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深圳市城市照明规划环境影响研究
2017-10-25 16:48:29  作者:  来源:万选通资讯  
  •   城市照明作为城市环境建设的重要组成部分,其规划环境影响评价的编制对于提高城市照明规划的科学性与合理性,减少城市光污染具有重要作用。作为增长最快的环境污染类型之一,城市夜景照明所造成的光污染已经成为全球普遍存在的问题。
    关键字: 城市照明 照明

  何舸1 王成坤 1王川涛 1 陈郊1梁峥2

  1.中国城市规划设计研究院深圳分院

  2中国城市规划设计研究院城市照明规划设计研究中心

  1 引言

  随着社会经济的快速发展,城市夜景照明逐步受到重视,成为城市规划与管理中的一项重要内容。然而,早期的城市夜景照明建设相对无序,导致光污染现象日益突出,已成为全球范围内普遍存在的问题,主要集中发生在北美、欧洲、东亚等城市化水平高、经济发达的地区[1]。城市夜景照明所带来的光污染作为增长最快的环境污染类型之一,在一定程度上影响着城市生态环境与社会生活的多个方面[2]。

  城市照明作为城市环境建设的重要组成部分,其规划环境影响评价的编制对于提高城市照明规划的科学性与合理性,减少城市光污染具有重要作用。目前,国内学者已针对城市照明工程环境影响[3]、照明规划光污染评价和监测指标[4]、绿色照明规划评估体系[5]、城市照明质量评价[6]等开展了部分工作,但较少有从总体规划层面对城市照明规划造成环境影响的研究。本文以生态文明理念为指导,对深圳市城市照明规划环境影响进行了分析和研究,以期为区域光环境保护和生态文明建设提供科学支撑。

  2 光污染概述

  光污染是指干扰性或过量的光辐射对人和其他生物生存与发展产生的负面影响[7] ,可分为隐性光污染和显性光污染[8] 。隐性光污染即对人、物和环境的潜在或间接危害,如不同的光质、光照强度及时间会对植物的正常生长产生不同的影响,并可能影响候鸟迁徙等动物节律行为[9-10];光照中紫外及红外等多种光谱成分辐射所导致的热作用和光化学反应会造成建筑材料表面的褪色老化甚至变质[11];长期的夜晚亮光照射甚至会导致人体内分泌失衡,进而危害到人类健康[2,12];光污染造成电力资源大量浪费,在发电所产生的废物又对城市环境造成严重污染[8] 。显性光污染产生的不利影响则更直接和明显,即时性较强,如不合理的照明将导致眩光、光入侵及光溢散等现象,扰乱交通系统正常运转及城市功能的发挥[13];城市夜间大量上射光线的存在会因大气中悬浮尘埃的散射造成上空发亮,进而影响到天文观测[8]。

  3 研究区概况

  研究区包括深圳市所有行政辖区,总面积约1952.84km 2 。相关数据显示[1] ,1996~1997 年,深圳市大部分地区光污染程度已经达到中度和中高度,成为珠江三角洲地区光污染最严重的城市之一。珠江三角洲地区2012年夜间灯光分布图显示((图1),深圳市整体光照强度较高,西部深圳湾和珠江口海域受到夜间光照影响最严重,东部大鹏湾和大亚湾海域受到影响相对较小,但位于七娘山和南海之间的深圳市西涌天文台也开始受到夜间光照的影响,而陆域仅有吊神山、梅沙尖、排牙山、清林径水库、罗田水库等位于城市边缘的生态控制区受影响相对较小。深圳城市夜景照明系统正处在快速发展过程中,但缺少规划的统筹和约束,总体上呈无序状态,局部地区夜间光照强度严重超标,不利于宜居城市的建设[14] 。

图12012 年珠江三角洲地区夜间灯光分布

  4 研究框架

  基于生态学、环境科学理论和城乡规划原理,通过现场踏勘和现状资料收集,对研究区光环境进行全面普查和重点调研,识别深圳现状光环境存在的主要问题,再进一步从城市照明总体结构、照明政策分区、夜景观系统、夜景旅游、道路照明、绿色照明、重大光环境敏感区等七个方面进行环境影响分析与评价,最后,提出光污染减缓措施和对原有城市照明规划的优化调整建议(图2)。

图2 技术路线

  5 规划方案环境影响分析

  5.1 照明总体结构规划

  规划在空间上形成 “三轴、四核、五湾、六点”的照明总体结构和 “五横、八纵”的道路照明总体结构(图3)。“四核、六点”是高度城镇化的地区,涵盖各级政治、经济、文化、商业中心;“三轴”是城市生长和互动的核心轴线,串联起城市发展的核心地区;“五湾”是市区主要的滨水空间,具有较高的景观和生态价值;“五横、八纵”是市区道路照明功能主要网络。

  照明总体结构基于深圳一体化发展的城市道路网络、拥山滨海的带状空间形态和多样的城市文化,维护和强化优美的自然山体、滨海岸线,尊重了深圳现有的山水格局和历史人文特征,总体上避免了对自然资源和环境质量造成较大影响。但在规划实施过程中,局部地区如深圳湾、海上田园红树林湿地区、塘朗山——梅林森林公园、荷坳森林公园等光环境敏感区,夜景照明可能会对动、植物资源造成一定程度的光污染,需要在实施过程中通过采取措施来减缓影响。

图3城市照明总体结构规划

  5.2 照明政策分区规划

  规划根据城市照明对城市区域属性划分生态、城市开放空间、商业、商务办公、城市公共设施、工业及仓储、居住及其他等八类照明区,并针对不同功能片区,制定了相应的通则指引。

  规划所提出的照明意象、总体控制要求以及夜景构成要素照明通则,遵循了以人为本的原则和绿色照明的理念,所有照明政策片区均强调光污染控制,方案从环境角度总体较为合理。在生态照明区规划中,范围涵盖了深圳市域天文台、自然保护区、森林公园、地质公园、区域性绿地、集中水面等主要光环境生态敏感区,原则上为暗夜保护区域,夜间照明主要依靠自然环境光,形成自然生态暗环境,为鸟类、动物提供原始栖息地,同时也为天文等科学观测提供可能性的场所。规划还要求生态区域严格控制景观照明,主要道路设置的功能照明亮度总体控制在较低水平,且光色简洁,禁止动态照明,对光环境敏感区的影响相对较小。

  5.3 夜景观系统规划

  规划在对深圳市夜间景观资源和观景条件进行合理组织的基础上,确定了夜景观特色照明区域、夜景观界面、夜景观廊道、夜景观地标及节点四类构成城市夜景观系统的城市形态控制要素,并提出了相应照明规划指引。

  规划以照明总体结构为框架,基本避免了对光环境敏感区的重大影响。但位于深圳湾的地标节点(深圳湾大桥)若采用高强度的照明方式,可能会对周边海域的生态环境造成一定程度的光污染,影响动物生存和水生植物生长,应当严格控制照明时间、照明方式和光照强度,减少环境影响。

图4 城市照明政策区划

图5 城市照明夜景观系统规划

  5.4 夜景旅游规划

  规划基于深圳滨海城市的特征,以展示夜间城市风貌及历史文化为出发点,统筹考虑自然和人文景观,组织水路游、陆路游、空中游等多线程夜景旅游观光方式,形成点、线、面,水、陆、空,全方位多维立体的夜景观光体系。

  规划陆上游线主要集中在城市中心城区,对自然区域影响较小,但可能会对城区路线周边的居民产生光和噪声干扰; 空中游线规划利用高架轻轨、直升飞机游、飞艇等进行观景,在运营过程中可能会在局部地区产生较大的点源光污染和噪声污染;海上路线主要沿深圳湾和珠江口分布,对红树林自然保护区影响较小,但运营过程中可能会对近海的水生动物、植物产生较大影响; 上述影响主要存在于夜景旅游的运营过程中,因此,在运营期内必须采取有效的防治措施,减少夜景旅游对生态环境和居民生活的影响。具体防治方案应依据不同项目的类型、路线、运营时间等,由下层次规划或项目环境影响评价来制定。

图6城市夜景旅游规划

  5.5 道路照明规划

  规划道路照明光色以中性白和暖白色为主,色温在3500K~4500K之间,基本符合环境保护的要求。具体LED色温区间的选择,还需要在满足道路照明设计标准的前提下,充分考虑市民的接受程度,在光效、色温、成本之间取得平衡。规划将道路进行照明分级,区分主干路、次干路、支路、交会区和人行道的照明水平,为不同流量的道路制定相适应的照明标准值,同时控制景观照明、建筑照明的亮度,减少了光污染的产生。规划中机动车道照明和人行道路照明的设计基本符合《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)、《城市照明节能评价标准》(JGJ/T 307—2013)和《LED 道路照明工程技术规范》(SJG22—2011)中的环境保护相关要求。

  规划根据《深圳市推广应用 LED 照明产品实施方案》,提出功能照明提升计划,将城市路灯分批改造,在全市普及公共照明领域LED照明。采用LED路灯替换传统高压钠灯后,将节约大量的电力,减少煤炭使用量,进而减少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等废物的排放量,能有效改善环境空气质量。

  5.6 绿色照明规划

  规划以绿色照明理念为指导,以高效节能、环保、安全、舒适为宗旨,以减少对环境的负面影响为前提,提出了全系统、全过程控制的管理要求。

  规划制定了具体的绿色照明指标,明确了智能管理和新能源应用策略,提出了绿色照明产品与技术应用措施以及资源节约与利用策略,能有效提高照明环境质量,减少照明所产生的光污染对生态环境与居民生活的影响。

  规划的理念、设计和管理方案基本符合《城市照明节能评价标准》(JGJ/T 307—2013)、《城市夜景照明设计规范》(JGJ/T 163—2008)和《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)中对环境保护的相关要求;主要光污染控制指标符合国家相关标准,基本达到或优于国际先进标准(表1)。


  注: *E1为天然暗环境区;E2为低亮度环境区;E3为中等亮度环境区;E4为高亮度环境区。

  5.7 重大光环境敏感区

  5.7.1 福田红树林国家级自然保护区

  夜间人工光照容易导致动植物昼夜节律发生变化,影响动物间沟通、捕食及繁殖等,并进一步影响区域生态系统功能的发挥[15-16] 。位于深圳湾的福田红树林国家级自然保护区是国际候鸟迁徙线上重要的“中转站”和“加油站”,周边区域照明建设可能会引起范围内候鸟迁徙节律变化,使其迷失方向甚至死亡,对于区域生态保育及濒危物种保护造成重大影响。

  规划将深圳湾滨海休闲带规划为生态照明区(图7),原则上为暗夜保护区,禁止使用彩光和动态照明,形成自然生态暗环境,将光污染指数控制在最小范围,对鸟类栖息和生态环境的整体影响相对较小。深圳湾的鸟类觅食活跃时间多在 16:00—18:00的退潮时段,此时水深约在1m以内的浅水区会露出大片滩涂,湿地鸟类选择在此觅食。规划功能照明开启时间一般为18:00—6:00,要求保护区内除主要活动路径允许设置功能照明外,其他区域夜间照明主要为自然环境光,禁止设置景观照明,因而对该地区大部分鸟类觅食影响相对较小。

  然而,深圳湾片区的LED灯光色多样,变化繁多,应尽量不要使用霓虹灯,并控制灯光的分布方向,使灯光集中在路面,减少眩光对鸟类、昆虫、海洋生物和红树林的影响。因候鸟迁徙停留的关系,深圳湾的鸟类数量呈现较大的月际变化,每年最寒冷的12月和1月是深圳湾鸟类数量最多的时节,需要特别加强该地区的光污染防治。

图7福田区夜景观结构规划

  5.7.2 香港米埔自然保护区

  香港米埔自然保护区位于深圳市福田区南部和香港特别行政区西北部交界处,是香港特别行政区最重要的自然保护区,1995年被列为拉姆萨尔国际重要湿地,其主要保护对象为红树林资源、珍稀动植物资源,境内有多种全球濒危的雀鸟栖息。此外,米埔湿地还存在对光污染极其敏感的中国第一种红树林萤火虫——米埔屈翅萤。

  规划深圳河福田段主要照明界面为北侧区域(图7),与米埔自然保护区相邻的地块规划为一般照明区,要求控制夜间照明强度和时间,对保护区影响相对较小;福田口岸规划为夜景观门户节点,重点满足口岸出入口的基础照明和建筑照明,若照明强度、亮度过高或色彩变化过于强烈,可能会在一定程度上干扰米埔自然保护区内的动、植物生存状况 (尤其是萤火虫),应按相关规定严格控制光污染。

  5.7.3 西涌天文台

  光污染是影响天文观测的重要原因之一。深圳市西涌天文台位于大鹏新区的七娘山和南海之间,距离市区约65km,是深圳市仅存的天文观测条件相对较好的地点之一。但随着大鹏新区的成立,城市建设水平不断提高,光污染已经越来越严重,进而影响到天文观测。目前,西涌天文台90%的干扰来自大鹏半岛南面和东面的渔船灯光。

  规划将西涌天文台所在点规划为生态照明区,原则上为暗夜保护区,夜间照明主要依靠自然环境光,能对天文观测起到较好的保护作用。然而,天文台距离西侧的西冲重点照明区仅约1km,距离东侧的东冲重点照明区仅约2km,若该两处区域夜间进行高强度的照明可能会对天文观测造成干扰。因此,应控制西涌天文台周边地区陆面的景观灯路灯、车灯、以及海面的渔船作业灯光强度和照明时间,尽量减少对天文观测的影响。

图8大鹏新区夜景观结构规划

  6 光污染防治措施

  深圳市光污染防治应在满足城市照明要求的前提下,科学控制照明光量,提高用光效率,尽量降低有害光对生物及环境的危害。

  (1)在照明政策分区管控的基础上,针对不同区域的照明需求从照明区域间距、照明类型、照明时间、光色及亮度平衡等多方面进行控制。分区建设过程中应严格控制玻璃幕墙的使用,防止光污染和眩光,限制不同区域距离有效防止区域间的光污染相互影响; 不同分区内部,应缩小夜景光环境中明暗亮度间距,保持光分布的均匀性和亮度对比的适度,防止造成光溢散及能源浪费。

  (2)景观照明对鸟类及昆虫的吸引比较强烈,建议在鸟类聚集的栖息地尽量减少使用人工光源,同时,根据特定生态敏感区栖息动植物的差异,有针对性的选择照明灯具的光色,控制光强及照明时间等。

  (3)城市交通照明系统内禁止设置高频动态灯关及远程探照灯,高速通行主干道两侧禁止采用色彩变化的装饰灯等,尽量采用截光型灯具,以防造成眩光等影响航空、行车及行船安全。

  (4)天文观测点及其周边区域严格控制照明亮度及城市上射光比例,防止夜天空过亮,影响科研观测。

  7 结语

  本文以生态文明理念为指导,从城市照明总体结构、照明政策分区、夜景观系统、夜景旅游、道路照明、绿色照明、重大光环境敏感区等七个方面对规划环境影响进行了分析与评价。规划总体上顺应了城市发展的要求,遵循了以人为本的原则和绿色照明的理念,倡导生态文明夜景建设,注重暗夜保护和光污染控制,体现了自然、人和城市的和谐共生。在认真贯彻相关环境保护法律、法规,落实各项光污染防治措施的前提下,规划有利于指导城市照明工作健康发展和美丽深圳建设。

  根据 《中华人民共和国环境影响评价法》和《规划环境影响评价条例》要求,城市建设有关的专项规划应当进行环境影响评价。目前的《城市照明规划规范》 (征求意见稿) 中,尚未对光环境影响评价内容提出要求。建议在规范中增加有关照明规划环境影响评价或光污染防治的章节,提出具体要求,以进一步提高规划的科学性,落实绿色照明理念,建设生态宜居城市。

  致谢: 感谢韩善锐、牛宇琛、谭敏敏等对本文观点形成和写作过程中提供的帮助。

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