度”这一指标,对应着上述4个适宜性等级的坡度级分别是:<8°、8°~15°、15°~25°和≥25°。
1.2评价的技术方法
在以往的土地适宜性评价中,有的偏重于“极限条件法”,较少考虑定量的指数计算法,导致在确定适宜等级时难免主观意识偏强;近些年的适宜性评价则大多采用定量的“适宜性指数法”来评定适宜性等级,但如上所述,定量指数模型法也有其缺陷。
考虑到山区生态环境的脆弱性、地质灾害等自然灾害的频发性以及人类生存的安全性和发展的可持续性,本文在评价方法上采用“极限条件法”与“适宜性指数法”有机结合的技术方法,分析和评定每一评价单元图斑可用于城镇建设的适宜性,并评出相应的适宜等级——高度适宜、中度适宜、低度适宜和不适宜。
也就是说,与上述2类参评因子相对应,特殊因子的分析与评价采用“极限条件法”,即由上述7个特殊因子决定“适宜”或者“不适宜”,凡某一特殊因子属于“不适宜”范围内,即评定为“不宜建”,例如,如果某地块的地形坡度≥25°,或者位于地质灾害高危险区,或者位于地震断裂带500m范围区,或者位于重要矿产压覆区,或者位于基本农田保护区,或者位于生态环境安全控制区,或者位于自然与文化遗产保护区之内,均确定为不适宜建设用地。反之,则视为宜建地。而对于一般因子的分析与评价,则采用定量的“适宜性指数法”进行。这样,将“极限条件法”与“适宜性指数法”有机结合,最大限度地吸收了两种方法的优点,既避免了传统评价方法的严重缺陷,又优于以往单一的综合指数法。
1.3评价的技术步骤
1.3.1运用“极限条件法”,确定每一评价单元对城镇建设用途的适宜与不适宜
主要考虑上述7个特殊因子。规定:凡是地形坡度≥25°、或者位于地质灾害高危险区、地震断裂带500m范围区、重要矿产压覆区、基本农田保护区、生态环境安全控制区和自然与文化遗产保护区之内的地块,均确定为不适宜建设用地。反之,则视为宜建地。
1.3.2结合“极限条件法”和“适宜性指数法”,确定宜建地的适宜等级
首先,运用“极限条件法”,确定一等宜建地。按照云南的通常做法,在“宜建地”内,凡是地形坡度<8°的,均评定为一等宜建地。然后,运用“适宜性指数法”,确定二等宜建地和三等宜建地。具体步骤是:
1)确定单项评价因子指数
理论上,每个单项评价因子指数的取值范围确定为0~100。鉴于每个评价单元(图斑)的评价因子难以准确地定量化,这里按照各个评价因子对应的高度适宜、中度适宜和低度适宜3个等级进行赋值(表2)。
2)确定综合性适宜指数——山区建设用地综合适宜指数(CSI)
一、计算方法
为了从整体上对山区城镇宜建地的适宜程度等级作出相对合理的综合评定,这里提出一个定量的综合性评价指标,即山区城镇建设用地综合适宜指数(CSI),用以定量反映山区适宜建设用地的适宜性程度。其测算方法如下:
式中:I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7、I8、I9和I10分别为参与评定宜建地适宜等级的10个参评因子(即地形坡度,岩性、土质、水文条件与地基承载力,地质灾害及其威胁程度,地震断裂带分布距离,地面工程量与建设成本,矿产压覆状况,供水、排水等条件,绿化的生境条件,交通条件,生态环境安全程度)评价指数值;w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8、w9和w10分别为上述10个评价因子指数(I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7、I8、I9和I10)的权重值。需要说明的是,本文的评价指标共计12个,其中,基本农田保护、自然与文化遗产保护作为特殊因子之一,不参与宜建地之内的适宜等级评定。
CSI值越高,表示适宜建设用地的适宜性程度越大,亦即适宜程度等级也越高。
二、指标权重的确定方法及结果值
一般,各评价指标对系统的影响程度是不同的,因此,在对系统进行综合评价时,通常需要确定各指标的不同权重值。这是山区城镇建设用地适宜性评价过程中的重要环节。权重的确定方法主要有“主成分分析法”、“层次分析法”、“德尔菲法(DelphiMeth-od)”等。其中,德尔菲法(亦称“专家意见法”或“专家函询调查法”)是较为常用的确定权重系数的方法,它通过组织专家对各因子权重进行赋值或打分,并通过反馈概率估算结果后,由专家对各因子权重进行第二轮、第三轮打分,使分散的赋值逐渐收敛,最后得到具有较高准确率的集体判断结果值。
按照德尔菲法,组织了15位具有相关专业背景(土地规划、城市规划、地理学、生态学、地质学和灾害学、经济学等)的专家对上述10个评价因子的权重进行赋值,经过相应处理后,得到了各层次指标的权重值(表3)。
3)确定综合适宜程度等级
按照上述方法,运用GIS技术计算出每个评价单元的综合适宜指数(CSI)值,以此为依据来划分和确定每个评价单元(图斑)的综合适宜程度等级。经反复分析,确定出具体划分综合适宜程度等级的标准(表4)。
2评价实例:德宏州山区城镇建设用地适宜性评价
2.1研究区域概况
德宏州位于云南省西南部,位置介于97°31′40″~98°43′36″E、23°50′40″~25°20′10″N之间。西、西南、西北和北部与缅甸毗邻,国境线长约504km。土地总面积1117223.57hm2。截至2013年底,全州在行政区划上辖5个县(市),即芒市、瑞丽市、梁河县、盈江县和陇川县。
地貌上属中低山宽谷盆地区,总体上呈山地、河谷、盆地相间平行排列的地貌景观。德宏气候主要属南亚热带季风气候,光、热、水资源丰富,是云南的重要热区之一。州内土壤类型多样,生物资源丰富。
据《云南统计年鉴2014》[18],德宏州2013年末总人口为124.50万人,其中,城镇人口48.18万人,城市化水平38.70%;农村人口76.32万人。2013年末少数民族人口占德宏州总人口的48.08%,以傣族和景颇族最多。2013年全州GDP为230.90亿元,其中,第一产业产值67.34万元,占GDP的29.16%;第二产业产值74.88万元,占GDP的32.43%;第三产业产值88.68万元,占GDP的38.41%。人均GDP为18666元,在全省16个市(州)中排名第10位。2013年德宏州农民人均纯收入5608元,在全省16个市(州)中排名第12位。
在土地利用上,有限的坝区既是耕地(尤其是水田和水浇地等优质耕地)的集中分布区域,也是全州建设用地(尤其是城镇建设用地)的主要分布区域,因此,坝区耕地保护与非农建设占用耕地的矛盾日益突出。
2.2评价范围的确定
根据云南省国土资源厅制定的《云南省完善县乡级土地利用总体规划技术指南(试行稿)》,需要对全州主要城镇周边或者坝区周边的缓坡山地进行城镇建设用地适宜性评价。按照德宏州各县(市)城镇建设实际情况和土地利用特点,本研究针对德宏州全部山区进行适宜性评价。这里的山区概念是相对于云南俗称的“坝区”而言的,坝区(或称“坝子”)是指坡度<8°、连片面积≥1km2的山间盆地、谷地和其他平地;而“山区”是指整个辖区内各坝区范围之外、坡度≥8°的区域[19]。利用ArcGIS9.3软件提取各县(市)第二次土地调查数据库(1:10000土地利用现状图)中各坝区范围之外、坡度≥8°的区域范围,经统计,本次评价的区域范围(全州山区)总面积为985787.40hm2,占全州土地总面积的88.24%。
2.3评价单元
考虑德宏州实际,评价单元一般采用州域各县(市)第二次土地调查的地块——即1:10000土地利用现状图中的“现状土地利用图斑”。如果图斑面积较大并跨越几个坡度级时,则以坡度级(分为<8°,8°~15°,15°~25°和≥25°)为界,分割为几个评价单元。
2.4基础图件等数据来源
1)德宏州各县(市)第二次土地调查数据库。来源于全国统一部署完成的县级第二次全国土地调查成果。该数据库中包含了各县(市)1:10000土地利用现状图及其各地类图斑面积等相关属性数据、1:10000坡度图(分为5级[20])。
2)德宏州各县(市)1:10000坝区范围图。来自云南省2011年12月统一完成的“云南省大于1平方公里坝子范围界线核定和地类面积核实工作成果数据库”。
3)德宏州各县(市)土地利用总体规划图。来源于全国统一部署完成的州县乡三级土地利用总体规划修编(2006—2020年)数据库。包含1:10000土地利用总体规划图、基本农田保护规划图、建设用地管制分区图等。
4)区域地质图空间数据库和地质灾害防治规划图。来源于2012年德宏州及各县(市)政府组织完成的《德宏傣族景颇族自治州地质灾害防治规划(2011—2020年)》和各县(市)地质灾害防治规划(2011—2020年)成果。
5)矿产资源分布图、矿产资源开发利用与保护规划图。来自2009年德宏州及各县(市)政府组织完成的《德宏傣族景颇族自治州矿产资源总体规划(2008—2020年)》和各县(市)矿产资源总体规划(2008—2020年)成果数据库(含图件)。
5)生态功能区划图。来自德宏州政府2012年4月组织完成的《德宏傣族景颇族自治州生态州建设规划》成果。
6)林地保护利用规划图或生态公益林分布图。来源于各县(市)2011—2012年完成的县级林地保护利用规划成果。
7)城镇规划图、交通规划图等其他相关基础图件和数据均来自州职能部门和县(市)职能部门主持完成的相关调查与规划成果。
2.5评价结果分析与讨论
2.5.1山区城镇建设用地适宜性等级面积及比例
根据上述评价方法和步骤,以各县(市)第二次土地调查1:10000土地利用现状图的基本图斑为评价单元,以地形坡度图、地质灾害防治规划图、区域地质图空间数据库、矿产资源分布图或矿产资源开发利用与保护规划图、土地利用总体规划图、生态功能区划图、林地保护利用规划图或生态公益林分布图、城镇规划图、交通规划图等基础图件和数据为依据,运用ArcGIS9.3软件对德宏州山区每一评价单元图斑进行城镇建设用地适宜性评价,得到了以下评价结果:1)德宏州各县(市)山区城镇建设用地适宜性等级面积及比例(表5);2)德宏州山区城镇建设用地适宜性评价图(图1)。
结果表明,德宏州山区宜建地面积达141676.00hm2,占全州山区土地总面积的14.37%;不宜建土地844111.40hm2,占全州山区土地总面积的85.63%。表5显示的不宜建土地面积包括:
1)坡度≥25°、水土流失特别严重的陡坡地,面积为263705.00hm2,占不适宜面积的31.24%。
2)因岩性、土质、水文条件与地基承载力低,有地质灾害点分布,生态敏感度高等限制而造成的不适宜建设地面积580406.40hm2,占不适宜建设用地面积的68.76%。
这一评价结果表明:对≥25°陡坡地及因其他因素限制而不适宜建设土地实施生态保护,避免建设对生态环境带来的影响和破坏;对<25°缓坡地采取水土保持型技术工程等有利措施,将是德宏州实现土地资源可持续利用和城镇可持续发展的主导性战略措施。
在宜建地中,一等宜建地16713.43hm2,占宜建地的11.80%;二等宜建地46250.18hm2,占宜建地的32.65%;三等宜建地78712.39hm2,占宜建地的55.56%。可见,德宏州主要坝区周边缓坡宜建地以三等宜建地为主,一等宜建地、二等宜建地和三等宜建地的构成比例约为12:33:55。
在全州山区宜建地面积中,以芒市最多,其面积达61563.37hm2,占全州山区宜建地的43.45%;次为瑞丽市,山区宜建地面积为27688.71hm2,占全州的19.54%;盈江县和陇川县山区宜建地面积分别为20830.88和20288.70hm2,分别占全州山区宜建地的14.70%和14.32%;梁河县山区宜建地面积亦有11304.34hm2,占全州山区宜建地的7.98%。
2.5.2山区宜建地的土地利用现状分析
从上述山区宜建地的土地利用现状(表6)来看,全州山区宜建地141676.00hm2中,农用地128901.36hm2,占90.98%;建设用地6736.36hm2,占4.75%;其他土地6038.28hm2,占4.27%。在农用地中,耕地45635.87hm2(其中33304.16hm2为质量低劣的坡旱地),占山区宜建地的32.21%;林地62489.98hm2(多为残次灌丛),占山区宜建地的44.11%。其他土地6038.28hm2中,多为荒山荒地。总体上分析,山区宜建地中,2/3以上属于质量低劣的坡旱地、残次灌丛和荒山荒地。
2.5.3已有建设用地的分析和评价
从已有建设用地来看,据德宏州第二次土地调查,全州山区建设用地15375.50hm2,占山区总面积的1.56%。其中,城乡建设用地为12459.37hm2,占山区建设用地的81.03%;交通水利用地为2332.20hm2,占山区建设用地的15.17%;其他建设用地为583.93hm2,占山区建设用地的3.80%。将已有建设用地与表6比较可见,山区已有建设用地中的宜建地为6736.36hm2,占43.81%。也就是说,现有山区建设用地中,1/2以上属于不宜建地,这些地方大多地处边远山区,地形坡度较陡,地质灾害频发,生存环境恶劣,尤其以山洪、滑坡、泥石流等灾害突出的大盈江流域(梁河县、盈江县)以及芒市、陇川县较为突出,近年来这几个县(市)因地质灾害已经搬迁边远村庄和农户较多。按本次评价结果,从解决“三农”问题、保障农村地区可持续发展出发,未来尚需搬迁的边远村庄和农户应因地制宜地分期分批搬迁至条件相对较好的宜建地。这也表明,虽然本次评价结果主要是为“城镇上山”战略提供依据,但同时也可以为边远农村建设用地的布局优化提供基础依据。
表6德宏州山区宜建地的土地利用现状Table6PresentusestatusofmountainouslandsuitableforUrbanconstructioninDehongPrefecture
2.5.4德宏州主要坝区周边缓坡地城镇建设适宜性评价结果在德宏州各县(市)“城镇上山”型土地利用总体规划(2010—2020年)修编中的应用情况
强化坝区耕地保护、推动城乡建设用地向坝区周边缓坡宜建地布局,这是云南省政府确定的新型发展战略模式。本文评价结果表明,德宏州主要坝区周边缓坡地宜建地资源丰富,在该州调整城乡建设用地布局、强化坝区耕地保护、发展山地城镇是可行的。
近年来,本次评价成果已在德宏州各县(市)“城镇上山”型土地利用总体规划(2010—2020年)修编中得到了具体的应用。
基本应用过程是:各县(市)“城镇上山”型土地利用总体规划(2010—2020年)修编中,以德宏州山区城镇建设适宜性评价数据库(1:10000山区城镇建设适宜性评价图)为基础依据,对现行土地利用总体规划(2006—2020年)中的建设用地布局进行调整和优化,将原来布局于坝区的新增建设用地(尤其是城镇、工业等用地项目)尽可能布局到缓坡山地,要求各县(市)山区新增建设用地占辖区新增建设用地比例应当在50%以上,山区新增建设用地占用耕地比例不超过30%。与此同时,相应地对现行土地利用总体规划(2006—2020年)中的基本农田布局进行调整,要求各县(市)坝区现有耕地划为基本农田面积应占坝区耕地总面积的80%以上,将以往规划布局中的“基本农田上山”模式改为“基本农田下坝”模式,有效地保护坝区优质耕地。
成果应用的成效是显著的,通过应用评价成果进行“城镇上山”型土地利用总体规划(2010—2020年)修编,德宏州显著加大了对基本农田的保护规模和力度,全州基本农田保护面积净增了6276.42hm2,其中坝区的基本农田保护面积净增了3055.34hm2;坝区基本农田占坝区耕地面积的比例(即坝区耕地保护率)达84.06%,比原来的土地规划提高了3.83个百分点。同时,有效地促进了全州城镇等建设用地向山地布局,2010—2020年山区新增建设用地面积占到了全州新增建设用地总量的50.57%,山区新增城乡建设用地规模(净增量)占到了全州的67.13%,比原来的土地规划提高了44.38个百分点。
3基本结论
在实施“城镇上山”战略中,对山区建设用地的适宜性评价是一项必不可少的基础性工作。结合我国西南山区特点,以云南省德宏州为例进行了山区城镇用地适宜性评价研究,建立了一套针对山区城镇建设用地适宜性评价的指标体系和评价方法,并借助GIS技术得出比较合理的评价结果。