重庆山地城市生态空间渗流规律：地形水体生物的流动特征解析

1.1 重庆山地城市生态空间“渗流”的规律特征

渗流是指流体在结构复杂的多孔介质内的流动[3-4]。在城乡规划领域最早对渗流概念[10]的应用是识别团簇的特征与尺度[11]，随后，相关研究拓展到城市肌理[12]、城市交通[13]、城市人流分布和规模预测[14]等方面。由于山地城市的特殊地形条件带来的自然要素的动态特征，自然与城市的组织关系更加清晰地呈现出渗流特征。

山地城市作为一个渗流场①，是渗流过程中的多孔介质[14]，山体、水系、动植物等自然要素是其中的流体。城市自然空间作为孔隙，为流体的流动提供空间；建筑、道路作为颗粒，对流体的流动起到阻挡作用。理想的渗流是流体在多孔介质中畅通流动的连续性活动；而真实的山地城市的自然要素的渗透形式以地形为主导，在平面上呈现为树枝状蔓延。早期山地城市背山面水的城市布局[10]，是自然向城市单向连续渗透的初始过程；随后，山地城市的快速发展使得自然要素的渗透方向、渗透速率受到影响，呈现为单向间歇渗透；当前山地城市充分延展，因大型山水划分而形成有机组团式布局[15]，呈现出双重孔隙介质②的裂缝-孔隙特征③（图1）。

1.2 重庆山地城市生态空间“渗流”的内在关联

地形、水体、植被、动物等自然要素，作为山地城市这一渗流场中的流体，其生成与发展具有动态性和方向性，并呈现出不同的流体特征。

地形在城市几千年的发展过程中基本不随时间推移而变化，表现为恒定的地形流。在其漫长的形成过程中，经过风化、侵蚀、搬运和堆积等外部作用力呈现出平动或变形。相较于其他要素的水平方向位移，山体具有水平、垂直2个方向的流动特征，呈现无旋流和无压流特征，并形成峰、坡、台、谷等不同地貌，成为山地城市本底支撑及空间特色的主要体现，为水体的流动与汇集以及动物的活动迁徙提供路径与载体。

水体为山地城市的水系要素，具有明显的季相特征，因而水体流具有因时而变的非恒定流特性。水体往往充满整个流动空间，在压力作用下，由高向低做有序线性运动，呈现层流、有压流的渗流特性[4]，结合地形和外部作用力形成了江、河、湖、海等类型。在地形转折处，部分水体绕自身的瞬时轴线做旋转运动，具有有旋流特点，进而形成湾、滩等自然空间形态。

动植物组成的生物流要素呈现非恒定流特性，绿地植被不仅为动物提供栖息场所，同时对于稳固山体、维系水网均具有重要作用。其中植物有显著的季相变化，动物的活动既有大规模的规律性迁徙活动，也有不规则的日常活动，其行为具有紊流特性[4]。在城市环境中的动物的生存空间多为自然环境良好的绿化空间，可依托植被类型及其覆盖度进行间接识别和量化。

1.3 山地城市生态空间“渗流”的影响机制

流体的物理性质受到多孔介质、渗透性、浸润性的影响[16]，渗透性是多孔介质允许流体通过的能力，受到孔隙度、有效孔隙、死端孔隙的制约，而浸润性则受到浸润面和浸润线④的大小、高低的影响。山地城市因其随坡就势的组团布局方式，渗透性具有明显的裂缝-孔隙效应，即大型山水廊道分割带的渗透性高于城市内部的蓝绿要素，此外孔隙的大小和联通程度受建筑高度、密度等布局方式的影响，而浸润性表现为自然流与作为其边界的城市的相互作用程度，如驳岸生态化程度等。因此在山地城市的渗流研究中，须结合不同要素的渗透率进行与之相对应的提升优化，而保障山地城市自然流的连通性、界面的浸润性能够有效提升城市渗透性。

流体的外部作用力包含流体重力、惯性力、黏滞力、流体弹性力和毛细管压力5类，这些作用力有时是动力，有时则是阻力[4]，城市中的建筑作为渗流场的颗粒是3类自然流的主要阻力来源；绿道、绿岛的联通度和布局网络则影响着城市生物流的渗透。