洪澇適應(yīng)性景觀設(shè)計(jì)的原則與策略

羅楊菲，楊眉

(西安交通大學(xué) 藝術(shù)系，陜西 西安 710049)

氣候和季節(jié)因素導(dǎo)致的雨洪問題嚴(yán)重影響到城市的日常生活，威脅到居民的人身安全，并造成了難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。為緩解洪澇災(zāi)害對(duì)城市的侵害， “海綿城市”理論、GI、“生態(tài)彈性城市”理論、洪澇適應(yīng)性等理論與應(yīng)對(duì)措施相繼出現(xiàn)。為此，對(duì)洪澇適應(yīng)性濱河景觀設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析，結(jié)合文獻(xiàn)閱讀，剖析設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則及策略，為相關(guān)實(shí)踐提供參考。

1 研究背景與相關(guān)概念

1.1 城市面臨洪澇災(zāi)害的威脅

世界范圍內(nèi)地處低緯度的城市，幾乎都會(huì)受到洪澇災(zāi)害的困擾與威脅。我國南方水網(wǎng)密布，一旦降雨量增加，河流水量猛升，城市就會(huì)受到洪澇的侵蝕。盡管在城市中建造了大量的防洪工程設(shè)施，但洪水災(zāi)害仍愈發(fā)嚴(yán)重[1]。因此如何應(yīng)對(duì)氣候變化等原因帶來的洪澇災(zāi)害是近年來大眾討論的熱點(diǎn)話題。為解決這一問題，很多國家開始做出實(shí)際行動(dòng)應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，澳大利亞的水敏性城市、美國的雨洪調(diào)控、英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)等都是應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的策略[2]。

1.2 洪澇適應(yīng)性概念

適應(yīng)性是生態(tài)學(xué)術(shù)語，通過生物的遺傳組成賦予某種生物的生存潛力。它決定此物種在自然選擇壓力下的性能，是生物體與環(huán)境表現(xiàn)相適合的一種現(xiàn)象。這需要很長時(shí)間形成，并使生物結(jié)構(gòu)及其功能在一定環(huán)境條件下可以生存和繁衍。洪澇適應(yīng)性濱河景觀是指與河流直接接觸或間接聯(lián)系的區(qū)塊，具有可以抵御洪水侵蝕的能力，不再依賴于灰色防洪設(shè)施的硬性抵抗，而是化靜態(tài)的硬質(zhì)抵抗變?yōu)榫坝^系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)緩沖，建立起與城市洪澇水體具有空間或功能聯(lián)系，并對(duì)洪澇具有一定適應(yīng)能力的景觀。

2 相關(guān)案例分析

早在20世紀(jì)70年代，部分國家已經(jīng)開始對(duì)城市洪澇管理問題展開研究，具有代表性的有美國的最佳管理措施(BMPs)和低影響開發(fā)(LID)、英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)(SUDS)、澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)(WSUD)、新西蘭的低影響城市設(shè)計(jì)與開發(fā)(LIUDD)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)等，都是為了解決城市雨洪問題。相關(guān)雨洪管理理念見表 1。

表1 相關(guān)雨洪管理理念內(nèi)容歸納Table 1 Summary of related rainwater management concepts

2.1 荷蘭瓦爾河-低影響城市設(shè)計(jì)與開發(fā)改造項(xiàng)目

在荷蘭過去1 000多年的時(shí)間里，河流一直被束縛在不斷加高加固的堤壩之中。但是由于全球氣候的變遷，河流蓄水量有所增加并時(shí)常達(dá)到最高水位。1995年荷蘭發(fā)生了河流洪災(zāi)之后，荷蘭出臺(tái)了河道拓展計(jì)劃，該計(jì)劃初衷就是給河流更大的空間以降低洪災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)(如圖1)。

圖1 荷蘭瓦爾河LIUDD改造項(xiàng)目Figure 1 LIUDD Reconstruction Project on Waal River, Netherlands (圖片來源：H+N+S Landscape Architects)

圖1-a為瓦爾河未改造前的行洪空間，防洪提阻隔洪水，達(dá)到洪水快速通過的目的。圖1-b為瓦爾河改造后，去除了防洪提，對(duì)河道進(jìn)行擴(kuò)展，形成景觀公園，提供休憩空間的同時(shí)也增加了行洪空間。在臨河的土地開拓出河流可行洪的水道，建設(shè)了兩岸之間的島嶼空間形成濱河景觀公園。在一定程度上，增加了瓦爾河流經(jīng)荷蘭的橫向距離，并建設(shè)了多條連接島嶼與兩岸之間的橋梁。由于增加了行洪空間，洪水不再對(duì)濱河岸城市造成威脅。不僅如此，島嶼濱河空間還可以緩沖洪澇帶來的沖擊力。在改造計(jì)劃中，島嶼濱河空間的設(shè)計(jì)考慮到瓦爾河不同水位所造成的影響，建設(shè)了有階次的景觀空間。在洪水退后，島嶼濱河生態(tài)系統(tǒng)又能進(jìn)行自我修復(fù)，為市民打造休憩、漫步的生活空間[9]。

2.2 新加坡碧山宏茂橋公園-綠色基礎(chǔ)設(shè)施改造案例

由于新加坡的城市化而上漲的雨水徑流排放，碧山公園旁的排洪渠道已經(jīng)不能滿足排洪要求(如圖2-a)，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將原本的硬質(zhì)水泥排洪渠拆除，與碧山公園融合到一個(gè)景觀空間之中(如圖2-b)。拆除的硬質(zhì)材料被使用到公園內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施，降低了建造成本，實(shí)現(xiàn)了資源的再次使用。并采用了特殊的土地工程技術(shù)，替代水泥基質(zhì)對(duì)河岸進(jìn)行加固保護(hù)，具有一定的生態(tài)性[1]。公園采用了具有可行性的生態(tài)技術(shù)，打造了一個(gè)擁有生命活力的濱河景觀，使得市民對(duì)加冷河有了歸屬感，不再對(duì)河流產(chǎn)生距離、隔閡與恐懼。當(dāng)出現(xiàn)特大洪流時(shí)，整個(gè)公園都是河流的行洪空間(如圖2-c)；洪水退后，公園又成為市民們的活動(dòng)空間(如圖2-d)。

圖2 新加坡碧山宏茂橋公園改造前后對(duì)比圖(圖片：谷德設(shè)計(jì)網(wǎng))Figure 2 Comparison of Bishan-Ang Mo Kio Park in Singapore before and after renovation (Photo: Gude Design Network)

2.3 案例小結(jié)

荷蘭瓦爾湖的低影響設(shè)計(jì)開發(fā)項(xiàng)目和新加坡碧山宏茂橋公園綠色基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目都將高高的防洪提拆除，讓河流接觸城市，化硬性抵抗為彈性接受，體現(xiàn)了適應(yīng)性轉(zhuǎn)變和自然優(yōu)先原則；設(shè)計(jì)中打造的河岸生態(tài)系統(tǒng)則體現(xiàn)了生態(tài)多樣性原則、多尺度建設(shè)原則，在城市應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害上發(fā)揮出較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，為提出洪澇適應(yīng)性的原則與策略提供了實(shí)證參考。

3 洪澇適應(yīng)性景觀設(shè)計(jì)的原則

3.1 生態(tài)系統(tǒng)多樣化原則

城市的生態(tài)系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施以及綠植生態(tài)系統(tǒng)都是洪澇適應(yīng)性濱河景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)洪流的運(yùn)行者，他們構(gòu)成了城市抵御洪澇體系的基礎(chǔ)力量，擁有自我修復(fù)與調(diào)節(jié)的作用[11-12]。多樣化、多層次的植物群落是適應(yīng)性景觀中必不可少的重要部分，當(dāng)洪水來臨時(shí)，適應(yīng)性濱河景觀的生態(tài)系統(tǒng)中不同個(gè)體或群落能夠彼此接替和互補(bǔ)。當(dāng)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多樣化，就能夠豐富該區(qū)域的生態(tài)循環(huán)，形成小型的自然循環(huán)圈，共同應(yīng)對(duì)洪澇帶來的傷害。各個(gè)生態(tài)群落相互聯(lián)系，共同維持區(qū)域內(nèi)的整體穩(wěn)定，最大程度的降低洪澇受災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。因此洪澇適應(yīng)性景觀在設(shè)計(jì)過程中需要體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)多樣化。

3.2 自然優(yōu)先原則

世界很多城市鄰水而建，水是萬物的始源，給城市帶來自然饋贈(zèng)的同時(shí)，也增加了洪澇對(duì)城市的傷害。城市化進(jìn)程中不斷的占用河床，進(jìn)行臨水商業(yè)化開發(fā)和運(yùn)營，使得原本應(yīng)預(yù)留給河流行洪的區(qū)域成為商業(yè)娛樂空間，一旦洪水發(fā)生則會(huì)導(dǎo)致一定經(jīng)濟(jì)損失。面對(duì)這樣的問題，我們必須要減少對(duì)自然環(huán)境的干預(yù)，將低影響開發(fā)作為城市發(fā)展準(zhǔn)則，從問題的始源來解決城市的雨澇問題，尊重自然，自然優(yōu)先[13]。

3.3 適應(yīng)性轉(zhuǎn)變?cè)瓌t

傳統(tǒng)防洪是將外部洪流用高高的防洪墻阻斷開來，以最便捷最快速的方式來排洪泄水，卻忽略了洪澇本身也是水資源。不同于修建防洪工程，城市承洪適應(yīng)性是以阻止災(zāi)害為目的。將城市的建成環(huán)境與洪水相協(xié)調(diào)，并為非確定性事件做好準(zhǔn)備，培養(yǎng)與洪水共生的智慧，而非只依賴工程設(shè)施的抵抗與恢復(fù)[14]。在城市防洪基礎(chǔ)設(shè)施面對(duì)外來洪澇沖擊時(shí)，也將氣候變化、災(zāi)害頻發(fā)導(dǎo)致的區(qū)域內(nèi)受災(zāi)情況，以及潛在的隱患危險(xiǎn)考慮在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域地塊對(duì)洪澇的適應(yīng)是景觀環(huán)境創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)。

3.4 多尺度建設(shè)原則

城市的防洪墻和防洪堤，是人們?yōu)楸ＷC洪澇平穩(wěn)通過而不對(duì)城市產(chǎn)生影響的產(chǎn)物，當(dāng)某一堤塊出現(xiàn)問題，涌進(jìn)的水流將會(huì)對(duì)城市造成一定破壞。多尺度建設(shè)原則是在洪流進(jìn)入城市部分，建立起多尺度重復(fù)設(shè)置的板塊，將綠色生態(tài)群落系統(tǒng)進(jìn)行多尺度重復(fù)設(shè)置，部分與洪流接觸，河流與城市通過動(dòng)態(tài)流動(dòng)的方式聯(lián)系在一起，就能提升城市適應(yīng)洪水的能力。參與協(xié)同的元素越多、越迅速則多尺度自組織能力越強(qiáng)[15]。

4 洪澇適應(yīng)性景觀設(shè)計(jì)策略

4.1 洪澇適應(yīng)性生態(tài)系統(tǒng)劃分

洪澇適應(yīng)性生態(tài)系統(tǒng)可劃分為綠色斑塊、藍(lán)色斑塊、灰色斑塊3種斑塊模式以及綠色廊道、藍(lán)色廊道、灰色廊道3種廊道模式。設(shè)計(jì)實(shí)踐中對(duì)規(guī)劃用地進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)劃分是實(shí)現(xiàn)洪澇適應(yīng)性景觀預(yù)期的重要基礎(chǔ)。

4.1.1 斑塊劃分 綠色斑塊：是指有著綠植生態(tài)系統(tǒng)的斑塊。在洪澇適應(yīng)性景觀中，綠色斑塊是適應(yīng)河流的主要區(qū)塊力量，其對(duì)洪澇干擾和災(zāi)害有著優(yōu)秀的適應(yīng)能力和恢復(fù)能力。因此在綠色斑塊的基礎(chǔ)上配合多尺度建設(shè)是調(diào)蓄洪水的適應(yīng)性前提。

藍(lán)色斑塊：是指與河流有著聯(lián)系的水系生態(tài)系統(tǒng)。在洪澇適應(yīng)性濱河景觀之中，藍(lán)色斑塊雖不及綠色斑塊的面積尺度寬廣，但卻是滲透到綠色斑塊之中，成為它運(yùn)行的力量，2個(gè)斑塊之間就有了動(dòng)態(tài)的影響，增強(qiáng)了水系的凈化修復(fù)能力，讓生態(tài)系統(tǒng)更加有活力。

灰色斑塊：是指洪澇適應(yīng)性濱河景觀之中的道路以及硬質(zhì)鋪裝等。由于灰色斑塊為適應(yīng)城市社會(huì)活動(dòng)需要，在建設(shè)之中考慮更多的是承受和配合人類活動(dòng)，因此生態(tài)的活性較差，對(duì)于雨水以及洪澇吸收滲透能力不強(qiáng)[16-17]。但它是洪澇適應(yīng)性景觀里不可缺少的重要部分，是后勤部分的角色擔(dān)當(dāng)，為藍(lán)色與綠色斑塊的運(yùn)轉(zhuǎn)提供聯(lián)系與幫助，并且在應(yīng)對(duì)洪澇勢(shì)力沖擊的同時(shí)起到一個(gè)穩(wěn)固土地、防止水土流失的作用。

4.1.2 廊道劃分 綠色廊道：與綠色斑塊包含的綠色生態(tài)體系相同，綠色廊道是以植物綠化為主的線狀要素，如街道綠化帶、環(huán)城防風(fēng)林帶、濱水河岸植被帶等。綠色廊道包括：道路綠色廊道、河流綠色廊道、綠帶廊道等，多呈帶狀的形式，鏈接綠色斑塊成為系統(tǒng)的一部分。洪澇適應(yīng)性濱河景觀中的濱水區(qū)線型綠化景觀就由綠色廊道構(gòu)成。

藍(lán)色廊道：與綠色廊道的性質(zhì)相似，藍(lán)色廊道主要是貫穿區(qū)域內(nèi)的水系生態(tài)系統(tǒng)，提供休憩的親水環(huán)境、綠植灌溉系統(tǒng)，滿足區(qū)域內(nèi)水資源循環(huán)需求；擁有排水、集水、蓄水等功能，也是鳥類的棲息地。如湖泊、水池、河流、小溪、濕地等。多呈現(xiàn)帶狀的形態(tài)，將小塊的藍(lán)色斑塊鏈接在一起，多出現(xiàn)在大型生態(tài)濕地公園景觀的內(nèi)湖之中。

灰色廊道：灰色廊道可以理解為放大加長版的灰色斑塊，由區(qū)域內(nèi)的道路、鋪裝以及周邊的附屬灰色基礎(chǔ)設(shè)施共同構(gòu)成，如道路鋪裝、行車道、步行道、區(qū)域內(nèi)的花池鋪裝、水泥質(zhì)地的設(shè)施等。同時(shí)也為適應(yīng)性景觀規(guī)劃提供技術(shù)性服務(wù)，景觀規(guī)劃內(nèi)的電力維持系統(tǒng)、澆灌系統(tǒng)都屬于灰色廊道的范疇。

4.1.3 洪澇適應(yīng)性的生態(tài)系統(tǒng)在永州一中河段的應(yīng)用劃分 生態(tài)系統(tǒng)劃分是實(shí)施洪澇適應(yīng)性設(shè)計(jì)策略的重要前提，本研究以湖南省永州市一中河段為例，將洪澇適應(yīng)性的突破防洪堤、城市退讓河流的設(shè)計(jì)理念以及生態(tài)系統(tǒng)劃分應(yīng)用在該河段區(qū)域(圖3)。永州市一中河段區(qū)域位置及模型見圖4。以圖中白色虛線圍合區(qū)域?yàn)槔?，建立起空間地域模型，將綠色斑塊、藍(lán)色斑塊、灰色斑塊的劃分表現(xiàn)出來。

生態(tài)系統(tǒng)劃分在湖南永州一中河段洪澇適應(yīng)性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用示意圖見圖5。

由圖5可知，從河段原有的防洪堤出發(fā)(圖5-a)，去除原本的防洪堤，順應(yīng)河岸線退讓河流(圖5-b)。去除防洪提后，河流不再受硬性的水泥地阻擋，逐漸進(jìn)入城市(圖5-c)，在河流與城市接觸的中間段打造濱河景觀公園(如圖5-d)，設(shè)計(jì)區(qū)域由綠色斑塊(圖5-e)、藍(lán)色斑塊(圖5-f)、灰色斑塊(圖5-g)共同組成洪澇調(diào)節(jié)機(jī)制系統(tǒng)，包括植被緩沖帶、雨水花園、硬質(zhì)鋪裝(圖5-h)等。這3大斑塊互相協(xié)調(diào)，再由三大廊道打造洪澇調(diào)節(jié)適應(yīng)系統(tǒng)，使區(qū)域內(nèi)的群落系統(tǒng)互補(bǔ)，達(dá)到洪澇來時(shí)減少?zèng)_擊傷害以及洪澇退后能自我生態(tài)修復(fù)的效果[18]。

4.2 洪澇適應(yīng)性景觀功能的轉(zhuǎn)變

城市的防洪墻空間，只有單一的灰色基礎(chǔ)設(shè)施，在發(fā)生洪水時(shí)發(fā)揮作用，但洪水退去所遺留下的淤泥，會(huì)造成城市污染，清理這些需要花費(fèi)大量的人力、物力資源。灰色防洪設(shè)施不僅占用了河流的大量的行洪空間，也使城市失去了水資源的活性。因此，適應(yīng)性需要從傳統(tǒng)的灰色防洪設(shè)施逐漸向適應(yīng)性景觀轉(zhuǎn)變。將單一的水泥基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)洪澇的景觀，實(shí)現(xiàn)城市與河流的共生。

4.3 生物對(duì)洪澇過程的適應(yīng)

實(shí)現(xiàn)生態(tài)群落對(duì)洪澇的適應(yīng)，就是適應(yīng)性景觀在植物配置方面最優(yōu)擇選，結(jié)合多尺度、多層次的設(shè)計(jì)原則，在城市與河流之間的適應(yīng)性景觀區(qū)，靠近河流側(cè)種植耐澇性強(qiáng)的植物，中間段種植耐澇性較強(qiáng)的植物，最后在靠近城市側(cè)種植耐澇性較弱的植物[19]。然后配合植物群落的多層次、多尺度的重疊設(shè)置，打造適應(yīng)洪澇災(zāi)害的層次化植物群落。從生態(tài)群落的建設(shè)出發(fā)，逐漸達(dá)到整個(gè)濱河景觀區(qū)域適應(yīng)性的最優(yōu)化效果。

4.4 讓步、疏導(dǎo)與凈化模式

讓步模式是指增加洪水的行洪空間，城市基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行后移，洪水來時(shí)有洪澇適應(yīng)性景觀代替原有的城市占領(lǐng)空間，起到調(diào)蓄雨洪的作用，避免城市基礎(chǔ)設(shè)施以及人的社會(huì)活動(dòng)受到侵害。當(dāng)洪水退下后，適應(yīng)性濱河景觀生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復(fù)調(diào)節(jié)能力，為人們提供休憩，娛樂的空間。因此，城市的讓步也是拉近河流關(guān)系的第一步，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)兩者之間和諧發(fā)展。城市退讓之后，洪澇適應(yīng)性景觀的疏導(dǎo)與凈化功能開始發(fā)揮作用。該模式下的洪澇適應(yīng)性濱河景觀是將洪澇沖擊過后的遺留水資源，通過自然湖渠或生態(tài)工程技術(shù)疏導(dǎo)、凈化后排至它處，以此來減緩洪澇適應(yīng)性景觀的壓力。這種模式的實(shí)踐與雨水花園功能相似。在凈化模式中建立起多個(gè)生態(tài)濕地區(qū)塊，通過適合的植物配置，形成小區(qū)塊的生態(tài)群落，再組成帶有凈化功能的生態(tài)系統(tǒng)[20]。疏導(dǎo)與凈化模式是對(duì)洪澇過后的水資源的疏通和凈化排放。

5 結(jié)語

城市原有的防洪系統(tǒng)已逐漸突顯出諸多問題與不適應(yīng)性，需要重新認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)防洪設(shè)施建設(shè)所帶來的不利影響，而洪澇適應(yīng)性景觀理論則提供了一種看待城市洪澇問題的新視角，荷蘭瓦爾湖的低影響設(shè)計(jì)開發(fā)項(xiàng)目和新加坡碧山宏茂橋公園綠色基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目都將高高的防洪提拆除，讓河流接觸城市，化硬性抵抗為景觀公園的彈性接受，這也證明城市和自然之間需要這樣的媒介。本研究基于生態(tài)彈性城市與海綿城市理論，結(jié)合永州一中河段的實(shí)踐案例，提煉出生態(tài)系統(tǒng)多樣化、自然優(yōu)先、適應(yīng)性轉(zhuǎn)變和多尺度建設(shè)的洪澇適應(yīng)性設(shè)計(jì)原則，并歸納出生態(tài)系統(tǒng)劃分、景觀功能轉(zhuǎn)變、生物對(duì)洪澇過程的適應(yīng)、讓步、疏導(dǎo)與凈化模式四點(diǎn)設(shè)計(jì)策略。綜上所述，不能只從防洪水利工程視角去阻斷城市與河流之間的聯(lián)系，而應(yīng)更注重對(duì)于雨洪的生態(tài)管理，建立起彈性的、生態(tài)的、富有活力的城市洪澇適應(yīng)系統(tǒng)，這樣才能使城市與自然融洽，共同發(fā)展。