2018年IFLA競(jìng)賽一等獎(jiǎng)作品：干旱與半干旱地區(qū)的瞬時(shí)集中雨洪調(diào)控策略

王宏達(dá)

周 超

李 爽

趙可極

王亞迪

馮 瀟*

1 2018年第55屆國(guó)際風(fēng)景園林師聯(lián)合會(huì)(IFLA)國(guó)際大學(xué)生風(fēng)景園林競(jìng)賽主題解析

2018年第55屆IFLA國(guó)際大學(xué)生風(fēng)景園林競(jìng)賽的主題是“彈性景觀”，題目描述了2類當(dāng)代問題：1)自然災(zāi)害和極端天氣事件對(duì)人居環(huán)境造成的破壞；2)城市化進(jìn)程對(duì)自然或社會(huì)帶來的負(fù)面影響。競(jìng)賽鼓勵(lì)學(xué)生探討如何來演繹“彈性景觀”這一主題，從預(yù)防性、預(yù)見性、緩解性和適應(yīng)性設(shè)計(jì)等方面入手，通過風(fēng)景園林的方式對(duì)以上問題進(jìn)行緩解或修復(fù)[1]。

我們對(duì)競(jìng)賽主題彈性景觀進(jìn)行了如下的理解與演繹：首先，彈性是基于變化而產(chǎn)生的，具有彈性的景觀應(yīng)能夠?qū)ψ匀粚用婧蜕鐣?huì)層面的變化與變革進(jìn)行適應(yīng)和利用，并以此來緩解或解決區(qū)域中自然或社會(huì)的沖突矛盾；其次，具有彈性的風(fēng)景園林的功能應(yīng)該能夠跨越一定的時(shí)間尺度，不僅在項(xiàng)目完成后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用，還應(yīng)自發(fā)形成良性生長(zhǎng)的系統(tǒng)，對(duì)日后產(chǎn)生持久的效益；最后，風(fēng)景園林師的操作對(duì)象是空間物質(zhì)形態(tài)，彈性的景觀應(yīng)通過空間物質(zhì)形態(tài)的改變，來觸發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)政策及其他衍生要素的變化。

2 問題與選址

水災(zāi)害問題是長(zhǎng)久以來各類環(huán)境學(xué)科所關(guān)注的重點(diǎn)，目前學(xué)者對(duì)其的研究大多集中于水資源豐富的河湖海島等區(qū)域所發(fā)生的暴雨、洪澇、泥石流及海嘯等災(zāi)害。一個(gè)容易被人們忽略的情況是，在干旱與半干旱地區(qū)同樣面臨著洪澇的問題，并且這種問題帶來的結(jié)果更加嚴(yán)峻與復(fù)雜。

通過世界洪澇災(zāi)害多發(fā)地分布和世界干旱區(qū)域分布疊加可以發(fā)現(xiàn)干旱和半干旱地區(qū)也會(huì)發(fā)生洪澇災(zāi)害這一事實(shí)，這樣的區(qū)域包括中國(guó)北部、伊朗、埃及、阿根廷、南非、墨西哥、美國(guó)西部和澳大利亞南部等地(圖1)。我們發(fā)現(xiàn)在這些區(qū)域中干旱問題與雨洪問題常有著密切的關(guān)聯(lián)。客觀因素層面，干旱與半干旱地區(qū)難以存貯水資源的地質(zhì)特征和不穩(wěn)定的氣象特征，導(dǎo)致當(dāng)?shù)卦谘雌谒馐艿亩虝r(shí)間高流量雨洪災(zāi)害更加嚴(yán)重，同時(shí)在非汛期的缺水狀況也異常嚴(yán)重[2]； 主觀因素層面，干旱與半干旱地區(qū)的人們對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知較低，城市規(guī)劃人員對(duì)于可能發(fā)生的嚴(yán)重洪澇災(zāi)害缺乏足夠的關(guān)注和應(yīng)對(duì)處理措施。對(duì)這樣的問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，與我們理解的彈性主題不謀而合。因此，我們認(rèn)為有必要對(duì)干旱和半干旱地區(qū)的瞬時(shí)集中雨洪問題與長(zhǎng)期干旱問題進(jìn)行探討，探索雨洪與干旱之間的彈性調(diào)控策略，并通過符合當(dāng)?shù)匾?guī)劃實(shí)踐的方法來落實(shí)。

本次項(xiàng)目的選址為中國(guó)山西省大同市。筆者在之前曾參與過大同市古長(zhǎng)城文化遺產(chǎn)廊道課題，大同市璀璨的歷史文化使我們深感陶醉，但同時(shí)當(dāng)?shù)赜蓸O端氣候帶來的嚴(yán)峻問題也讓我們印象深刻：數(shù)據(jù)顯示，自1999—2017年以來，大同市夏季日均最高氣溫整體呈上升趨勢(shì)，且年降水總量下降，極端干旱氣候愈加嚴(yán)重[3]；農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)作為大同鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的重要產(chǎn)業(yè)，其經(jīng)濟(jì)占有量呈逐年萎縮狀態(tài)，而工業(yè)和旅游業(yè)進(jìn)展不大；與此同時(shí)，人口的老齡化占比逐年增加，具有勞動(dòng)能力的青壯年愈加流失[4]。這樣的數(shù)據(jù)背后顯示著極端氣候與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、業(yè)態(tài)、人口和文保的密切關(guān)聯(lián)及令人擔(dān)憂的前景：1)氣候惡化、干旱導(dǎo)致土壤退化，雨水災(zāi)害進(jìn)一步加重了水土流失的情況，致使當(dāng)?shù)刂脖蝗笔Аh(huán)境惡化，干旱加劇，如若不采取治理措施將導(dǎo)致大同境內(nèi)生態(tài)嚴(yán)重惡化[5]；2)不加治理的雨水徑流對(duì)長(zhǎng)城遺跡造成嚴(yán)重破壞，干旱的環(huán)境導(dǎo)致長(zhǎng)城被風(fēng)蝕，若不對(duì)長(zhǎng)城進(jìn)行保護(hù)，其遺跡將難以維存，相關(guān)旅游業(yè)更無從開發(fā)[6]；3)在干旱的氣候下農(nóng)作物生長(zhǎng)受限，且對(duì)于僅有的少量降雨資源沒有加以利用，若不加調(diào)整，最終將使耕地和草場(chǎng)荒廢，導(dǎo)致業(yè)態(tài)更加萎縮[7]；4)由于環(huán)境惡化和農(nóng)作物減產(chǎn)，以農(nóng)耕為主要生產(chǎn)方式的村鎮(zhèn)居民紛紛離開家鄉(xiāng)到外地工作，村內(nèi)留守大量老人和兒童，年輕勞動(dòng)力的減少使家園難以發(fā)展[8](圖2)。可以看出，極端天氣導(dǎo)致的系列問題在當(dāng)?shù)匾呀?jīng)互相關(guān)聯(lián)形成惡性循環(huán)。

圖1 世界干旱區(qū)域分布與洪澇災(zāi)害多發(fā)地分布疊加

圖2 生態(tài)文保業(yè)態(tài)人口的憂患前景

3 場(chǎng)地分析

選擇了大同市陽高縣守口堡區(qū)域進(jìn)行具體規(guī)劃設(shè)計(jì)。守口堡是古時(shí)蒙漢邊界的山口水路要塞鎮(zhèn)關(guān)口堡，所處區(qū)域?yàn)樯轿鏖L(zhǎng)城典型的山前區(qū)段，其空間格局、氣候環(huán)境、業(yè)態(tài)民生均具有典型意義[9](圖3)。

3.1 空間格局

場(chǎng)地空間結(jié)構(gòu)由山系、坡地、河道組成。在山系天際線之前存有隨山奔走的土夯明長(zhǎng)城遺址，與山系開口交匯形成守口堡；河道與山系之間的坡地以農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)用地為主，荒地和沖溝穿插遍布其中；毗鄰河道和城墻之下的區(qū)域則分布有大小不一的聚落，并沿溝谷與平原的方向蔓延生長(zhǎng)(圖4)。

3.2 降水時(shí)間分布

基于大同市氣象數(shù)據(jù)，對(duì)2015—2017年當(dāng)?shù)亟邓闆r進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可知場(chǎng)地降水的季節(jié)性分布相當(dāng)顯著，降水大多集中于7和8月，此2個(gè)月份的降水量約占到全年降水總量的60%，整個(gè)夏季的降水量遠(yuǎn)超過當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件與基礎(chǔ)設(shè)施所能承載的程度，尤以2015年為甚；夏季以外的全年大多數(shù)時(shí)間里，場(chǎng)地降雨量明顯不足，居民的生產(chǎn)和生活用水難以得到保障，當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有院偷刭|(zhì)地貌特征也因缺水受到侵害，致使夏季的超量降水會(huì)造成更為嚴(yán)重的后果[3](圖5)。

3.3 徑流分析

通過無人機(jī)低空遙感獲取高精度場(chǎng)地高程信息模型，載入Grasshopper作為計(jì)算基礎(chǔ)，使用Landsat衛(wèi)星遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)為場(chǎng)地賦予地表信息，并載入大同市陽高縣氣象數(shù)據(jù)，對(duì)場(chǎng)地的徑流進(jìn)行粗略模擬計(jì)算。計(jì)算顯示，在1—3、11和12月的極端干旱與干旱情況下，場(chǎng)地中僅有河道本身可以維持微弱的水系；在4—6、9和10月的正常情況下，少量徑流可匯集到河道之中，但其脫節(jié)于農(nóng)耕生產(chǎn)水網(wǎng)和聚落用水基礎(chǔ)設(shè)施，且對(duì)現(xiàn)有遺址、沖溝和荒地進(jìn)行沖刷；在7和8月的洪澇情況下，大量徑流匯涌至河道，若干條徑流主干已將長(zhǎng)城遺址沖出缺口，并繼續(xù)沖擊著遺址和土壤瘠薄地帶，超量的徑流在河道附近匯集形成水澇，對(duì)聚落的安全和農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)用地的生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅(圖6)。

圖3 場(chǎng)地區(qū)位

圖4 地形與空間格局

圖5 降水時(shí)間分布

3.4 旱澇模式

對(duì)場(chǎng)地中發(fā)生的旱澇災(zāi)害進(jìn)行總結(jié)，可將其分為極端干旱、雨水洪澇、局部暴雨3類情況。極端干旱表現(xiàn)為一年大多數(shù)時(shí)節(jié)里全域干旱少雨，導(dǎo)致土質(zhì)受損、農(nóng)田減產(chǎn)、生態(tài)退化，為雨洪的破壞埋下伏筆；雨水洪澇表現(xiàn)為夏季大面積降雨并殃及農(nóng)田與村鎮(zhèn)，導(dǎo)致水土流失、長(zhǎng)城侵蝕、作物損毀，聚落受到安全威脅；局部暴雨表現(xiàn)為同一時(shí)間山區(qū)下暴雨、平原區(qū)干旱，導(dǎo)致山地水土流失現(xiàn)象愈加嚴(yán)重，平原處農(nóng)田聚落的干旱得不到緩解，寶貴的雨水沒有產(chǎn)生正面效益，反而加劇了災(zāi)害(圖7)。

4 策略與規(guī)劃

對(duì)近年來IFLA競(jìng)賽作品進(jìn)行總結(jié)分析，將其中涉及的雨洪災(zāi)害調(diào)控策略大體分為以下4類。1)設(shè)置人工構(gòu)筑觸發(fā)自然過程改變：例如使用多段弧形壩引導(dǎo)洪水流向從而影響泥沙沉積過程和蓄水過程；通過計(jì)算威脅因子設(shè)置適應(yīng)性墻體來干預(yù)引導(dǎo)自然滑坡過程；通過大壩的介入對(duì)潮汐和洪水進(jìn)行調(diào)控。2)通過功能系統(tǒng)對(duì)雨洪進(jìn)行適應(yīng)：例如使用水渠快速響應(yīng)系統(tǒng)在排水同時(shí)存儲(chǔ)雨水用以旱期使用；運(yùn)用2種特殊地形的組合來適應(yīng)干旱和洪水；使用灌溉條帶實(shí)現(xiàn)旱季供水、雨季排洪；使用一系列漂浮技術(shù)設(shè)施使當(dāng)?shù)鼐幼　⑸a(chǎn)、游憩與洪水和諧共處；通過一系列人工濕地單元將過剩雨洪收集凈化并導(dǎo)向地下含水層以備旱季使用。3)常澇兩態(tài)的循環(huán)利用：例如通過對(duì)不同等級(jí)洪水的區(qū)別處理使岸區(qū)在引導(dǎo)緩沖洪水的同時(shí)得到彈性利用；通過4類系統(tǒng)的周期輪作將洪水作為生態(tài)過程和人類活動(dòng)的輪回動(dòng)力。4)基于豎向關(guān)系的徑流處理系統(tǒng)：例如在礦坑坡面設(shè)置集水面、擋墻、滲水管和生態(tài)沖溝等系列設(shè)施來調(diào)控徑流；使用滯留池、生物洼地等水體單元組合成的雨洪控制體系對(duì)重力自流的溪水進(jìn)行收集、過濾和回收；將坡面改造成為梯田濕地來防止山洪并減輕水土流失[10]。

4.1 整體策略

基于以上分析總結(jié)，本次方案設(shè)置了一套適應(yīng)降雨變化的彈性治水系統(tǒng)來協(xié)調(diào)旱澇。這套系統(tǒng)使用低技的方式，通過對(duì)空間形態(tài)的操作導(dǎo)入自然過程[11]，緩解雨洪和干旱的問題，同時(shí)將降雨過程與徑流體系導(dǎo)入?yún)^(qū)域的生產(chǎn)、生活和生態(tài)，改善當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)耕業(yè)與畜牧業(yè)狀況，優(yōu)化聚落的生活用水條件，恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)狀況與地貌特征，保護(hù)古跡遺址不受侵蝕，并產(chǎn)生良性循環(huán)以維持長(zhǎng)遠(yuǎn)正面效益(圖8)。

這套彈性治水系統(tǒng)以一組徑流體系作為空間基礎(chǔ)，并以一組彈性技術(shù)設(shè)施作為適應(yīng)性機(jī)制。

4.2 徑流體系

圖6 徑流分析

圖7 旱澇模式

徑流體系是一組基于現(xiàn)狀徑流情況優(yōu)化改造而成的徑流點(diǎn)網(wǎng)，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳舷掠侮P(guān)系，并與當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)、生活、生態(tài)結(jié)合緊密(圖9)。體系由以下三部分功能組成。

4.2.1 引導(dǎo)

在徑流形成伊始的山系區(qū)域，首要考慮的是減少雨水沖刷造成的山地水土流失，并使徑流規(guī)避長(zhǎng)城。通過彈性地形設(shè)施將徑流疏導(dǎo)進(jìn)入現(xiàn)狀植被狀況較好的沖溝內(nèi)以減緩流速，并將這些沖溝作為專用水道，把徑流收歸于長(zhǎng)城上現(xiàn)存的若干開口，防止其對(duì)遺跡進(jìn)一步?jīng)_刷。

徑流通過長(zhǎng)城之后繼續(xù)延現(xiàn)狀較好的沖溝中流動(dòng)，將這些沖溝改造形成凈化通道，通過植物根系的吸附作用、微生物的反硝化作用、跌層的曝氣作用，使雨水從上游流至下游的過程中被愈加凈化，作為徑流體系的基礎(chǔ)水系[12]；在水系最上游將其部分引流進(jìn)入規(guī)劃的田埂水道之中直接用作生產(chǎn)用水，形成生產(chǎn)水網(wǎng)，其余徑流將繼續(xù)流向下游，直至進(jìn)入其他支流或最終匯入河道。

從基礎(chǔ)水系的上游分流一部分進(jìn)入瘠薄區(qū)域，通過臺(tái)層的滯留和植被的配合形成生態(tài)水網(wǎng)。生態(tài)水網(wǎng)同基礎(chǔ)水系為串聯(lián)關(guān)系，且作為基礎(chǔ)水系上游的盡端支流而存在，因此經(jīng)過富營(yíng)養(yǎng)化的生態(tài)用水不至回流污染基礎(chǔ)水網(wǎng)，保證了有限水資源的安全。

從基礎(chǔ)水系的下游分流一部分進(jìn)入聚落區(qū)域，與現(xiàn)狀基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合作為生活水網(wǎng)。生活水網(wǎng)位于基礎(chǔ)水系的下游盡端，使雨水在凈化水道中得以充分凈化，為進(jìn)入人工凈化設(shè)施做好準(zhǔn)備，同時(shí)保證生活水網(wǎng)與生態(tài)水網(wǎng)為并聯(lián)平行關(guān)系，2類用水互不干擾。

4.2.2 儲(chǔ)蓄

在長(zhǎng)城以北的山地，首先需結(jié)合徑流路徑設(shè)置彈性集水地形，用以在徑流量超過臨界值時(shí)存儲(chǔ)雨水，減輕中下游蓄水壓力。

在中游坡地處的基礎(chǔ)水系上設(shè)置一級(jí)存水點(diǎn)，為生產(chǎn)用水和下游用水提供原生水源，其高程可保證對(duì)下游的重力輸送，也使其能根據(jù)上游的彈性集水地形對(duì)徑流不同的處理情況產(chǎn)生彈性聯(lián)動(dòng)作用，以適應(yīng)不同降雨量的存儲(chǔ)，保證旱季有水，雨季不澇。

在下游的生態(tài)水系和生活水系上設(shè)置二級(jí)存水點(diǎn)，為生態(tài)和生活用水提供次生水源。

4.2.3 利用

水網(wǎng)和存水點(diǎn)收集的雨水可做以下使用：1)生產(chǎn)用水，將基礎(chǔ)水系分流進(jìn)入規(guī)劃田埂水道和蓄水池用作農(nóng)耕畜牧用水；2)生態(tài)用水，將基礎(chǔ)水系分流至瘠薄地上游，通過設(shè)置臺(tái)層創(chuàng)造滯留雨水的濕生環(huán)境，并使用水網(wǎng)將濕生滯水區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化水體引入瘠薄地內(nèi)，涵養(yǎng)水文循環(huán)的同時(shí)增補(bǔ)土壤有機(jī)質(zhì)，恢復(fù)區(qū)域生態(tài)物質(zhì)基礎(chǔ)；3)生活用水，在緊鄰聚落上游的基礎(chǔ)水系上設(shè)置蓄水與人工凈化裝置，并通過現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施將其引入聚落中形成生活水網(wǎng)。

4.3 古長(zhǎng)城的保護(hù)

守口堡區(qū)域現(xiàn)存長(zhǎng)城為黃土夯筑明長(zhǎng)城，墩臺(tái)城墻遺跡斷續(xù)破損。查閱大同市長(zhǎng)城學(xué)會(huì)提供的歷史資料并進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查與聚落走訪，得知水蝕、風(fēng)蝕和人為損毀為當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)城受損的主要原因，尤以水蝕為最。因此，確定了以下2種低干擾策略對(duì)長(zhǎng)城進(jìn)行保護(hù)：1)規(guī)避徑流侵蝕，即上文提及的對(duì)徑流進(jìn)行減速及引導(dǎo)，使徑流收歸于特定水道并從現(xiàn)存開口通過長(zhǎng)城；2)強(qiáng)化長(zhǎng)城本體，使用自愈混凝土愈合原理對(duì)長(zhǎng)城本體進(jìn)行微修復(fù)，填補(bǔ)疏松的縫隙和瘡孔，強(qiáng)化土墻質(zhì)地，提升抗沖刷能力，在保護(hù)長(zhǎng)城的同時(shí)維持遺跡原有風(fēng)貌。

5 彈性技術(shù)設(shè)施——從單體到系統(tǒng)

方案在架設(shè)完成的徑流體系之上添加彈性技術(shù)設(shè)施，通過個(gè)體單元對(duì)不同降雨量的彈性適應(yīng)利用來觸發(fā)區(qū)域徑流的彈性，從而進(jìn)一步賦予整個(gè)治水系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)地生產(chǎn)、生活、生態(tài)的彈性效應(yīng)(圖10)。

5.1 自觸發(fā)的蓄水開關(guān)——彈性集水地形設(shè)施的個(gè)體彈性機(jī)制

彈性集水地形位于長(zhǎng)城以北徑流最上游的路徑上。彈性集水地形設(shè)施原型由一處凸起、一處凹陷蓄水區(qū)、一圈半圍合擋墻組成。

圖9 徑流體系

圖10 彈性技術(shù)設(shè)施

彈性集水地形設(shè)施的個(gè)體彈性機(jī)制如下：1)在小雨時(shí)，徑流流速及水位不足以漫過凸起地形與擋墻形成的蓄水區(qū)入口，徑流因此會(huì)減速后沿?fù)鯄ν鈧?cè)的水道流向下游；2)在暴雨時(shí)，徑流量超過特定臨界值后，徑流即會(huì)因較高的流速和水位得以漫過蓄水區(qū)入口，進(jìn)入凹陷地形中被儲(chǔ)存起來；3)在雨后，存入凹陷蓄水區(qū)的水作為滲透塘并創(chuàng)造小型濕生環(huán)境，改善生物多樣性同時(shí)涵養(yǎng)水土。

5.2 自調(diào)節(jié)的旱澇系統(tǒng)——區(qū)域徑流設(shè)施的整體彈性機(jī)制

上游成組的彈性集水地形設(shè)施與中游一級(jí)存水點(diǎn)共同形成區(qū)域的整體彈性機(jī)制：1)在缺水的旱季，少量的雨水徑流無法進(jìn)入上游彈性集水地形，而流向低處進(jìn)入中游一級(jí)存水點(diǎn)，作為旱季寶貴的水資源為下游使用；2)在暴雨時(shí)節(jié)，上游徑流達(dá)到臨界值即可進(jìn)入彈性集水地形內(nèi)部，從而緩解中游存水點(diǎn)的蓄水壓力，保護(hù)中下游免受洪澇災(zāi)害。徑流量臨界值的設(shè)定與中游存水點(diǎn)的承載能力須密切相關(guān)，原則上中游存水點(diǎn)在當(dāng)前雨量將面臨滿載的情況下，上游彈性集水地形才接受徑流的存儲(chǔ)；3)在雨后，中游存水點(diǎn)滯留的雨水被長(zhǎng)期存儲(chǔ)，以備旱季時(shí)下游的生產(chǎn)生活生態(tài)使用，余量的雨水被截獲在上游存水地形中，用以涵養(yǎng)旱季山地區(qū)域的生境(圖11)。

5.3 自愈合的生長(zhǎng)膠劑——古長(zhǎng)城的低干擾微修復(fù)彈性機(jī)制

代爾夫特理工大學(xué)的微生物學(xué)家Hendrik Jonkers和混凝土技術(shù)專家Erik Schlangen在2010年開始對(duì)自愈混凝土進(jìn)行研究與實(shí)驗(yàn)，這種混凝土的自愈劑是一種遇水即可激活并產(chǎn)生石灰石的桿菌，石灰石可將混凝土的裂縫填補(bǔ)修復(fù)[13]。本次方案將該機(jī)制引入古長(zhǎng)城遺址的保護(hù)中，旨在保護(hù)長(zhǎng)城的同時(shí)維持遺址原有風(fēng)貌。為避免將桿菌和石灰石帶向下游，方案將桿菌通過小型裝置存儲(chǔ)于長(zhǎng)城地下，并使用U形管將其同最近的彈性集水地形進(jìn)行聯(lián)系。每當(dāng)大雨導(dǎo)致彈性集水地形中滯留雨水時(shí)，連通器效應(yīng)即可觸發(fā)桿菌的激活，并通過毛細(xì)現(xiàn)象由內(nèi)到外強(qiáng)化長(zhǎng)城遺址。通過這樣的方式，長(zhǎng)城保護(hù)機(jī)制與整套彈性治水系統(tǒng)融為一體，原本沖刷遺跡的徑流由此作為了保護(hù)長(zhǎng)城的激活劑。

6 展望與結(jié)語

實(shí)現(xiàn)極端天氣問題的解決和當(dāng)?shù)匕l(fā)展的良性循環(huán)是一個(gè)從人工干預(yù)到自然演化的漫長(zhǎng)過程，期望在實(shí)施規(guī)劃的5年后，彈性治水設(shè)施的建立使當(dāng)?shù)剞r(nóng)田和聚落面臨洪澇災(zāi)害時(shí)可進(jìn)行一定的適應(yīng)，旱季用水緊俏的狀態(tài)開始緩解，水土流失不再加劇，現(xiàn)有植物群落退化減緩，人工建植的次生生境初步形成。20年后，水環(huán)境的改善使當(dāng)?shù)剞r(nóng)耕生產(chǎn)土地得到優(yōu)化，種植業(yè)與畜牧業(yè)由此得以發(fā)展，外流人口開始回歸；同時(shí)植被群落與生物多樣性開始回升。50年后，水文循環(huán)的優(yōu)化使當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件與氣候特征趨向穩(wěn)定，水土流失與雨洪災(zāi)害不再頻發(fā)，次生植被向原生植被的演化使地質(zhì)與水文更加優(yōu)化，由此區(qū)域的發(fā)展進(jìn)入良性循環(huán)，使聚落有序生長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)煥發(fā)，自然過程與人類活動(dòng)交融互助(圖12)。

干旱與半干旱區(qū)域的瞬時(shí)雨洪調(diào)控涉及復(fù)雜的區(qū)域地表狀況、水文條件和生態(tài)過程，通過本次學(xué)生競(jìng)賽提出了一種嘗試性的調(diào)控設(shè)想，但設(shè)計(jì)深度只能作為概念方案，其中的彈性技術(shù)設(shè)施也僅通過實(shí)際模型進(jìn)行了粗略的物理實(shí)驗(yàn)，未來還需基于嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐、水文模擬計(jì)算與生態(tài)評(píng)價(jià)來進(jìn)行更為深入的探討。

圖11 從個(gè)體到系統(tǒng)的彈性

圖12 展望