發(fā)布時(shí)間:2023-09-20 09:46:26
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇海綿城市的概念及其作用,期待它們能激發(fā)您的靈感。
Abstract: The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development, and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City, and Elastic Restoration theory, this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches, describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city, and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches, water network repairing, etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city, in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.
關(guān)鍵詞: 景觀斑塊;彈性修復(fù);海綿城市;濕地
Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland
中圖分類號(hào):F205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)20-0181-04
1 背景
城市景觀是自然與人力在不同條件相互作用的產(chǎn)物。一個(gè)城市長(zhǎng)期生產(chǎn)力、繁榮度和宜居性,從根本上由城市的可持續(xù)性(承載能力)和彈性(應(yīng)對(duì)能力)決定。[1]我國(guó)以農(nóng)業(yè)立國(guó),在歷史長(zhǎng)河中,城市被良田所圍繞,對(duì)于自然災(zāi)害與環(huán)境問題具有一定的防御能力。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,昔日城市中的綠地斑塊如農(nóng)田、濕地、林地等被各類建筑、道路、廣場(chǎng)等人工斑塊所代替。城市化地表斑塊變化的一個(gè)重要特征是不透水斑塊取代了透水良好的自然斑塊,自然水過程受到影響,城市環(huán)境惡化失去原有彈性,導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化[2]。
過度開發(fā)使得城市景觀破碎化,許多涵養(yǎng)水源的綠色彈性空間相繼消失,城市綠網(wǎng)破壞,河流、湖泊等水體受到污染甚至斷流。如此矛盾的局面正需要城市規(guī)劃師在城市規(guī)劃中找到人與自然和諧共處的關(guān)鍵點(diǎn),建設(shè)具有良好生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的城市[3],保護(hù)好城市的彈性景觀斑塊,通過綠色、藍(lán)色以及灰色廊道的連接形成生態(tài)屏障,組建城市韌性(抵抗災(zāi)害的能力),從而創(chuàng)造彈性宜居的城市環(huán)境。
2 相關(guān)概念辨析
城市過度發(fā)展,生態(tài)環(huán)境變化,水土流失、洪澇災(zāi)害等“城市病”被廣泛關(guān)注,傳統(tǒng)觀念中被認(rèn)為是廢棄物的雨水,也被重新審視,[4]人們逐漸意識(shí)到雨水作為一種可循環(huán)資源,影響城市居民的日常生活,關(guān)系城市的生態(tài)健康狀況,塑造城市的景觀斑塊,組織城市的緩沖空間。城市綠色緩沖空間往往是城市彈性斑塊的有機(jī)構(gòu)成體,反作用于城市景觀及生態(tài)系統(tǒng),確保了城市的物、能平衡與資源的良性循環(huán)。(如圖1)
2.1 海綿城市與彈性景觀
海綿城市(Sponge City)是指城市能像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“韌性”與“回彈”能力,有效保護(hù)和修復(fù)城市水生態(tài),緩解城市內(nèi)澇,削減城市徑流污染負(fù)荷,涵養(yǎng)城市水資源,復(fù)興城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能減少城市洪澇災(zāi)害發(fā)生。西方國(guó)家對(duì)雨水的利用由來已久,形成了最佳管理實(shí)踐(Best Management Practices,簡(jiǎn)稱BMPs)、低影響開發(fā)(Low Impact Development,簡(jiǎn)稱LID)、水敏型城市設(shè)計(jì)(Water Sensitive Urban Design,簡(jiǎn)稱WSUD)、綠色(雨洪)基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure,簡(jiǎn)稱GI)等措施。這些都是海綿城市(Sponge City)雨水管理的重要理論基礎(chǔ)。(如表1)。
彈性景觀(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然災(zāi)害,維持城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要韌性空間,強(qiáng)調(diào)基于人工參與的同時(shí)注重自然生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的能力。合理設(shè)計(jì)城市的彈性景觀斑塊,將不同功能的生態(tài)空間與雨水管理、生物棲息、公共休閑和審美需求相結(jié)合,連接城市“綠色”和“藍(lán)色”斑塊,為城市生態(tài)環(huán)境搭建起重要的生態(tài)保障屏障。城市濕地斑塊構(gòu)成城市景觀,組織城市能源循環(huán),如“海綿”一般,在應(yīng)對(duì)城市生態(tài)失衡與自然災(zāi)難時(shí),為城市生物提供安全庇護(hù)港,保護(hù)生物的多樣性,保證城市景觀的穩(wěn)定與持續(xù)發(fā)展。
2.2 濕地斑塊與彈性修復(fù)
濕地斑塊是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有城市其他生態(tài)系統(tǒng)不可替代的多種生態(tài)服務(wù)功能,被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)的最佳利用方式。[10]國(guó)內(nèi)許多學(xué)者認(rèn)為,濕地(Wetland)是陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,是一種復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。城市濕地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、動(dòng)物等要素構(gòu)成的,要素之間相互聯(lián)系相互作用形成的具有防洪、污水凈化和氣候調(diào)節(jié)等特定功能的一種水陸生態(tài)系統(tǒng)。[11-12]濕地斑塊對(duì)城市的建設(shè)貢獻(xiàn)主要在于連接了城市(人工斑塊)與水域(自然斑塊),形成了半自然半人工的中間過渡地帶,是重要的城市水陸樞紐與彈性緩沖空間,是城市與自然間的天然屏障,具有以下的生態(tài)學(xué)意義:
2.2.1 疏導(dǎo)水流,涵養(yǎng)水源
對(duì)于城市,濕地斑塊無疑是良好的水流“儲(chǔ)藏器”,隨著城市無序擴(kuò)張,河渠硬化,防浪堤高筑屢見不鮮。城市給、排水不暢,下雨時(shí)地表徑流增大,形成快速排水模式,水資源難以保存。[13]城市污水處理不當(dāng),水體受到污染,濕地斑塊支離破碎,蓄水能力嚴(yán)重不足,導(dǎo)致城市土地河流的水源安全問題。
2.2.2 凈化水體,形成良性水網(wǎng)
濕地的植物,在長(zhǎng)期自然演替過程中,對(duì)水體中的污染物有著一定的過濾、吸附和降解作用。“以綠養(yǎng)水”的生態(tài)支持模式[14],在其自身生態(tài)承載力允許條件下,會(huì)促進(jìn)水循環(huán),形成良性水網(wǎng)絡(luò)。在城市生態(tài)環(huán)境中,許多濕地斑塊以及綠地斑塊被河流廊道等聯(lián)系成綠網(wǎng),對(duì)城市水流起到層層凈化的作用,形成天然依水而生的緩沖空間。
2.2.3 可持續(xù)發(fā)展,形成城市綜合“海綿體”
可持續(xù)發(fā)展,需要可持續(xù)經(jīng)濟(jì),首要就是對(duì)環(huán)境的低影響開發(fā),低成本維護(hù),低干擾管理,讓城市可以自由的呼吸,要做到這一點(diǎn)最重要是城市中水的資源化,從而進(jìn)行景觀的彈性組織與資源循環(huán)利用。[15]水流的循環(huán)利用帶來的是能流的循環(huán)持續(xù),既促進(jìn)了城市的物質(zhì)、能量循環(huán),又可以調(diào)節(jié)城市的自然環(huán)境。[16]
將濕地的彈性修復(fù)融入城市建設(shè)中,恢復(fù)景觀斑塊在應(yīng)對(duì)城市問題中的穩(wěn)定作用,從廣義的角度理解海綿城市理論,發(fā)揮城市綠河流濕地等水陸交界面對(duì)雨水的吸納、緩解作用,充分發(fā)揮城市綠地斑塊對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)防和緩解的能力,采用融、滯、消、散等措施,建設(shè)具有自然緩解、自然容納、自然重構(gòu)的城市綜合“海綿體”(如圖2)。[17]
總體來說,濕地的彈性修復(fù)設(shè)計(jì),需要城市在防御自然災(zāi)難時(shí)做到以下4方面內(nèi)容:
①了解水資源的重要性及在城市生態(tài)系統(tǒng)中扮演的角色,形成城市應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的屏障和緩沖空間;②調(diào)節(jié)城市旱澇的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)綠地應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力;③以城市綠色空間涵養(yǎng)水源,從而調(diào)節(jié)城市生態(tài),減少自然災(zāi)害;④形成綠色彈性景觀斑塊,化對(duì)抗為共生,使城市生態(tài)自我修復(fù)能力提升。
3 城市的彈性景觀――濕地斑塊修復(fù)設(shè)計(jì)
3.1 研究區(qū)概況
云南滇池是城市發(fā)展中與湖爭(zhēng)地,導(dǎo)致城市生態(tài)破壞的例子。1950年-1970年隨著“圍湖造田”運(yùn)動(dòng),滇池先后萎縮近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的啟動(dòng),阻斷水陸能量交流,沿湖濕地斑塊嚴(yán)重破壞,城市生態(tài)系統(tǒng)失穩(wěn),蓄水、凈水能力下降,自然災(zāi)害頻發(fā),昆明城市人居環(huán)境受到嚴(yán)重威脅。
研究區(qū)位于滇池湖岸東側(cè)水陸交接處,北緯24°53′11″-24°53′34″,東經(jīng)102°46′4″-102°46′30″,面積約24hm2,是斗南片區(qū)城市空間與滇池水域空間最后的生態(tài)屏障。研究區(qū)全年平均降雨789.6mm,有旱、雨季之分,降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。隨著斗南片區(qū)發(fā)展,城市生活生產(chǎn)廢水肆意排放,導(dǎo)致滇池水體富營(yíng)養(yǎng)化,維持該地區(qū)生態(tài)平衡的彈性景觀――濕地斑塊,在“造田”運(yùn)動(dòng)中消失殆盡,植被減少,生物生存環(huán)境受到威脅,研究區(qū)主要面臨以下城市問題(如圖3):
①濕地退化,蓄水困難,內(nèi)澇嚴(yán)重,交通受限。研究區(qū)較為平坦,在雨季后存在內(nèi)澇問題,主要道路被雨水淹沒,嚴(yán)重影響區(qū)域交通。濕地斑塊退化,場(chǎng)地?zé)o法儲(chǔ)存雨水,造成二次污染。
②水體富營(yíng)養(yǎng),水陸交接面硬化,生態(tài)失穩(wěn)。作為水陸媒介的駁岸系統(tǒng)有著重要的生態(tài)學(xué)作用。研究區(qū)均為水泥駁岸,阻隔水陸物質(zhì)能量傳遞,造成濕地景觀斑塊彈性缺失,水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。
③水體分離,排水困難,濕地斑塊缺乏彈性。研究區(qū)水體分離,水網(wǎng)不聯(lián)通,不能引導(dǎo)排水,造成雨季水體倒灌,植被受損,動(dòng)物生境破壞,濕地斑塊彈性不足,應(yīng)對(duì)措施不夠,無法達(dá)到濕地生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)與穩(wěn)定。
3.2 彈性修復(fù)設(shè)計(jì)與措施
彈性修復(fù),即在分析場(chǎng)地存在的主要城市問題基礎(chǔ)上,運(yùn)用生態(tài)設(shè)計(jì)、柔性恢復(fù)等方式進(jìn)行場(chǎng)地各個(gè)景觀斑塊的修復(fù)和重建設(shè)計(jì),以較低影響,增強(qiáng)其景觀與生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)生態(tài)擾動(dòng)、人類活動(dòng)及自然災(zāi)害時(shí)自我修復(fù)與重回穩(wěn)定的能力。
通過對(duì)景觀斑塊的研究比較,依據(jù)研究區(qū)獨(dú)特的水文、地理氣候等條件,進(jìn)行濕地生態(tài)系統(tǒng)的韌性修復(fù),形成城市中良好的彈性景觀斑塊。尊重場(chǎng)地原有景觀記憶,延續(xù)場(chǎng)地景觀斑塊的演變脈絡(luò),減少對(duì)場(chǎng)地的破壞。通過水體網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)組織場(chǎng)地綠地斑塊的修復(fù)與更新引導(dǎo)場(chǎng)地產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型達(dá)到濕地景觀斑塊的韌性修復(fù),做到低成本修復(fù)、少管理維護(hù)和弱生態(tài)破壞,營(yíng)造良性、有序的城市景觀過渡帶。柔化城市邊界,促進(jìn)水陸生態(tài)系統(tǒng)物、能循環(huán),形成依托于滇池周邊城市的彈性濕地景觀斑塊。(如圖4)基于對(duì)水陸交接帶濕地斑塊修復(fù)設(shè)計(jì)的研究,主要有以下幾種方式:
3.2.1 整合地形,構(gòu)建濕地骨架,通過水網(wǎng)聯(lián)通形成彈性蓄水空間
在原有肌理基礎(chǔ)上,根據(jù)場(chǎng)地降水、污染物種類等影響因素,利用研究區(qū)原有魚塘,緩和邊形成曲線水陸界面,增加水岸邊長(zhǎng),創(chuàng)造供濕地鳥類等生物生存的小環(huán)境。增加觀賞度的同時(shí)活化了水岸,使水、陸之間的物質(zhì)、能量傳遞界面增長(zhǎng)。
梳理地形,將研究區(qū)低洼內(nèi)澇地塊整理開發(fā)形成“濕地泡”,設(shè)置長(zhǎng)淹沒區(qū)、半淹沒區(qū)域、偶爾淹沒區(qū)域,與邊界原有魚塘鏈接形成凈化網(wǎng)絡(luò),恢復(fù)濕地斑塊的生態(tài)功能,創(chuàng)造動(dòng)植物的生活生境,形成應(yīng)對(duì)雨水的彈性空間。
3.2.2 軟化駁岸,路網(wǎng)修復(fù),形成多級(jí)式水體凈化模式
進(jìn)行水循環(huán)交流,將防浪堤岸進(jìn)行適度開口,形成沿堤內(nèi)流濕地泡,在防浪堤外增加立體綠化,形成水陸生態(tài)廊道,解決水泥堤岸高筑的生態(tài)隔離問題,同時(shí)也阻止雨水倒灌造成的堤頂路塌方,路網(wǎng)斷裂。運(yùn)用廠區(qū)拆卸廢料加工形成空中景觀高架系統(tǒng),為濕地恢復(fù)提供空間,借鑒海綿城市理論形成水網(wǎng)凈化系統(tǒng),通過過濾池、氧化池、潛流濕地凈化泡、表流濕地凈化泡、末端強(qiáng)化池等多級(jí)式水體凈化池,形成彈性可淹沒區(qū),收納雨水,在必要時(shí)業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)型后的花卉大棚澆灌使用。
3.2.3 更新地塊產(chǎn)業(yè),借鑒海綿城市等理論,形成水循環(huán)系統(tǒng)及景觀修復(fù)機(jī)制
海綿城市是關(guān)于水循環(huán)的智慧,城市濕地作為彈性景觀的重要組成部分,作為城市綠地斑塊的緩沖空間,為城市的生態(tài)健康及經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在研究區(qū)中依據(jù)不同條件,設(shè)置雨水的儲(chǔ)存裝置利用自然集水槽與大棚集水設(shè)施,從源頭留住雨水。
通過產(chǎn)業(yè)更新,在溫室大棚區(qū)通過立體綠化、無土栽培等技術(shù)栽植花卉、中草藥等植物。防止?jié)补鄰U料中氮、磷等物質(zhì)流入場(chǎng)地水系統(tǒng),抬高廠區(qū)地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水與澆灌用水,應(yīng)用生態(tài)、物理等水處理方法,由濕地泡凈化后排入研究區(qū)水網(wǎng)系統(tǒng),既能夠保證水體的自然循環(huán),又能夠最大限度的保護(hù)濕地、湖泊的水體安全。在濕地內(nèi)部形成完整水循環(huán)系統(tǒng),從而完成濕地斑塊的景觀修復(fù),達(dá)到城市水陸交界帶的柔性回歸。
3.3 小結(jié)
對(duì)滇池斗南片區(qū)濕地斑塊的修復(fù)研究,通過梳理研究區(qū)存在的主要生態(tài)問題,找到濕地斑塊恢復(fù)的切入點(diǎn),重構(gòu)濕地斑塊水網(wǎng),以海綿城市理論研究入手,形成水循環(huán)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),組織濕地斑塊的柔性恢復(fù),為動(dòng)植物生存創(chuàng)造條件。另一方面,將研究區(qū)融入城市環(huán)境,尊重場(chǎng)地記憶,促使產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,把斗南片區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)――花卉貿(mào)易與地塊產(chǎn)業(yè)銜接,形成特色鮮明集聚科研與生態(tài)旅游為一體的城市彈性斑塊,達(dá)到水陸交接面濕地與城市發(fā)展的和諧,使城市中的景觀斑塊得到彈性修復(fù),韌性重構(gòu)及景觀更新。
4 結(jié)語
城市發(fā)展對(duì)自然的掠奪造成綠地斑塊支離破碎,水生態(tài)惡化、生物生境缺失,城市失去彈性和應(yīng)對(duì)災(zāi)害的韌性。海綿城市理念對(duì)城市建設(shè)帶來了健康發(fā)展的契機(jī),為僵硬的城市加入地下和地上水系統(tǒng)的互動(dòng)[18]。城市中的彈性景觀空間、綠地斑塊等在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害時(shí)扮演著城市保衛(wèi)者的角色。濕地作為城市景觀斑塊的一員,人們更應(yīng)該意識(shí)到保護(hù)城市彈性空間與水環(huán)境安全的重要性與必要性。在城市彈性空間的景觀修復(fù)研究中應(yīng)該站在建設(shè)廣義的“城市海綿體”水循環(huán)的角度上,對(duì)綠地斑塊進(jìn)行組織與重構(gòu),尊重場(chǎng)地精神,保證場(chǎng)地內(nèi)部與外部生態(tài)循環(huán)的自我穩(wěn)定。
濕地斑塊是城市水岸空間的有機(jī)組成部分,提供城市中動(dòng)物生存的必要環(huán)境。對(duì)城市濕地景觀斑塊的修復(fù)研究,既能對(duì)城市景觀斑塊的彈性進(jìn)行重構(gòu),也能對(duì)城市的水安全、水循環(huán)和水環(huán)境進(jìn)行恢復(fù),達(dá)到城市生態(tài)系統(tǒng)的自我穩(wěn)定與長(zhǎng)久發(fā)展。濕地景觀是海綿城市組成的一個(gè)重要環(huán)節(jié),斑塊間的連接性十分重要。單一的濕地僅僅是城市眾多彈性景觀斑塊中的一員,對(duì)水循環(huán)、水網(wǎng)絡(luò)的影響有限,需要在城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)中考慮綠色生態(tài)斑塊、藍(lán)色水體斑塊與灰色基礎(chǔ)設(shè)施斑塊的連通性,通過韌性修復(fù)與設(shè)計(jì)形成統(tǒng)一的綜合網(wǎng)絡(luò),才能使彈性斑塊在城市的資源循環(huán)及應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害中達(dá)到生態(tài)效益的最大化。
參考文獻(xiàn):
[1]托尼黃,王健斌.生態(tài)型景觀,水敏型城市設(shè)計(jì)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施[J].中國(guó)園林,2014(04):20-24.
[2]Grimm,N.B., Faeth,S.H., Golubiewski, N.E., etal. Global
Change and the Ecology of Cities[J]. Science,2008(319): 756-760.
[3]俞孔堅(jiān),張媛,劉云千.生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施先行:武漢五里界生態(tài)城設(shè)計(jì)案例探析[J].規(guī)劃師,2012(10):26-29.
[4]劉頌,章亭亭.西方國(guó)家可持續(xù)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)展及啟示[J].中國(guó)園林,2010(08):44-48.
[5]車生泉,謝長(zhǎng)坤,陳丹,等.海綿城市理論與技術(shù)發(fā)展沿革及構(gòu)建途徑[J].中國(guó)園林,2015(06):11-15.
[6]沃夫?qū)?F?蓋格,陳立欣,張保利,等.海綿城市和低影響開發(fā)技術(shù)――愿景與傳統(tǒng)[J].景觀設(shè)學(xué),2015(02):10-21.
[7]Lloyd ,S. D., Water Sensitive Urban Design in the Australian Context[R]. CRC For Catchment Hydrology, 2001.
[8]吳偉,付喜娥.綠色基礎(chǔ)設(shè)施概念及其研究進(jìn)展綜述[J].國(guó)際城市規(guī)劃,2009(05):67-71.
[9]仇保興.海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J].建設(shè)科技,2015(01):11-18.
[10]曹新向,翟秋敏,郭志永.城市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其保護(hù)[J].水土保持研究,2005(01):145-148.
[11]王建華,呂憲國(guó).城市濕地概念和功能及中國(guó)城市濕地保護(hù)[J].生態(tài)學(xué)雜志,2007(04):555-560.
[12]仇保興.城市濕地公園的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義[J].中國(guó)園林,2006(05):5-8.
[13]劉濱誼,張德順,劉暉,戴睿.城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)園林,2013(03):6-10.
[14]洪菊華,宋文靜.遼河生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃與實(shí)踐研究――以沈陽市遼河干流生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃為例[J].價(jià)值工程,2016(07):24-27.
[15]王春曉,林廣思.城市綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和實(shí)施 以美國(guó)費(fèi)城為例[J].風(fēng)景園林,2015(05):25-30.
[16]潮洛蒙,李小凌,俞孔堅(jiān).城市濕地的生態(tài)功能[J].城市問題,2003(03):9-12.
關(guān)鍵字:海綿城市;綠色基礎(chǔ)設(shè)施
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)14-0074-02
近年來,我國(guó)城市化發(fā)展迅速,城市規(guī)模不斷擴(kuò)張,建筑密度不斷增加,從而導(dǎo)致了地表不透水面積的增加和透水面積的減少。這種發(fā)展模式打破了水在自然界的循環(huán)方式。恩格斯曾經(jīng)說過:“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓?duì)自然界的勝利。對(duì)于每一次這樣的勝利,自然界都對(duì)我們進(jìn)行著報(bào)復(fù)。”[1]基于此,上述發(fā)展模式帶來的弊端也日益凸顯:暴雨造成江河上洪峰不斷;強(qiáng)降雨過后雨水排放系統(tǒng)癱瘓,城市大面積內(nèi)澇;爆增的徑流更是造成災(zāi)害與污染,嚴(yán)重影響城市的正常生活。2016年入夏以來,我國(guó)多省份遭遇持續(xù)暴雨襲擊,多地洪澇成災(zāi)。為提高城市雨洪管理能力,國(guó)家先后相關(guān)政策,要求建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。[2]
什么是綠色基礎(chǔ)設(shè)施?綠色基礎(chǔ)設(shè)施是指大自然被人類作為一個(gè)基礎(chǔ)性的綠色網(wǎng)絡(luò),并且為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的健康發(fā)展提供一個(gè)生態(tài)框架。[3]綠色基礎(chǔ)設(shè)施綜合體使不同的生態(tài)技術(shù)形成技術(shù)互補(bǔ),包含了雨洪管理、減緩氣候變暖、生物多樣性、食物生產(chǎn)以及健康的生活環(huán)境等。綠色基礎(chǔ)設(shè)施包含了各種規(guī)模的城市綠地網(wǎng)絡(luò),大至城市森林、人工濕地、社區(qū)生態(tài)公園以及濱水景觀等,小至屋頂花園、垂直綠化和綠色幕墻等。
一、綠色基礎(chǔ)設(shè)施在海綿城市中的意義
2014年10月,我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》,標(biāo)志著我國(guó)對(duì)于城市建設(shè)有了新的發(fā)展規(guī)劃模式:以植被淺溝、雨水公園、人工濕地等“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”的生態(tài)治水模式結(jié)合傳統(tǒng)的管渠、泵站等“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”。[4]這種生態(tài)治水優(yōu)先的模式也帶來更好的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。
綠色基礎(chǔ)設(shè)施景觀可以利用地勢(shì)將雨洪導(dǎo)入到地勢(shì)較低且能容納較多雨水的地理環(huán)境中。這些有一定蓄洪能力的雨水塘成為海綿城市的“執(zhí)行者”,更是“參與者”。綠色基礎(chǔ)建設(shè)景觀還可以最大限度地恢復(fù)被破壞的水生環(huán)境,使水循環(huán)系統(tǒng)更加完善。在旱季,綠色基礎(chǔ)建設(shè)的必要在于保持水土;在雨季,公園、濕地等綠色基礎(chǔ)建設(shè)成為可吸收洪泛的地區(qū)。雨水為池塘提供部分水源,并在蓄滿時(shí)匯入河畔或其他水域;反之,在河流水位高漲的情況下,河里的水可被輸送回公園、濕地等綠色基礎(chǔ)建設(shè)的水景區(qū)域中。這些平凡卻起到正面作用的景觀,是打破傳統(tǒng)限制,解決海綿城市項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新契機(jī)。綠色基礎(chǔ)建設(shè)景觀帶來的經(jīng)濟(jì)效益更是明顯。在傳統(tǒng)的景觀設(shè)計(jì)中,雨水的處理往往是通過管道直接排放至下水道來實(shí)現(xiàn)的,尤其是在老城區(qū),路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變,地下管網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工、管理更是費(fèi)用驚人。如果可以利用透水景觀(碎石、沙地、下沉式綠地等)以及其他管道、設(shè)備實(shí)現(xiàn)收集雨水、匯集雨水、存儲(chǔ)雨水、凈化雨水、利用雨水,那么不但可以循環(huán)利用雨水資源,并且利于有規(guī)律地泄洪,減少地表徑流帶來的污染。
二、綠色基礎(chǔ)設(shè)施在海綿城市中的作用
綠色基礎(chǔ)設(shè)施在海綿城市中能起到調(diào)控雨洪、蓄集雨洪以及凈化雨洪的作用。池塘、濕地、公園等綠色基礎(chǔ)建設(shè)都可以成為可吸收洪泛的地區(qū),不僅有助于緩解城市內(nèi)澇,還能減少流域下游的洪水量。[5]
2016年6月21日,贛州市部分地區(qū)降雨近百毫米,市區(qū)卻沒有出現(xiàn)明顯內(nèi)澇,贛州市這一切都得益于宋代建造的福壽溝。這套現(xiàn)在看起來都相當(dāng)先進(jìn)的排水系統(tǒng)利用連接城內(nèi)數(shù)百口水塘,增加城市暴雨時(shí)的雨水調(diào)控容量,減少街道被淹沒的面積與時(shí)間,最終達(dá)到調(diào)蓄的目的。除此以外,城市濕地由于其獨(dú)特的水文特點(diǎn),更是城市中天然的“蓄水池”,并且有著天然的凈化功能。它可以沉降雨洪中攜帶的沉積物,并且有效地轉(zhuǎn)化和分解雨水中的有毒物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。例如,哈爾濱的群力雨洪濕地公園,收集的雨水首先通過外層的水塘進(jìn)行沉淀與過濾,再進(jìn)入內(nèi)層的核心濕地區(qū)域進(jìn)行更深層次的凈化。[6]經(jīng)過多層過濾,蓄積的雨水可以為周邊的綠化澆灌、成為水景用水或是下滲補(bǔ)充地下水,達(dá)到水循環(huán)、再利用的目的。
三、綠色基礎(chǔ)設(shè)施在海綿城市中的景觀設(shè)計(jì)策略
1.改變地表形式。快速的城市化帶來大量不透水的地表,而水的循環(huán)需要透水的地表結(jié)構(gòu)。面對(duì)更多的城市瀝青路面和硬質(zhì)鋪地,既有的城市水網(wǎng)面對(duì)爆增的水流處理量顯得力不從心。在避開特殊區(qū)域的情況下(如電纜電線放置區(qū)域),綠色基礎(chǔ)建設(shè)的景觀設(shè)可以適當(dāng)加強(qiáng)地表的滲透性。為了避免景觀的單一性,景觀設(shè)計(jì)師可以輪換采用3―5種材質(zhì),如碎石、鵝卵石、沙地或木材等,來加強(qiáng)雨水的滲透性,以便收集雨水。[7]在某些特別的項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)師更是可以有效地利用原有特殊的地貌來達(dá)到滲水的目的。例如,法國(guó)的鮑登斯街區(qū)的改造利用了它的歷史性元素。基地的石灰質(zhì)地面充滿了裂縫,非常有利于地表滲水。加上生態(tài)溝渠的修繕,加快了雨水下滲的速度。[8]
2.有效利用地勢(shì)。綠地是綠色基礎(chǔ)設(shè)施中不可或缺的一部分,更是涵養(yǎng)水源的好幫手。在綠色基礎(chǔ)建設(shè)景觀設(shè)計(jì)中,不改變景觀的自然狀體為原則,地形地精確利用給雨水的匯集、導(dǎo)入賦予新的用途。景觀設(shè)計(jì)師更可以根據(jù)場(chǎng)地周圍的情況進(jìn)行合理的豎向變化與設(shè)計(jì)。
3.下凹地區(qū)。土地下凹的部分可以成為一系列蓄水功能的空間。景觀設(shè)計(jì)師可以根據(jù)其潛在的使用功能采取不同的處理方法。在某些低陷的空間里,設(shè)計(jì)師可以把它們挖掘得更深并且做好局部的防水設(shè)計(jì),以便可以更加長(zhǎng)久地調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)水量。①逐級(jí)跌落。豎向設(shè)計(jì)中,景觀設(shè)計(jì)師以重力作用為原理,利用高差來實(shí)現(xiàn)雨水的收集與存儲(chǔ)。也可作為容納爆增雨水的臨時(shí)性空間。②地勢(shì)變化。不同的地勢(shì)變化在綠色基礎(chǔ)建設(shè)中帶來不同的雨水管理效果。人流量較多的場(chǎng)所應(yīng)避免雨水積蓄,即使遭到水淹,也可以在短時(shí)期內(nèi)迅速排干,如林蔭道等。反之,地勢(shì)變化較大,水流隨著自然流向的方式,使城市的雨水、污水快速地排入地下管網(wǎng)中。上文提到的贛州市福壽溝,利用城市高差并人為加大坡度等方法(正常下水道坡度的4倍),增大徑流流速,形成強(qiáng)大的水流,將泥沙排入江中。[9]③打破“公@”邊界。綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為城市中綠地的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),并不是獨(dú)立單一的存在,而是與周邊環(huán)境緊密相連的綠色網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。為了保持綠色基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)部與外部的視覺連續(xù)性,綠色基礎(chǔ)設(shè)施景觀設(shè)計(jì)不應(yīng)該存在任何界定的邊界。在與周圍的傳統(tǒng)設(shè)備相互協(xié)作的模式下,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的雨洪管理范圍不再局限在原有的區(qū)域中。這就涉及到城市多部門之間的相互協(xié)作,包括城市規(guī)劃、土地開發(fā)、園林設(shè)計(jì)等多個(gè)單位。[10]不同單位如何合理分配雨水花園、小型人工濕地、雨水塘、綠色街道、生態(tài)街區(qū)等綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)管理,成為政府、單位以及個(gè)人的新挑戰(zhàn)。
四、小結(jié)
海綿城市是一個(gè)解決雨洪管理的系統(tǒng)工程,應(yīng)與綠色基礎(chǔ)設(shè)施的景觀設(shè)計(jì)結(jié)合起來,二者起到相輔相成的作用。綠色基礎(chǔ)設(shè)施給海綿城市帶來社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),其景觀設(shè)計(jì)在調(diào)蓄雨洪、凈化水資源、維持地區(qū)水平衡等方面發(fā)揮重要的作用。海綿城市的景觀設(shè)計(jì)也不再單一地考慮其原有的視覺效果,而是結(jié)合地表鋪裝、地形地勢(shì)來有效地管理雨洪。在合理發(fā)揮各部門的綜合效用下,加強(qiáng)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的整體規(guī)劃與協(xié)調(diào),為海綿城市的創(chuàng)建打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1](德)恩格斯.自然辯證法[M].馬克思恩格斯選集(第四卷).人民出版社,1995.
[2]胡楠,李雄,戈曉宇.因水而變――從城市綠地系統(tǒng)視角談對(duì)海綿城市體系的理性認(rèn)知[J].中國(guó)園林,2015,(6):21-25.
[3]吳偉,付喜娥.綠色基礎(chǔ)設(shè)施概念及其研究進(jìn)展綜述[J].國(guó)際城市規(guī)劃,2009,(5):67-71.
[4]仝賀,王建龍,車伍,李俊奇,聶愛華.基于海綿城市理念的城市規(guī)劃方法探討[J].南方建筑,2015,(4):108-114.
[5]孟永剛,王向陽,章茹.基于“海綿城市”建設(shè)的城市濕地景觀設(shè)計(jì)[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2016,(4):224-227.
[6]俞孔堅(jiān).建筑與洪澇共生――哈爾濱群力濕地公園[J].建筑學(xué)報(bào),2012,(10):69-69.
[7]卞俊騰.基于海綿城市理念的濱水景觀設(shè)計(jì)探討[J].城市建筑,2016,(5):258.
[8](法)蘇菲.巴爾波.海綿城市[M].廣西師范大學(xué)出版社,2015.
[9]韓高峰,黃儀榮.城市安全視角下排水系y建設(shè)的探討――基于福壽溝的啟示[J].現(xiàn)代城市研究,2013,(12):72-76.
[10]林偉斌,林偉光,連彥,何天友,鄭郁善.紐約市GI建設(shè)對(duì)我國(guó)海綿城市建設(shè)的啟示.[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,(6):102-106.
從2006年開始,現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所副研究員的張彪就參與了北京市綠地資源、濕地資源以及城市生態(tài)狀況調(diào)查等項(xiàng)目研究,取得了大量一手?jǐn)?shù)據(jù)和研究成果,并在多個(gè)國(guó)內(nèi)外知名刊物雜志上發(fā)表。十年來,張彪埋頭于北京市綠色空間與城市生態(tài)文明的關(guān)系研究,兢兢業(yè)業(yè)地尋求著更為理想的“綠地模式”。
打基石,穩(wěn)中求進(jìn)
不積跬步,無以至千里,不積小流,無以成江海。世上沒有一蹴而就的事情,對(duì)于科研來說更是如此。
1998年,張彪考入東北師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院經(jīng)濟(jì)地理專業(yè),本科階段的他在這里初步奠定了城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)與地理空間分析方面的基礎(chǔ):2002年,張彪進(jìn)入中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境科學(xué)專業(yè)攻讀研究生,跟隨著名區(qū)域生態(tài)學(xué)專家、現(xiàn)任環(huán)保部南京所所長(zhǎng)高吉喜,在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與生態(tài)安全方面有所積累:2006年,張彪選擇繼續(xù)深造,在中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所師從著名生態(tài)學(xué)家李文華院士,在生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究。
“博士之前,我更多地是在積累知識(shí),這一時(shí)期才真正開始開展自己的研究。”從進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所開始,張彪就參與了北京市森林資源資產(chǎn)的價(jià)值化方法研究。整整3年,張彪以北京市的森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,著重研究了其水源涵養(yǎng)功能和土壤保持能力。在收集大量數(shù)據(jù),進(jìn)行科學(xué)模擬之后,他對(duì)不同區(qū)縣、不同森林類型以及不同海拔和坡位上的森林涵養(yǎng)水源的功能及其差異進(jìn)行了比較分析,并對(duì)不同區(qū)位條件上森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力開展了綜合評(píng)價(jià)。
這些研究?jī)?nèi)容,形成了張彪博士論文《北京市森林資源的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其空間異質(zhì)性研究》的主體構(gòu)架。雖然初出茅廬,他所做出的努力還是推動(dòng)了人們對(duì)森林生態(tài)服務(wù)的空間差異性認(rèn)識(shí),有利于較小尺度上森林資源價(jià)值的核算和不同區(qū)位條件下森林保護(hù)與補(bǔ)償,為北京市森林資源的建設(shè)與管理提供了參考依據(jù)。
畢業(yè)之后,張彪進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院地理資源研究所的資源生態(tài)與生物資源研究室工作,重點(diǎn)針對(duì)城市綠地的生態(tài)服務(wù)功能與區(qū)域生態(tài)紅線管控開展了系統(tǒng)研究,相繼主持參與國(guó)家自然科學(xué)基金“北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄雨水徑流的時(shí)空作用規(guī)律及其調(diào)控對(duì)策研究”、國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“中國(guó)森林生物多樣性監(jiān)測(cè)預(yù)警及觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”、環(huán)保部”生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范”和“生態(tài)紅線區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)狀況與保護(hù)成效評(píng)估”等課題研究,相繼參與張家港、湖州市、深圳市、北京市等地方生態(tài)文明規(guī)劃與自然資源負(fù)債表編制工作,在城市綠色空間功能模擬與圖式表達(dá)、區(qū)域生態(tài)資產(chǎn)核算與生態(tài)補(bǔ)償?shù)确矫嫒〉靡幌盗醒芯砍晒L揭?guī)律,優(yōu)化布局
“2050年全球三分之二的人口將生活在城市,中國(guó)城市化水平將進(jìn)一步提升,研究探索城市生態(tài)文明的建設(shè)途徑迫在眉睫。”張彪說:“實(shí)現(xiàn)城市的生態(tài)文明不是一件簡(jiǎn)單的事情,絕非大多數(shù)人以為的多建綠地就可以做到。”
眾所周知,綠色空間對(duì)于保障城市生態(tài)安全和生態(tài)文明的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要,可是它的作用具體體現(xiàn)在哪些方面,其生態(tài)服務(wù)功能的機(jī)制和規(guī)律是怎樣的,這些都有待科研人員探索。
張彪的科研之路起于對(duì)森林資源的研究,其后,他將研究對(duì)象擴(kuò)展到整個(gè)綠色空間。“近年來我們致力于北京城市綠色空間的生態(tài)服務(wù)功能研究,目的是解析北京城市綠色空間生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)學(xué)機(jī)制及其規(guī)律,并探索綠色空間布局優(yōu)化模式。”他這么概括自己的工作內(nèi)容。
在他看來,北京市現(xiàn)有大量公共綠地,空間開闊、占地面積大,這些綠地可以在北京雨水極不均勻的情況下接收滯留大量的雨水資源。因此,充分發(fā)揮城市綠地滯蓄暴雨功能,是有效利用降雨、增加入滲、減小暴雨徑流和河道防洪負(fù)擔(dān)并改善水生態(tài)環(huán)境的重要措施,是今后城市化發(fā)展過程中充分利用雨水資源、減輕城市防洪負(fù)擔(dān)的有效途徑。而且在雨水下滲的同時(shí),也能充分利用綠地土壤的凈化能力,對(duì)城區(qū)地表徑流導(dǎo)致的面源污染控制具有重要意義。
張彪等人以2009年北京城市園林綠地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用徑流系數(shù)法計(jì)算得到北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)洪凈污1.54億m3,與2006年北京市生態(tài)景觀用水量(1.61億m3)大體相當(dāng)。“這說明綠地對(duì)雨水徑流的調(diào)蓄作用不可忽視。”張彪說,“我們采用影子價(jià)格法,計(jì)算得到北京市綠地年調(diào)蓄雨水徑流價(jià)值13.44億元,其中綠地暴雨緩排價(jià)值11.9億元,如果按照二類養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算[6元/(m2?a)],北京綠地年養(yǎng)護(hù)成本17.83億元,考慮到綠地同時(shí)具有其他重要生態(tài)服務(wù)價(jià)值,也說明了加強(qiáng)城市綠地建設(shè)的生態(tài)重要性。
除此之外,張彪還做了大量的相關(guān)研究,如綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能、蒸騰降溫功能等。在國(guó)內(nèi)外知名刊物近百篇,其中,被SCI/SSCl收錄論文20篇,出版中英文學(xué)術(shù)專著6部,擁有4項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán),并多次獲得環(huán)保部、科技部等部委以及浙江省、北京市等省市獎(jiǎng)勵(lì)。他的研究成果表明,除了眾所周知的景觀美學(xué)與休閑游憩功能以外,北京城市G色空間還具有重要的控制暴雨徑流、降溫增濕、吸收污染物、凈化環(huán)境等生態(tài)功能,以及防災(zāi)避險(xiǎn)、房產(chǎn)增值、節(jié)能減排等社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能。研究證實(shí),北京城市綠色空間能控制17%~23%暴雨徑流,夏季能使周圍環(huán)境降溫0.8~C~4.80°C,并且公園綠地能使1.38公里范圍內(nèi)的房產(chǎn)價(jià)格增值10.9%左右。
亮數(shù)據(jù),文明生態(tài)
基于本領(lǐng)域的優(yōu)秀研究成果,張彪獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。在“北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄雨水徑流的時(shí)空作用規(guī)律及其調(diào)控對(duì)策研究”啟動(dòng)之初,他就制定了一套方案:先獲取北京城區(qū)高精度多時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)和綠地調(diào)查數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理,綜合分析綠色空間格局變化以及暴雨內(nèi)澇特征:再基于典型樣地調(diào)查,開展綠地調(diào)蓄雨水徑流實(shí)驗(yàn)觀測(cè),獲取不同綠地類型的雨水徑流系數(shù):然后,基于經(jīng)典生態(tài)場(chǎng)理論,建立綠地調(diào)蓄雨水功能評(píng)估模型,分析北京城區(qū)綠地調(diào)蓄雨水功能潛力及其變化特征:最后探討提升綠地調(diào)蓄雨水功能的綠地格局優(yōu)化對(duì)策。
而在執(zhí)行過程中,他的計(jì)劃未能實(shí)施。“我們?cè)?jì)劃將經(jīng)典生態(tài)場(chǎng)理論引入生態(tài)服務(wù)功能研究中,用場(chǎng)強(qiáng)、場(chǎng)勢(shì)與場(chǎng)幅等生態(tài)場(chǎng)指標(biāo)來表示綠地斑塊調(diào)蓄雨水功能。”張彪解釋說:“但是在具體研究過程中發(fā)現(xiàn),雖然不同綠地斑塊單元的滯蓄雨水能力可以用場(chǎng)強(qiáng)表示,可這種滯蓄能力的作用范圍無法確定。因此,基于目前的科學(xué)認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,采用場(chǎng)幅來表示綠地斑塊滯蓄雨水能力的影響范圍還難以令人信服。”