基于彈性理念的景觀設(shè)計(jì)的研究
——以密西西比河區(qū)概念方案為例

文／劉耿哲 賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院 碩 士

劉小文 南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院

引言

城市風(fēng)險(xiǎn)問題設(shè)計(jì)的一個(gè)重要解決方案就是通過“彈性”設(shè)計(jì)進(jìn)行生態(tài)研究。彈性的概念是生態(tài)系統(tǒng)能夠進(jìn)行自我修復(fù)的一種能力，也指生態(tài)系統(tǒng)被外界因素，如自然災(zāi)害等影響時(shí)所具備的抵抗或恢復(fù)到最初狀態(tài)的能力。彈性設(shè)計(jì)應(yīng)用于多個(gè)方面，如土地的開發(fā)、水系統(tǒng)的規(guī)劃等。探究的范圍可以大到空間的尺度，在城市空間中如何應(yīng)對(duì)濱水的災(zāi)害、暴風(fēng)潮來臨時(shí)如何避險(xiǎn)[1]；小到景觀長(zhǎng)廊、漂浮物收集、雨水收集、城市道路、基礎(chǔ)設(shè)施等。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，城市景觀和建筑的彈性設(shè)計(jì)應(yīng)用可以最大程度地消除災(zāi)害帶來的危害；通過自身的調(diào)整，構(gòu)建一個(gè)多層次的、復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。在災(zāi)難過后快速?gòu)?fù)原到災(zāi)難未發(fā)生的狀態(tài)，降低整個(gè)災(zāi)害對(duì)社會(huì)自然環(huán)境的影響。

在鄉(xiāng)村不斷城市化，城市不斷擴(kuò)張化的過程中，自然災(zāi)害發(fā)生的頻率急劇增加，這對(duì)城市發(fā)展產(chǎn)生了明顯的負(fù)面影響[2]。所以基于彈性設(shè)計(jì)景觀的研究，本文以密西西比河概念設(shè)計(jì)方案為根本，闡述了如何通過“彈性”概念來設(shè)計(jì)建筑景觀，同時(shí)結(jié)合曼哈頓BIG U防護(hù)性景觀規(guī)劃，從防洪功能、生態(tài)功能和社會(huì)功能方面深度分析探討值得借鑒的內(nèi)容，有助于建筑景觀社會(huì)科學(xué)得到良好的發(fā)展。

1 案例方案研究

通過對(duì)現(xiàn)有成功設(shè)計(jì)案例的研究和討論，深入分析基于城市風(fēng)險(xiǎn)問題的彈性設(shè)計(jì)概念的具體實(shí)施和組合，通過項(xiàng)目概述、定位、規(guī)劃和分區(qū)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，探索其作用概念使其成為靈活景觀的一部分，為以后的創(chuàng)新改造提供新思路。

1.1 曼哈頓BIG U 防護(hù)性景觀規(guī)劃

BIG U 方案是創(chuàng)建在曼哈頓下城的景觀設(shè)計(jì)方案。該方案直接響應(yīng)該地區(qū)的必要需求。從57 West St 向南延伸，再到42 East St，BIG U圍繞著數(shù)十英里的地區(qū)，其中包括一個(gè)非常密集、充滿活力和脆弱的城市地區(qū)。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要目的是加強(qiáng)人與自然景觀的聯(lián)系，把整個(gè)社區(qū)串聯(lián)起來。使用的手法如加強(qiáng)自行車道和人行橋與濱河景觀的聯(lián)系。BIG U項(xiàng)目為了清除高速公路障礙，設(shè)計(jì)了人行天橋系統(tǒng)，加上可延伸的墻壁用于維持現(xiàn)有交通流線。在景觀高地的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師運(yùn)用濕地生態(tài)環(huán)境和雨水花園來增強(qiáng)城市公共空間的體驗(yàn)，營(yíng)造綠色走廊系統(tǒng)，指引公園入口，使整個(gè)景觀生態(tài)成為彈性設(shè)計(jì)中的重要組成部分（圖1）。

圖1 人行天橋（圖片來源：作者根據(jù)相關(guān)資料改繪）

同時(shí)，為了在雨水堆積和洪澇的時(shí)候提供保護(hù)，項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)橫跨整個(gè)布魯克林和曼哈頓大橋的連續(xù)性的長(zhǎng)凳，利用各種彈性障礙和可延伸性的結(jié)構(gòu)對(duì)抗波浪和風(fēng)暴潮。設(shè)計(jì)長(zhǎng)凳提供且分割了如休閑、市場(chǎng)、社會(huì)服務(wù)等新空間。同時(shí)，地塊的每一片區(qū)域，通過運(yùn)用因地制宜的設(shè)計(jì)手法，安裝了不同類型的防護(hù)裝置。裝置的形態(tài)和特點(diǎn)與其所在的地理位置、場(chǎng)地的需求、社會(huì)人文的內(nèi)核息息相關(guān)（圖2）。在曼哈頓下城的炮臺(tái)公園，項(xiàng)目還設(shè)置了新的護(hù)堤景觀和綜合性文化設(shè)施，同時(shí)保護(hù)其突出的財(cái)政中心。項(xiàng)目設(shè)計(jì)了多層次雨水防御系統(tǒng)，用于庇護(hù)周邊的環(huán)境和人群，保護(hù)和維護(hù)各種設(shè)施。

圖2 長(zhǎng)凳及防護(hù)措施（圖片來源：作者根據(jù)相關(guān)資料改繪）

1.2 彈性設(shè)計(jì)的借鑒意義

BIG U 防護(hù)性景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目融合紐約曼哈頓本土文化和設(shè)施，運(yùn)用“彈性價(jià)值觀”為社區(qū)提供服務(wù)。該方案的設(shè)計(jì)方法源自于社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和可持續(xù)性這兩個(gè)概念。同樣的，BIG U 不僅保護(hù)城市免受洪水和暴雨的侵襲，降低城市風(fēng)險(xiǎn)事件的概率。它為社區(qū)提供了社會(huì)和環(huán)境效益，減輕長(zhǎng)期壓力（如污染、缺少開放空間），改進(jìn)空氣和水質(zhì)量、增強(qiáng)社會(huì)凝聚力、新的工作機(jī)會(huì)、進(jìn)入海濱的機(jī)會(huì)等等，并促進(jìn)改善公共領(lǐng)域。

針對(duì)分析如BIG U 這樣的因地制宜的方案，可以幫助全球不同城市應(yīng)對(duì)和改善自然危機(jī)，對(duì)解決濱水城市的一系列問題大有益處，有助于景觀建筑學(xué)科的發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)交叉學(xué)科的交融。

2 密西西比河概念設(shè)計(jì)方案嘗試

2.1 項(xiàng)目概況

密西西比河是美國(guó)最重要的水道之一，位列世界第四長(zhǎng)河。起源于明尼蘇達(dá)州北部，流經(jīng)整個(gè)北部，干流全長(zhǎng)約3856km，構(gòu)建了美國(guó)最大的航運(yùn)網(wǎng)。根據(jù)密西西比河的水系結(jié)構(gòu)特征，密西西比河可以被劃分為三個(gè)區(qū)域：密西西比河的上游、中游和下游。

項(xiàng)目選址于密西西比河上游地區(qū)[3,4]，原因是該地區(qū)也經(jīng)歷了過度開發(fā)導(dǎo)致的生態(tài)惡化階段。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是最嚴(yán)重的污染問題。隨著河流穿過上游地區(qū)的重耕帶，沉積污染物、營(yíng)養(yǎng)化肥和微生物細(xì)菌等進(jìn)入密西西比河，導(dǎo)致水質(zhì)惡化、富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。同時(shí)，大規(guī)模的水利工程建設(shè)直接影響河水的流動(dòng)和分配，破壞水體和沉積物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的吸附和解吸，降低水體的自凈能力。

其次，濕地的快速轉(zhuǎn)變也帶來了很大的問題。密西西比河沿岸濕地轉(zhuǎn)變?yōu)楦仄降氐闹饕蚴侨侵蕹练e循環(huán)、相對(duì)海平面上升、海水入侵、地面沉降、大規(guī)模冬季風(fēng)暴和颶風(fēng)、嚙齒類食草動(dòng)物對(duì)濕地的破壞以及履帶式車輛的使用造成的。同時(shí)，伴隨著洪澇災(zāi)害頻發(fā)、防護(hù)預(yù)警工作不足的問題，整個(gè)生態(tài)環(huán)境受損極為嚴(yán)重，造成了巨大的損失。

所以本設(shè)計(jì)方案選擇典型的城市——明尼阿波利斯市（圖3），主要設(shè)計(jì)中心位于上圣安東尼瀑布的下部。在歷史上，明尼阿波利斯自古以來就受到洪水的影響，因此建造了多個(gè)閘門來引導(dǎo)水流，減少洪水的影響。而明尼阿波利斯上港項(xiàng)目和選址的水壩改造分別于1956年和1963 年進(jìn)行。最初由美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)于1917 年建造，還有一座水電站。水壩和閘門作為商業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)一起工作。但隨著社會(huì)的發(fā)展，這道閘門的作用越來越低，其原有的發(fā)電、排水功能也基本被周邊設(shè)施所取代。

圖3 明尼阿波利斯市位置（圖片來源：作者自繪）

研究表明，在明尼阿波利斯有超過26%的機(jī)會(huì)，將受到未來30 年洪水的嚴(yán)重影響。除了財(cái)產(chǎn)損失外，洪水還會(huì)切斷公用事業(yè)、緊急服務(wù)和交通的通道，并可能影響一個(gè)地區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)狀況。洪水可能會(huì)影響社區(qū)內(nèi)的日常生活。所以對(duì)洪澇的治理和城市問題的解決已經(jīng)刻不容緩。

2.2 設(shè)計(jì)策略

設(shè)計(jì)主要通過幾個(gè)具體的措施來進(jìn)行彈性理念設(shè)計(jì)的運(yùn)用。

（1）設(shè)計(jì)第一部分旨在解決水的污染淤積問題。洪水淤積的過程會(huì)填滿水道和航道，這些粘土、淤泥、沙子和礫石主要被公眾視為廢物，并受到州和聯(lián)邦立法層級(jí)的監(jiān)管。然而，它們被困在陸地和水域之間，并且在構(gòu)建彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施方面的潛力在很大程度上尚未得到開發(fā)。隨著海平面上升、風(fēng)暴洶涌和海岸下沉，這些問題需要迫切得到解決。所以設(shè)計(jì)創(chuàng)建了一系列彈性架構(gòu)（圖4），這些架構(gòu)可以部署到密西西比州目前的水環(huán)境中進(jìn)行水源凈化。架構(gòu)擁有最新的污染處理系統(tǒng)，內(nèi)置的過濾裝置能夠很好地吸收雜物。同時(shí)設(shè)計(jì)的裝置支撐能夠在水底進(jìn)行良好的扎根和固定，最后通過附著在水壩內(nèi)底的儲(chǔ)藏倉(cāng)進(jìn)行回收和利用（圖5）。

圖4 彈性架構(gòu)單元（圖片來源：團(tuán)隊(duì)成員Logan Weaver 繪制）

圖5 架構(gòu)單元存儲(chǔ)（圖片來源：團(tuán)隊(duì)成員Logan Weaver 繪制）

（2）設(shè)計(jì)的第二部分是為了恢復(fù)和加強(qiáng)自然資源，改善野生動(dòng)物棲息地和水質(zhì)。整個(gè)建筑也是一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)場(chǎng)，為動(dòng)植物提供能源和各種需求。在原本沿岸景觀河道的基礎(chǔ)上，拓寬合適的排洪溝節(jié)點(diǎn)，保證水體的流動(dòng)性。在汛期來臨時(shí)，激增的雨水和洪流可以通過兩側(cè)的坡地和孔洞進(jìn)入排洪溝，得到凈化[5]。在項(xiàng)目后期及場(chǎng)地發(fā)展的考慮中，可以將聚集的水資源用于周邊植物的灌溉。改善洪澇雨水的管理系統(tǒng)，進(jìn)一步完成水資源的再利用。場(chǎng)地的動(dòng)植物選擇方面，多為耐水濕本土植物和當(dāng)?shù)乇就羷?dòng)物，例如挺水植物具有良好的遮光性，可有效抑制水中藻類的增殖，同時(shí)滿足部分城市需求，以及提供各種循環(huán)水系統(tǒng)，凈化后的水資源可以輸送到城市的各個(gè)地方。動(dòng)物如潛鳥、海貍等也能夠?yàn)樯鷳B(tài)循環(huán)提供重要幫助，促進(jìn)生態(tài)圈的穩(wěn)定性。同時(shí)，動(dòng)植物還可以對(duì)水中的礦物質(zhì)污染成分進(jìn)行精制及后續(xù)處理（圖6），為社區(qū)增添了新的特色。

圖6 防洪沿岸節(jié)點(diǎn)和生物多樣性（圖片來源：作者自繪）

（3）設(shè)計(jì)同時(shí)決定通過活動(dòng)、便利設(shè)施和教育吸引游客，以適應(yīng)不斷變化的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)現(xiàn)實(shí)。在保留明尼阿珀利斯的久遠(yuǎn)文化的同時(shí)，運(yùn)用本應(yīng)廢棄的水閘和大壩工程連接歷史文脈，將對(duì)岸兩地以景觀建筑的形式連接，利用文化景觀的彈性內(nèi)核，讓人們?cè)诠ぷ魃钪畜w會(huì)城市的文化魅力[6,7]。主要手段是將水閘和大壩道路改為城市的主要休憩空間，交通流線為紅色的人行道和藍(lán)色的機(jī)動(dòng)車道（圖7）。在不對(duì)整個(gè)防洪建筑功能產(chǎn)生影響的情況下，讓其空間在居民生活中得到很好的利用。同時(shí)規(guī)劃結(jié)合本土植物，設(shè)計(jì)多種功能空間。如空中長(zhǎng)廊、觀景花園等獨(dú)特的景觀條件。在未來還可以演變成馬拉松等城市活動(dòng)的場(chǎng)所，增加空間的活力。通過步行、自行車、公交、船和私家車將人們與河流連接起來（圖8、圖9）。

圖7 軸測(cè)分析圖（圖片來源：作者自繪）

圖8 水閘大壩設(shè)計(jì)后剖面圖（圖片來源：作者自繪）

圖9 水閘大壩設(shè)計(jì)后剖面圖（圖片來源：作者自繪）

設(shè)計(jì)使得整個(gè)城市社區(qū)都被激活，游客和當(dāng)?shù)鼐用穸寄芨玫伢w驗(yàn)大橋和未來城市中心，野生動(dòng)植物也可以得到良好的棲息，進(jìn)行繁殖和發(fā)展。當(dāng)洪水來臨時(shí)，它還可以用來減輕洪水的破壞，同時(shí)減少對(duì)城市和棲息地的破壞。通過彈性理念解決的不是簡(jiǎn)單建筑物的拆除問題，而是更高層次的改造。使得設(shè)計(jì)不僅改造了建筑，還改造了整個(gè)城市的自然環(huán)境，擴(kuò)大了單個(gè)建筑對(duì)整個(gè)社區(qū)的影響。

結(jié)語

城市濱水區(qū)風(fēng)險(xiǎn)是全球城市需要共同解決的問題，各地的濱水城市同樣面臨極端氣候?yàn)?zāi)害的威脅。現(xiàn)階段關(guān)于城市風(fēng)險(xiǎn)問題的設(shè)計(jì)目的還是僅僅關(guān)注如何減輕災(zāi)害，但是在防治和空間景觀的設(shè)計(jì)中缺乏很好的導(dǎo)向。如何適應(yīng)生態(tài)變化、如何運(yùn)用彈性設(shè)計(jì)理論融合當(dāng)?shù)匚幕M(jìn)行設(shè)計(jì)，才是未來設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文以密西西比河概念設(shè)計(jì)改造方案為嘗試，分析BIG U 的設(shè)計(jì)手法，將彈性理念進(jìn)行實(shí)施，通過項(xiàng)目的概況、定位進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，并探索出該理念在城市景觀中的作用，使其成為彈性景觀的一部分，為未來創(chuàng)新和改造城市提供了新思路。