具備藍綠基礎(chǔ)設(shè)施特征的生態(tài)區(qū)域設(shè)計

1、具備藍綠基礎(chǔ)設(shè)施特征的生態(tài)區(qū)域規(guī)劃設(shè)計 摘要 本文從當(dāng)今世界資源、環(huán)境、水情況入手，揭示亞洲國家、城市在發(fā)展中對于與水有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建造的誤區(qū)。從生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需求，城市生態(tài)區(qū)域開發(fā)趨勢、應(yīng)具備特征以及生態(tài)型藍綠基礎(chǔ)設(shè)施對于環(huán)境、社會、人文方面的改善作用等方面，引述德國戴水道設(shè)計公司參與設(shè)計建造的新加坡碧山宏茂橋公園和加冷河修復(fù)、中國天津文化中心水敏感設(shè)計項目，系統(tǒng)闡釋健康、活潑的城市生態(tài)區(qū)域應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理、功能完備、景觀豐富的藍（水體）、綠（植被）基礎(chǔ)設(shè)施為根本。 關(guān)鍵字 藍綠基礎(chǔ)設(shè)施，生態(tài)區(qū)域設(shè)計，水敏性城市設(shè)計1. 引言隨著全球變暖、人口激增以及保護自然資源的迫切需要，水與環(huán)境的保護逐漸成為

2、人類的熱議話題。亞洲各城市經(jīng)濟發(fā)展迅速，大批城鄉(xiāng)居民涌入大城市，對于資源的需求激增。對于當(dāng)今亞洲各大都市而言，為了經(jīng)濟的增長和可持續(xù)發(fā)展，合理運用水資源、嚴(yán)格控制水污染以及保證健康飲用水的供應(yīng)仍舊是一項艱巨挑戰(zhàn)。面對城市發(fā)展受到水供應(yīng)不足以及水質(zhì)惡化的局面，許多城市政府面臨新的考驗，且愈發(fā)意識到開發(fā)全新城市模式的責(zé)任感，從而有效地減少污染，循環(huán)利用水資源，以更加創(chuàng)新的方式提升廢水資源的利用。2. 思維方式的轉(zhuǎn)變在許多亞洲國家，目前的發(fā)展模式注重市政基礎(chǔ)設(shè)施的功能性和操作性，不斷興建的混凝土結(jié)構(gòu)河道和溝渠進一步將自然和人工建成環(huán)境隔絕開來。在具體的開發(fā)工作中，城市設(shè)計師和景觀設(shè)計師在美化河岸時，

3、沒有考慮到河段的寬度、城市的江河網(wǎng)絡(luò)以及它們對自然和城市環(huán)境的影響，以至于限制了水體凈化設(shè)施的改進，脫離了土壤、水源和植被的生態(tài)途徑。所幸各國領(lǐng)導(dǎo)人和地方政府漸漸開始意識到生態(tài)敏感性城市發(fā)展戰(zhàn)略以及轉(zhuǎn)換水資源管理執(zhí)政策略的必要性，否則快速的城市化將成為活力城市的威脅。3. 城市環(huán)境和生態(tài)需要由于自然水資源、綠地系統(tǒng)和城市模式的分離，加上快速城市化和雨水徑流的快速管道收集，城市環(huán)境變得日益干燥。水利工程的功能性與其對于城市景觀設(shè)計美化功能的分離是目前城市發(fā)展之中亟待解決的核心問題。城市結(jié)構(gòu)的規(guī)劃經(jīng)常忽略水文和自然系統(tǒng)的組織，妨礙了城市水環(huán)境的視覺和空間布置。解決以上問題的關(guān)鍵方法便是將水融于自然

4、環(huán)境體系，緊密與城市模式相切合，從而實現(xiàn)切實可行的可持續(xù)性發(fā)展。另外，綠地系統(tǒng)、公園、江流和綠道不應(yīng)僅能夠裝飾街道和建筑，還應(yīng)發(fā)揮更大的作用。作為整體網(wǎng)絡(luò)的一部分，藍綠資源（綠植和水體）在保護維持城市自然環(huán)境和改善居民生活質(zhì)量方面所起的作用不容忽視。我們必須改掉舊習(xí)慣并更正“建筑優(yōu)先，植被、水體以及硬質(zhì)鋪裝隨后叉縫”的舊觀念。未來的城市模式應(yīng)作為一種功能豐富的體系，具有清晰可見的表觀，而其不可見的部分則足夠支撐我們的生存，同時為未來續(xù)留資源。城市的重要組成元素如森林、自然公園、江流和綠色植被等，作為城市運行的重要部分，應(yīng)該在開發(fā)的最初階段即被確定下來。(圖3-1)4. 生態(tài)城市區(qū)域分散化、適應(yīng)

5、性及人文藝術(shù)化伴隨著城市的飛速發(fā)展，城市不透水地層的總面積也迅速擴大。大雨傾盆時，暴雨徑流導(dǎo)致河流滿溢，不得不提高大壩的高度以保護城市免受洪水災(zāi)害侵襲。在此情形之下，可采用分散的理念改善城市對其自然資源的利用狀況，且改進措施可應(yīng)用于城市的區(qū)域水平。要達到生態(tài)城市區(qū)域這一概念水平，需要符合一些生態(tài)基準(zhǔn)，其中包括：分散式雨水管理和水資源循環(huán)利用、室外舒適度的改善、綠色植被覆蓋率、水分蒸散作用的優(yōu)化以及通過引入自然元素提升生物的多樣性等。如德國DGNB等一些國際基準(zhǔn)系統(tǒng)已被建立并開發(fā)成為相對成熟的評分系統(tǒng)，作為生態(tài)城市區(qū)域的衡量標(biāo)準(zhǔn)。（圖3-2）另外，即使作為資源保護型基礎(chǔ)設(shè)施，也需要具備特定的主題

6、以提升其品質(zhì)。公共開放空間的社會文化性在城市區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展之中扮演重要角色。眾所周知，工程之中的硬質(zhì)元素即使以生態(tài)的方式呈現(xiàn)，也不足以達成一種城市的持續(xù)成功的規(guī)劃，與城市發(fā)展概念相關(guān)的人文生活領(lǐng)域的文化元素同樣必不可缺。5. 利用綜合水概念智能解決城市問題將水敏設(shè)計概念融入城市發(fā)展概念之中，對于滿足未來智能化基礎(chǔ)設(shè)施需求是十分必要的。采用全新的方式發(fā)展水敏城市發(fā)展的規(guī)劃和設(shè)計方案，超越實際設(shè)計任務(wù)范疇，而將其視為更寬廣城市系統(tǒng)之中的重要組成部分。堅信每一個項目應(yīng)當(dāng)在更大的尺度上發(fā)揮積極的作用，同時為當(dāng)?shù)厝藗兒铜h(huán)境保留區(qū)域特色。從總體概念規(guī)劃到施工階段，采納并適應(yīng)當(dāng)?shù)匚幕伎脊查_放空間和水

7、資源以充滿活力和熱情的方式加以展現(xiàn)。6. 城市公共空間的社會屬性尊重城市的文化和社會特質(zhì)，進行人性化尺度生態(tài)設(shè)計，像公園、河流廊道以及其他城市公共空間的設(shè)計，應(yīng)滿足越來越多的本質(zhì)功能需求，為人們提供豐富多彩的生活體驗。而社會的日益?zhèn)€性化也更加要求城市空間文化性和功能性的多元化。將自然元素和生物多樣性重新植入城市之中，為市民親身接觸本土植物和野生生物提供了條件，使市民體會到自然賦予人類的價值，增強市民對于自然進程的了解及其敏感程度的認(rèn)識。公共空間應(yīng)為每一代人留下難以磨滅的記憶，讓他們能夠走入青山綠水之中，與多樣的動植物相互依存。（圖3-3）7. 案例分析7.1 新加坡碧山宏茂橋公園和加冷河修復(fù)7

8、.1.1 項目背景新加坡沒有足夠的淡水資源，它缺乏天然的地下蓄水層，目前60%的淡水都依賴馬來西亞調(diào)入。在20世紀(jì)60年代，經(jīng)濟高速的發(fā)展以及人口急劇的增加，使得新加坡面臨干旱、洪澇、水污染等環(huán)境問題。碧山宏茂橋公園周圍（包括加冷河在內(nèi)）的混凝土河道和運河等最初都是為了緩解洪澇災(zāi)害而建。它在當(dāng)時確實緩解了問題，但在30年之后的今天，簡簡單單一條筆直的中心運河已經(jīng)不能滿足新加坡城市基礎(chǔ)設(shè)施的功能和景觀需求。另外，這些河道和運河的安全問題也值得考慮，每年都有市民在此地遭遇危險。由于碧山宏茂橋公園是新加坡國內(nèi)唯一的一個大型公園，利用率很高，它也成為新加坡國內(nèi)最受歡迎的公園。該公園于20世紀(jì)60年代末

9、建成，隨著時代的變更，它需要進行一系列的改造和修葺。另外，園內(nèi)生物多樣性單調(diào)，大片的草坪之中零星分布幾棵樹木，毫無生物多樣性可言?，F(xiàn)代化的公園必須了解當(dāng)?shù)氐膭?、植物群落，為它們提供棲息空間。7.1.2 項目目標(biāo)該項目的目標(biāo)是改造加冷河以及碧山宏茂橋公園，使之成為新加坡打造綠色城市基礎(chǔ)設(shè)施的新篇章，既解決新加坡國內(nèi)水源供給、防治洪災(zāi)的需要，也增設(shè)更多供人們休閑與娛樂的場所。l 新的任務(wù)：新加坡國家公園局及新加坡公用事業(yè)局旨在將碧山公園與自然河道系統(tǒng)融為一體。相關(guān)部門相互配合，負(fù)責(zé)設(shè)計、審批、維護的任務(wù)。l 新的技術(shù)：這是河岸生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)第一次應(yīng)用于熱帶國家。因河道改造而廢棄的混凝土將100%

10、得到循環(huán)、再使用。公園用水也通過一個生態(tài)水源凈化系統(tǒng)進行過濾。不僅如此，改造過程中受到影響的30%的樹木也會被保留下來，在公園內(nèi)其他場地進行種植。l 新的參與者：學(xué)校的孩子們設(shè)計了公園的某些元素。l 新的認(rèn)識：該項目的另一個主要目標(biāo)就是打造一個市民可以脫掉鞋子、與河流、大自然親近的場所，幫助市民重拾與自然親近的人類本質(zhì)。（圖3-4）由此，碧山公園成為了一個文化中心，市區(qū)的文化遺產(chǎn)和習(xí)俗（如社區(qū)園藝等）會融入其中。此外，公園內(nèi)將會提供舉辦例如觀察大自然等文化活動的場所。7.1.3 項目介紹新加坡從2006年開始推出活躍、美麗和干凈的水計劃（Active, Beautiful, Clean）,除了

11、改造國家的水體排放功能和供水到美麗干凈的溪流，河流，和湖泊之外，還為市民提供了新的休閑娛樂空間。同時，提出了一個新的水敏城市設(shè)計方法（也被稱為ABC在新加坡水域設(shè)計的亮點）來管理可持續(xù)雨水的應(yīng)用。作為一項長期的舉措，截止2030年，將有超過100多個項目被確立階段性實施，與已經(jīng)竣工的20個項目一道，拉近了人與水的距離。碧山宏茂橋公園和加冷河修復(fù)是ABC方案下的旗艦項目之一。加冷河從筆直的混凝土排水道改造為蜿蜒的天然河流。（圖3-5、3-6、3-7）這是第一個在熱帶地區(qū)利用生態(tài)工法（植被、天然材料和土木工程技術(shù)的組合）來鞏固河岸和防止土壤被侵蝕的工程。生態(tài)工法技術(shù)包括梢捆，石籠、土工布、蘆葦卷、

12、筐、土工布和植物，是指將植物、天然材料（如巖石）和工程技術(shù)相結(jié)合，以穩(wěn)定河岸和防止水土流失。（圖3-8、3-9）植物不僅僅起到美觀的作用，更是起到了重要的結(jié)構(gòu)支撐作用。它的特點是能夠適應(yīng)環(huán)境的變化，并且能夠通過日益增加的堅固性和穩(wěn)定性進行自身的修復(fù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，為動植物創(chuàng)造了棲息地，公園里的生物多樣性也增加了30%。公園和河流的動態(tài)整合，為碧山公園打造了一個全新的、獨特的標(biāo)識。嶄新、美麗的軟景河岸景觀培養(yǎng)了人們對河流的歸屬感，人們對河流不再有障礙，恐懼和距離，他們能夠更加近距離的接觸水體、河流，他們開始享受和保護河流。（圖3-10）此外，在遇到特大暴雨時，緊挨公園的陸地，可以兼作輸送通道，

13、將水排到下游。該項目是一個啟發(fā)性的案例，它展示了如何使城市公園作為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，與水資源保護和利用巧妙融合在一起，起到洪水管理、增加生物多樣性和提供娛樂空間等多重功用。人們和水的親密接觸，提高了公民對于環(huán)境的責(zé)任心。（圖3-11）7.1.4 安全考慮在碧山公園，安裝了全面的河道檢測和水位傳感器預(yù)警系統(tǒng)、警告燈、警笛和語音通告設(shè)備，提供出現(xiàn)大雨或水位升高的預(yù)警。沿著河岸也設(shè)置了一些警告標(biāo)志、紅色標(biāo)記和浮標(biāo)。在大雨將要來臨前或者水位上升時，水位到達安全節(jié)點，河流檢測系統(tǒng)將觸發(fā)警告燈、警報器和語音通報設(shè)備，提醒公園游客遠離紅色標(biāo)記區(qū)。即使在遭遇特大暴雨時，河里的水也會緩慢填充，人們可以從容地從河邊轉(zhuǎn)

14、移至更高的地面。此外，在選定的地方還設(shè)置了帶浮標(biāo)的安全線、閉路電視和24小時巡邏偵察隊。7.1.5 項目經(jīng)驗最能彰顯該創(chuàng)新項目的就是在將混凝土水渠改建成為自然河道的同時，融入了雨水管理設(shè)計。這為城市的發(fā)展提供了無限可能，比如在管理河流和雨水、自然與城市相結(jié)合、提供市民休息娛樂場所等方面。城市一直以來被認(rèn)為是大自然的對立面，而如今，需要將二者融為一體。城市的韌性需要增強，因為氣候變化容易導(dǎo)致洪災(zāi)，而干旱期則極大地影響了城市發(fā)展。這個創(chuàng)新項目的一體化概念能夠幫助新加坡等城市更好地面對未來的挑戰(zhàn)。它能夠有效地對于雨水進行處理、有助于凈化市民的飲用水；能讓植物和動物種群回歸城市；它還能夠為市民創(chuàng)造更多

15、娛樂休閑的場所，并提供更多親近大自然的機會。（圖3-12、3-13）7.2天津文化中心生態(tài)區(qū)域設(shè)計（圖3-14）7.2.1項目背景天津是一座海濱城市，在這里，需要保持較高的地下水位以防止海水倒灌，且干旱、嚴(yán)酷的氣候條件并不能有效的防御洪水的侵襲。7.2.2項目介紹天津文化中心作為天津未來的標(biāo)志性區(qū)域，將以“文化、人本、生態(tài)”為主題，采取 “一湖，一軸，三區(qū)” 的規(guī)劃結(jié)構(gòu)，打造集文化展示與傳播、休閑娛樂、商業(yè)購物于一體的城市名片。作為景觀軸線，銀河廣場指向中心湖面，并縮窄為一條流線形、連接眾多小型休閑空間的城市園林步行道，創(chuàng)造出了一條充滿韻律感的入口序列。當(dāng)接近公園中心區(qū)域的時候，步行道的流線形

16、式變窄，并在湖面開闊景觀和大劇院前戛然而止。生態(tài)花園、廣場、臨水平臺環(huán)繞湖水，引導(dǎo)著游客通往那些講述藝術(shù)和歷史的各類場所。在湖面南側(cè)，形成文化核心區(qū)，自西向東依次布置天津博物館、天津美術(shù)館、天津圖書館；提供運動、娛樂的天津青少年活動中心場館，以及休閑購物的商業(yè)綜合體則坐落在湖面的北岸。天津文化中心是一處展示如何轉(zhuǎn)換和開發(fā)城市中心高密度區(qū)域并保護它免受洪水侵襲的實際案例。這是一種在中國所運用的城市設(shè)計的創(chuàng)新方案。作為在天津過去十年間最重要的城市再開發(fā)項目，于2012年5月20日正式開放。在2012年夏北京、天津等地遭受60年來最大的洪水災(zāi)害、天津7月26日強降雨過程中，天津文化中心場地之中地面排

17、水情況良好，截至上午10時湖面上升約40cm，約4萬噸水被收集和蓄留, 整個場地硬質(zhì)地表的大部分徑流均通過雨水收集和預(yù)處理的流程排放入湖。降水后期當(dāng)水位超過最高設(shè)計洪水位后通過溢流閥門開始限量錯峰排入市政。雨水經(jīng)凈化后代替了飲用水用于灌溉和補湖，預(yù)計全年通過這種雨水再利用方式能夠節(jié)省自來水費人民幣55萬元。雨水管理的精致設(shè)計，優(yōu)美的水體景觀，舒適的休閑環(huán)境，多功用的城市空間，人性化的公園設(shè)施、交通組織，所有這些細(xì)節(jié)共同營造了一處在天津城市之中供人們游覽和探索的好去處。7.2.3 創(chuàng)新性城市水敏感設(shè)計7.2.3.1 雨水收集傳統(tǒng)的雨水排放方式會造成開發(fā)后的徑流增加從而加大了雨水管網(wǎng)的壓力及配套設(shè)

18、施的造價，且非常容易造成內(nèi)澇。本項目中由于采用了先進的雨水收集理念, 將場地大部分雨水通過沉淀管井的預(yù)處理、蓄水模塊的調(diào)蓄、濕地的凈化等一系列流程收集進入中心湖，大大節(jié)省了周邊市政管網(wǎng)改造的費用（大概節(jié)省了2億元人民幣的間接投資）。得益于蓄水溝的削峰功能，進入模塊的徑流峰值會從13m3/s削減到2m3/s左右。此外，中心湖使場地雨水起到最終的調(diào)蓄作用。經(jīng)過蓄水溝和中心湖的調(diào)蓄，場地內(nèi)的洪水風(fēng)險也得到很好控制，排放標(biāo)準(zhǔn)三年一遇，湖體最高水位可容納10年一遇暴雨，且100年一遇暴雨不漫溢。 7.2.3.2湖水循環(huán)與凈化系統(tǒng)保持湖中水體的潔凈是項目設(shè)計和項目維護之中很重要的部分。降雨中的高污染物粉塵

19、含量將導(dǎo)致水中有機物濃度提高，這會加速湖體的富營養(yǎng)化水平，為浮游植物的生長提供有利條件，還致使藻類大量繁殖，最終使中心湖水體惡化。在匯入中心湖之前對于雨水進行處理成為了水體凈化過程之中很重要的步驟。中心湖水體將通過撇渣器取水點、循環(huán)管線以及生態(tài)凈化群落的流程以400m3/h的速度對湖水進行循環(huán)凈化；另外處理間的中水處理設(shè)備能夠?qū)ρa充的中水在進入生態(tài)凈化群落和水體之前進行預(yù)處理，加藥設(shè)備將對湖體進行生態(tài)處理方法以外的強化除磷處理。循環(huán)凈化目標(biāo)是水質(zhì)達到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)III類水質(zhì)。生物凈化群落是關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容，它包括了水生生物的設(shè)計、過濾基層設(shè)計以及管道的安裝設(shè)計。 （圖3-15）7.2.3.

20、3湖體設(shè)計湖體形態(tài)設(shè)計由計算機模型生成并優(yōu)化。模型考慮了水量平衡、水力動態(tài)和富營養(yǎng)控制各個方面的參數(shù)，以建立一個具有自然自凈能力的三維形體，并與駁岸的設(shè)計相結(jié)合。湖體的完成面非常平緩，方便防滲材料的鋪設(shè)。湖體正常水位2.2m，最高水位2.5m，最低水位2.1m。中心湖底建設(shè)有凈化循環(huán)系統(tǒng)的管線和湖體緊急溢流管線。7.2.4 由此向外的輻射作用天津文化中心是附近區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的起點和中心，由此衍生及啟動了其周邊地區(qū)未來的綜合性可持續(xù)設(shè)計、開發(fā)和建造，將成為周邊地區(qū)發(fā)展的優(yōu)異基點。8. 藍綠基礎(chǔ)設(shè)施是保障城市區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性的關(guān)鍵要設(shè)計打造綠地、水系網(wǎng)絡(luò)體系，在現(xiàn)有城市之中引入這些綠色鮮活的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，收集、整合地表之上可見且易于管理的雨水資源十分重要。街景和公園空間功能豐富，可作為重要的功能因素被整合進入水景基礎(chǔ)設(shè)施之中。公園將設(shè)計各種動態(tài)、變幻的場地設(shè)施吸納雨水，如湖