王 瑋(南京林業大學 家居與工業設計學院,江蘇 南京 210037)
城鎮化進程中鄉村雨水景觀“柔性生態”設計研究①
王 瑋(南京林業大學 家居與工業設計學院,江蘇 南京 210037)
在特色小鎮及生態文明建設背景下,從雨洪管理、防洪減災的角度,通過鄉村景觀“柔性生態”改造技術,提出修筑防洪堤岸、整治湖塘洼地、加固護岸、修建截流溝和蓄洪水庫等措施,進行生態設計技術分析,用新方法新手段打開傳統治理內澇景觀研究新視野,研究方法和成果可以為我國內澇地區鄉村景觀設計提供參考。
內澇區鄉村;柔性生態;景觀設計
城鎮化是社會經濟生產力發展的必然趨勢,目前我國城鎮化正處于快速發展階段,全國有城市655個,建制鎮2萬多個,大體上每年增長1%。2008年,城鎮化率達到了45.68%,預計到2020年將達到50-55%,到2050年可能達到60-70%。城鎮化過程中,片面追求物質化、現代化的城市生活,追求“高、大、新、全”,規劃脫離實際,導致土地資源浪費,增加了保護土地的壓力;大量的硬質環境建設,使城鎮及其周邊地區自然景觀退化,污染嚴重,生態環境質量明顯下降;模仿城市、追逐城市的心態和設計技術的無力甚至缺失,將原本很有個性的村莊變成了相似的面孔,鄉村景觀成為城市的拷貝,千城一面導致為千村一面,地方特色盡失;加之規劃建設管理也不到位,布局混亂、開發無序,處于自發狀態。因此,更不能形成繼承傳統又充滿現代活力的鄉村城鎮化新景觀。
城鎮化過程中,鄉村景觀設計不是景觀“模紋復制”,也不是“穿衣戴帽”,更不是“涂脂抹粉”。在這一過程中,鄉村的物質生活條件有了較大的改善,房屋質量、道路市政設施水平也明顯提高。然而,靠近江、河、湖泊的鄉村和城鎮,生產生活經常受水位上漲、洪水暴發的威脅,主要出現在長江、淮河、黃河、遼河、松花江、海河等七大流域。洪澇之災不僅僅表現為一種自然災害,而且具有自然屬性與社會屬性的雙重性。洪澇之災的自然屬性強調洪水災害的自然破壞力對人類社會造成的危害與損失;洪澇災害的社會屬性則強調由于人類社會的主客觀原因和社會行為的失調導致和加劇洪水災害的形成。
由于我國特殊的地理位置、地形特征和氣候條件,使我國洪澇災害頻繁發生,成為世界上洪澇災害出現頻次最高的國家之一,每年都給社會和人民的生命財產造成巨大的損失。在我國古代,農業是社會經濟發展的主要產業,水災對于社會進步和國家的興盛衰敗更有著直接的關系。西漢建始四年(公元前29年)9月,黃河洪水泛濫,導致4郡32縣受災,淹沒農田15萬余頃。明代,水災實際上發生241次以上,其中大水30余次。清代除個別年份外,幾乎年年有水災,其中大水有60次以上。15-17世紀,特大的洪澇災害發生6次有余,涉及范圍廣,受災面積大,經濟損失特別嚴重。一直到現代,洪災依然是一個影響經濟發展和制約社會安定的因素。1931年,長江淮河出現了百年未遇洪水,一共有16省遭受洪災,受災人口1億余人。1998年,長江、嫩江、松花江發生大洪水,1.8億人受災,因水死亡人數為4150人,直接經濟損失高達2550.9億元。由此可見,我國面臨的防洪任務仍然十分艱巨。
在我國防洪減災歷史大致分為三個階段。
第一階段在原始社會,如人類文明從尼羅河、長江流域發展而來,但為了躲避洪水的危害,人類不得不“擇丘陵而處之”。但對洪水災害的控制能力比較低,因此把洪水看做是人類無法抗拒的天意而祈求上蒼的保佑。如古人修建的人們用來祭祀祖先的天壇、地壇等祭祀場所。
第二個階段,在“征服自然,改造自然”等口號的鼓舞下,開展大規模的江河整治工程建設的治水階段。通過建設工程來改造河川,調蓄洪水,制止洪水危害。自戰國以來,由于自然科學的進步,人們對洪水的治理有了新的認識,可以“水來土掩”,限制水的泛濫。
第三個階段,強調“人與自然”和諧共處為特征的現代治水階段。當依靠工程技術措施治水出現困境時,人們強調科學的對其進行治理,如加強濱水區景觀帶建設,改進種植制度,海綿城市理論,雨洪管理等使之與洪水規律相適應。如利用雨水進行土地生態修復的天津橋園等取得了良好的效果,(圖1)依靠工程技術人工濕地凈化系統進行景觀設計如上海后灘公園景觀規劃與設計(圖2)。

圖1 天津橋園

圖2 上海后灘公園
通過特殊過渡類型如濕地建設生態系統,為水生、陸生生態系統界面相互延伸擴展的重疊空間區域,在抵御洪水、調節徑流,改善氣候、控制污染,維護區域生態平衡等方面有其它系統所不能替代的作用。
從20世紀80年代開始,越來越多的國家和學者開始意識到雨洪調蓄在生態景觀規劃中的重要作用和意義。國外較早研究鄉村內澇地區生態景觀規劃的國家有美國、德國等。美國在1980年建立的“就地滯洪蓄水”系統,1984年,美國“鄉土景觀之父”杰克遜(John Brinckerhoff Jackson)在《發現鄉土景觀》一書對當代美國景觀要素進行解讀,提出美國“新田園視野”景觀中一種利用雨水進行高科技灌溉技術系統下的“灌溉景觀”,為鄉村景觀生態研究提供良好的平臺。到1990年,《美國綠道》一書中提出的綠道(Greenway)定義,是一種具有特殊景觀生態學意義的、又可以協調人與自然災害之間關系的設計規劃手段應用于鄉村景觀規劃中。到20世紀90年代末,在美國開始綠色基礎設施(Green Infrastructure)的研究與實踐,將綠色基礎設施所能夠提供的功能劃分為19個類型,其中具有雨洪管理、連接城鎮與鄉村、景觀保護與強化等功能。德國景觀設計師建立的以應用遙感和GIS技術進行鄉村景觀規劃與設計,這與土地協調利用上起了重要作用。除此之外,荷蘭、丹麥等國家提出“還河流以空間”理論,對洪泛區的開發利用做了嚴格的限制。降低洪泛平原防洪標準、后退堤防,借以加大洪泛平原。(圖3)

圖3 哥本哈根雨水匯集街道——寬街
在我國,習近平總書記曾提出:“城市規劃建設的每個細節都要考慮對自然的影響,更不要打破自然系統。為什么這么多城市缺水?一個重要原因是水泥地太多,把能夠涵養水源的林地、草地、湖泊、濕地給占用了,切斷了自然的水循環,雨水來了,只能當做污水排走,地下水越抽越少。解決城市缺水問題,必須順應自然。比如,在提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’①海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。能吸收,能滲透,能涵養,能凈化,能釋放。海綿城市建設應遵循生態優先等原則,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態環境保護。。”因此,“海綿城市”設計手法是實現從雨水快排——及時就近排出——速排干的工程排水時代跨入到“雨水滲透、滯流、調蓄、凈化、再利用、排泄”六位一體的綜合性排水過渡過程,如道路兩側的綠化帶比路面低約10cm,設計成下凹式綠地,延長蓄水時間、減緩水流速度,維護和恢復城市的“海綿”功能。同樣也是實現了生態排水的歷史性、戰略性的轉變:借助LID通過分散的、小規模的源頭控制機制和設計手法,來達到對暴雨所產生的徑流和污染源的控制,使開發區域盡量接近于開發前的自然水文循環狀態的徑流源頭開始的暴雨管理方法。
根據鄉村的區位、自然條件和社會經濟、文化狀況的特點,在對村鎮進行人居環境適宜性評價的基礎上,借鑒發達國家村鎮景觀優化設計的成功經驗,關注景觀美學以外的生態、社會、文化、藝術等因素,探索生態、環保、節能與柔性結構“四位一體”的“柔性生態”改造的新技術應用,最終形成一套相對完善的內澇地區鄉村城鎮化景觀優化設計與“柔性生態”改造技術標準,指導鄉村城鎮化的規劃建設和生態化改造。包括鄉村城鎮化人居環境適宜性評價內容的確定、評價指標的選擇和評價體系的構建等;系統提出鄉村城鎮化景觀優化設計技術。包括鄉村聚落形態的優化、景觀功能區的劃分、建筑景觀、道路景觀、庭院景觀、農林漁業景觀、水域景觀、景觀植物的設計內容和表現手法等;內澇地區鄉村城鎮化的“柔性生態”改造技術。包括提出建筑、道路、水道、庭院等的“柔性生態”改造技術開發以及共性技術的集成方案。
分別對鄉村地區村鎮的自然適宜性(地形起伏度、地被植物、氣候適宜度和水文指數)和經濟適宜性(人口、交通、基礎設施和經濟狀況)進行全面深入的研究分析與評價,建立基于GIS的人居環境指數模型,結合國家住房與城鄉建設部和地方規劃條例規范,提出符合村鎮地域特征的適宜性規劃設計技術導則。
從“集鎮—村莊”兩個層次分別考量自然、景觀、生態要素的特征、歷史文化傳統和當地經濟發展水平,以內澇地區村鎮原有景觀資源特點為基礎,遵循人與自然和諧統一的原則。
(1)修筑防洪堤岸
根據擬定的防洪標準,應在常年洪水位以下的鄉村用地范圍的外圍修筑防洪堤。堤岸在迎河一面應加石塊鋪砌防水護堤(圖4),背面可種植一些草坪保護。由于洪水與內澇往往是同時出現,因此在筑堤的同時,還要解決排澇問題。支流也要建設防洪設施。排水系統的出口如低于洪水水位時,應設防倒灌閘門,同時要設計排水泵站;也可以利用一些低洼地、池塘蓄水,降低內澇水位以減少用水泵的排水量。

圖4 修筑防洪堤岸
(2)整治湖塘洼地
內澇地區中鄉村的湖塘洼地對洪水的調節起到非常重要的作用,達到雨水匯流的目的,所以應結合鄉村總體景觀設計,對于一些鄉村中的湖塘洼地可以加以保留和再利用。有些零星的湖塘洼地,可以結合排水設計加以連通,與河道連通,則蓄水的功能更強大,成為天然的“蓄水池”,收集的雨水通過植物的吸收與凈化以及填料的過濾吸附,滲入土壤補給地下水。(圖5)

圖5 整治湖塘洼地

圖6 護岸設計
(3)加固護岸
有的鄉村用地高出常年洪水水位,一般不修筑防洪大堤,但應對護岸整治加固,防止被沖刷崩塌,以致影響沿河的鄉村用地及建筑。護岸可以做成垂直、一級斜坡、二級斜坡等。護岸設計是構成濱水景觀的最基本要素,既要顧及水里的生物及植物,又要兼顧河水的開發利用,發揮它的游樂與防洪生態功能。但是為了抑制高水位護岸的構筑規模被確定為可滿足預計高水位時的要求,當高水位護岸被混凝土或瀝青覆蓋以后,便會出現一個大規模的人工構造體,不僅人工痕跡畢露而且非常扎眼,應用景觀設計理論以回填方法使高水位護岸被隱蔽起來。(圖6)除此之外,設計植物護坡,在岸坡平緩、水面平靜的池塘旁,可以用草皮或灌木來護坡,使園林景色更加具有鄉土特色。灌木護坡適用于大而平緩的坡岸。由于灌木韌性較強,根系發達盤結,護坡作用較強。灌木要選用沼生植物,可植苗、直播。也可適量配置些綠草和喬木。

圖7 柔性結構截洪溝
(4)修建截流溝和蓄洪水庫
在鄉村景觀規劃中,靠近山坡、土坡的鄉村,為了避免雨水期山洪泄入鄉村中,進而增加鄉村的排水困難及負擔,或雨水山洪淹沒鄉村中的局部地區,可以在鄉村用地較高的一側,順應地勢修建截洪溝,將上游的洪水引入其他河流,或在鄉村用地下游方向排入鄉村臨近的江河中。在截洪溝的修建時可以設計成三元乙丙橡膠防水層柔性結構截洪溝。(圖7)
通過在建筑、道路、水道、庭院等建設中使用軟體的環保柔性、生態透水材料,取代高耗能的鋼筋、混凝土、石材等硬體材料,探索“柔性生態”改造的新技術,變傳統剛性結構為軟性穩定、水土保持與環境綠化相結合的“次生原生態”結構,同時增加農業生產、旅游娛樂和運動健身等內容,使村鎮更好地發揮生態、社會和經濟效益。利用國內外成熟運用多年的“柔性生態”共性技術,并進行再度研究與開發,形成適合鄉村地區的“柔性生態”改造共性技術集成。
通過鄉村景觀“柔性生態”改造技術研究,使其達到生態保護、土地利用、水資源管理體系、節能利用,進而延續鄉村文脈、保持地方風貌、保護生態環境、處理好人居環境與水患的關系、遵循人與自然可持續發展理念、完善并促進新型城鎮化建設的良性發展。
(責任編輯:王 璇)
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1008-9675(2017)05-0171-04
2017-06-25
王 瑋(1985-),女,江蘇徐州人,南京林業大學家居與工業設計學院副教授,碩士生導師,美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校聯合培養博士生,研究方向:風景園林與規劃設計。
2014年度教育部人文社會科學研究青年基金項目《我國內澇地區鄉村景觀的生態研究》(14YJC760061)成果之一;2016年國家自然科學科學基金青年項目(51608271):基于3S技術的淮河流域鄉村內澇地區集約型景觀設計研究;2015年國家科技支撐項目(2015BAL01B03);2015年江蘇省博士后科研資助基金(1501044C);南京林業大學高學歷人才基金項目(GXL2014057);2016年中國博士后科學基金(2016M601820)成果之一。