山地城市濱水區(qū)景觀災害的彈性適災策略研究

山地城市濱水區(qū)景觀災害的彈性適災策略研究

中國是一個多山脈的國家。山脈占全國總面積的2.3%，山地城鎮(zhèn)的數(shù)量約占全國城市總數(shù)的一半以上。受限于山地地區(qū)復雜的地形地貌、地質(zhì)構造、降雨以及其他因素的影響,山地城市的災害主要集中在江河及其支流范圍內(nèi),崩塌、滑坡和泥石流等自然災害頻繁發(fā)生。同時,迅速發(fā)展的城市建設,突破了山地城市原有的自然邊界,向高生態(tài)敏感性的山體、沖溝和水岸等推進,不但破壞了自然的山地地貌,而且成為誘發(fā)地質(zhì)和生態(tài)災害的重要原因。當前,針對山地城市濱水區(qū)的研究主要有兩方面:一方面是分別針對自然或人為災害的理論研究,包括災害的類型、誘因、時空分布規(guī)律和災害評估等;另一方面是以生態(tài)或市政功能優(yōu)先為導向的防災策略和規(guī)劃實踐研究,包括分級控制的防災規(guī)劃策略、基于生態(tài)敏感度的景觀規(guī)劃和濱水交通規(guī)劃等。但是,山地城市濱水區(qū)是一個自然和城市的銜接地段,敏感的生態(tài)和復合的市政重疊孕育出更加復雜的致災環(huán)境和相互關聯(lián)的致災因子,針對單一災害被動的靜態(tài)防災和避災規(guī)劃,很難化解快速城市化帶來的自然與城市之間日益嚴重的沖突。因此,梳理出山地城市濱水區(qū)復合的致災因素,通過適應性的彈性規(guī)劃和設計實現(xiàn)山水自然環(huán)境與人工建設環(huán)境的景觀協(xié)調(diào),具有極其重要的意義。1坡岸失穩(wěn),地形復雜,易形成災害多山地城市濱水空間特殊的地形地貌、地質(zhì)結(jié)構和水文條件,頻繁地受到城市功能性重組和外延性擴張的干擾,表現(xiàn)為致災因子的人為性、災害疊加的復合性、致災時間的季節(jié)性等幾方面的共同作用。按照災害產(chǎn)生的方式可以歸納為災害景觀和景觀災害兩種類型,其中災害景觀的概念來自于景觀生態(tài)學的學術思想。1)災害景觀。災害景觀主要是指由于山地城市復雜和脆弱的生態(tài)環(huán)境所導致的洪災、地質(zhì)災害以及衍生災害。山地地區(qū)峽谷型地貌的地質(zhì)情況復雜,坡岸坡度較大,巖性和地表組成物質(zhì)、土壤、植被呈現(xiàn)極不均勻的分布,穩(wěn)定性較差,易滑層分布廣泛。在暴雨季節(jié),陡峻坡面極易形成山洪,導致植被破壞、泥石流、崩塌等災害;在汛期,江河水流湍急、水位暴漲,易形成洪災,造成生命和財產(chǎn)損失。同時坡岸不斷受到?jīng)_刷、侵蝕,易形成水土流失,堤壩失穩(wěn)、地面塌陷;在枯水期,水位的快速下降導致地下水位變化,原有的地質(zhì)平衡因水壓失穩(wěn),再加上風化等自然力的作用,容易產(chǎn)生山體和坡岸滑坡、地裂縫、地面塌陷、不穩(wěn)定斜坡和危巖等。2)景觀災害。景觀災害主要是指山地城市濱水空間開發(fā)中,片面地追求經(jīng)濟效益和視覺效果,忽視山地特殊的文化傳承,濫用技術所導致的環(huán)境污染、物種滅絕和景觀風貌損壞等災害的景觀建設行為。在山地濱水地帶,原有的沖溝、山體等自然地形,經(jīng)過大挖大填的工程建設,成了新的建設用地或濱水快速道路、堤岸和邊坡,切斷了水陸物質(zhì)、能量交換的廊道,造成濱水地區(qū)地表徑流的改變,植被、水文和地形的破壞,導致了物種的退化、滅絕和山地城市風貌特色的消亡。同時,大型的水利工程也會導致嚴重的景觀災害。三峽大壩運行以來,原有的三峽景觀風貌和歷史遺址被高水位淹沒;長江、嘉陵江兩岸消落帶高落差的水位變化,造成庫區(qū)坡岸失穩(wěn)引起的滑坡、塌陷等地質(zhì)災害;消落帶長時間的反季節(jié)水位變化,使原有的陸生植物逐漸死亡,導致土壤結(jié)構破壞,從而出現(xiàn)大面積的水土流失。2人工與自然環(huán)境不適應災害的演進過程表現(xiàn)為一定時期孕災的文化背景、主要致災因子、代表性災害、應災策略和應災措施的變化。從農(nóng)耕時代被動的“避災”到工業(yè)化時期主動的“控制”,再到后工業(yè)時代的主動和被動方式相結(jié)合的“適災”,不同時期城市發(fā)展與濱水災害的變化存在聯(lián)動性,相應的應災策略和措施也在不斷地演進(見表1)。然而,盡管設計結(jié)合自然的生態(tài)規(guī)劃思想已經(jīng)深入人心,但是在當前山地城市濱水空間的規(guī)劃建設過程中,由于政府管理的缺失,投資者片面追求經(jīng)濟利益以及規(guī)劃者的功能至上原則和公眾的災害意識不足,在面臨山地城市濱水空間復雜的人工與自然環(huán)境時,仍然存在一系列誤區(qū)。1)減災規(guī)劃平原化。當前的城市建設,在借鑒國內(nèi)外發(fā)達國家濱水區(qū)復興規(guī)劃成功經(jīng)驗的同時,忽視了山地濱水空間特殊的地形、地質(zhì)結(jié)構和文化背景,直接套用和照搬基于平原濱海地區(qū)的防災規(guī)劃體系,使抗災據(jù)點布局、防災綠地形態(tài)和避災路徑組織產(chǎn)生了嚴重的沖突。以避災路徑的組織為例,山地濱水空間的避災路徑的組織應根據(jù)地形的變化在水平和垂直方向上切換,而非通過挖填或者高架橋達到平原模式的筆直和寬闊。2)承災斑塊破碎化。山地城市濱水空間原本是一個帶狀的城市生態(tài)系統(tǒng),但是現(xiàn)有交通網(wǎng)絡將城市分割成大小、形狀不一的斑塊,在加速城市中與人類活動相關的物質(zhì)和能量流動的同時,阻斷了城市景觀格局中“自然”的生態(tài)過程,從而導致災害鏈的產(chǎn)生。如硬質(zhì)的濱江快速道路阻礙了水體、灘涂、溪溝、河谷、坡地、坡頂和山脊這些生態(tài)廊道的連通度,從而造成生態(tài)環(huán)境退化等一系列災害。3)應災功能單一化。當前過細的職責分工和管理,導致防洪、治污、減震、地質(zhì)災害防治等方面的防災管理和應災資源并沒能整合和優(yōu)化,大多只是針對某一致災因子或者是防災功能的需求,無法形成系統(tǒng)的防災、應災體系,從而造成重復投資且效率低下,在防災的同時又成為新的致災因子。如城市防洪系統(tǒng)未能與生態(tài)保護相結(jié)合,過高的防洪標準導致硬質(zhì)的堤岸切斷了水陸生態(tài)廊道;城市污水處理系統(tǒng)與濱水景觀系統(tǒng)未有交集,僅是被動應對等。3區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)自然恢復的必要性在一個特定的孕災環(huán)境條件下,致災因子與承災體之間的相互作用集中體現(xiàn)在區(qū)域災害系統(tǒng)中致災因子風險性、承災體脆弱性、恢復力之間的相互轉(zhuǎn)換機制。山地城市濱水景觀所面臨的景觀災害和災害景觀,需要跨學科的景觀規(guī)劃者,用更大的尺度和更豐富的技術手段,去解決城市基礎設施、自然生態(tài)系統(tǒng)、文化遺產(chǎn)和區(qū)域再生等問題。在這方面,彈性災害適應策略為降低致災因子的風險性,增加承災體的抗災力,提高災后的恢復力,避免區(qū)域災害系統(tǒng)各要素轉(zhuǎn)換機制的惡性循環(huán)提供了一個有力的理論體系支撐。彈性的基本定義為“生態(tài)系統(tǒng)忍受擾亂而不至于崩潰的能力”,即系統(tǒng)忍受改變?nèi)阅芫S持功能、結(jié)構、特征的承受干擾和自組織能力。彈性并不是一系列固定的原則、規(guī)范,但結(jié)合彈性的景觀系統(tǒng),能承受來自自然系統(tǒng)與城市系統(tǒng)的動態(tài)干擾,并且能反映人類的價值觀與自然和人工環(huán)境的和諧。建立綜合應對災害景觀和景觀災害的適災、避災體系,實質(zhì)是將山地城市濱水空間作為自然與人工斑塊相互楔入的景觀生態(tài)系統(tǒng),以此形成能夠忍受干擾而不至于崩潰的彈性景觀基礎設施。彈性的適災策略源自于社會生態(tài)學理論和景觀都市主義實踐,其將整個自然和城市空間理解為一個時空生態(tài)系統(tǒng)的彈性景觀理念,反映了人工和自然景觀從突變或漸變干擾中恢復的靈活性,同時還能保持和維護傳統(tǒng)價值和自然和諧(見圖1)。4北濱路濱河景觀的實踐模式4.1商業(yè)港區(qū)的興起重慶北濱路景觀試驗區(qū)位于城市核心嘉陵江濱水一側(cè),面積78.3hm2,長1.98km。早在1500年前,這里就是比較繁華的商業(yè)碼頭,隨后發(fā)展為江北城,后來隨著運輸方式的改變,水路運輸逐漸衰落,演變成為現(xiàn)在的文化和旅游片區(qū)。其作為自然與城市人工環(huán)境的交錯地帶,深受重慶下游三峽大壩運行的影響,水位落差極大,形成全年垂直落差達30m,寬度達60m的庫岸消落帶(見圖2)。4.2生態(tài)及水土流失怎樣改變北濱路區(qū)域高水位落差帶來的坡岸地質(zhì)環(huán)境失穩(wěn)、植被破壞、水土流失和地災頻繁等生態(tài)環(huán)境問題所導致的災害景觀?在消落帶區(qū)域中,水生生態(tài)系統(tǒng)難以適應長達4個月的成陸期,陸生生態(tài)系統(tǒng)也難以適應至少1個月以上的水淹期,水陸植物的逐漸死亡,土壤結(jié)構也被破壞,從而出現(xiàn)普遍性的水土流失。此外,在風和航船產(chǎn)生的波浪拍擊下,坡岸不斷受到?jīng)_刷、侵蝕,在暴雨季節(jié)和汛期,產(chǎn)生山體和岸坡滑坡、崩塌,造成頻繁的地質(zhì)災害。怎樣避免北濱路區(qū)域單一市政功能設計(如航運、行洪、交通、供水等)所產(chǎn)生的生境破碎、物種滅絕、歷史風貌受損等景觀災害?濱江地段快速道路、濱水護岸等硬質(zhì)的混凝土設施對自然岸線和河道的占用,隔斷了養(yǎng)分、物質(zhì)、能量的流通和轉(zhuǎn)換,鳥類及濱水動物的遷徙廊道和棲息環(huán)境被破壞,導致常見的濱水生物物種滅絕。更嚴重的是,近年來的大拆遷將有幾百年歷史的江北城夷為平地,無處安放老城的歷史記憶。4.3功能形式設計彈性理念的引入實際上是將濱水空間整體的水域、水陸交錯帶和陸域視為城市與自然的彈性緩沖系統(tǒng),即適應時空動態(tài)變化的景觀基礎設施。這種景觀基礎設計預先將彈性的適災能力考慮在功能和形式之中,當面對景觀災害和災害景觀所造成的干擾時,景觀基礎設施能夠承受和吸收干擾以達到不影響濱水空間的景觀功能和城市生態(tài)格局的目的。更為重要的是,它具有擴展的內(nèi)在基因,能夠結(jié)合系統(tǒng)的反饋升級,容納新的功能和組成部分,接受創(chuàng)新和改變,表現(xiàn)為時空的動態(tài)適應、復合的網(wǎng)絡系統(tǒng)和適應性的植物群落幾方面。4.3.1生態(tài)廊道、公共空間的設置彈性景觀基礎設施的系統(tǒng)穩(wěn)定性取決于其功能和結(jié)構的時空異質(zhì)性。在空間方面,北濱路在景觀設計中考慮了陸域、水陸交錯帶、水域三個空間層次在人流、生態(tài)廊道、景觀視域的聯(lián)系(見圖3):在垂直方向,按生態(tài)敏感度進行分級退臺處理,以便形成豐富的景觀視線和豎向生態(tài)廊道;在水平方向,根據(jù)地形、坡度和區(qū)域內(nèi)水體的走向建立橫向生態(tài)廊道,連接水體、灘涂、溪溝、河谷、坡地、山脊等縱向生態(tài)廊道保護動植物的遷徙和生物的多樣性。在時間方面,充分考慮城市發(fā)展的軌跡和濱水消落帶水位的周期性變化,針對周期性出露土地(尤其是低水位河漫灘)建立彈性的濱水公共空間步行系統(tǒng),包括適應水位變化和地形高差的浮島式親水平臺、透水性的濱水步道、臨時的濱水服務設施和標識系統(tǒng)等。在不影響濱水生態(tài)系統(tǒng)演替的基礎上,最大可能地實現(xiàn)濱水公共空間的親水性;在設計上通過建立城墻遺址公園,巧妙地將防洪堤、跨江大橋管理用房等市政功能設施融入城樓、城墻的歷史形象,以此回應老城的城市格局和歷史肌理。4.3.2濱水空間景觀營造作為適應時空動態(tài)變化的景觀基礎設施,需要全面考慮城市領域內(nèi)所有力量和因素,并將其作為相互關聯(lián)的連續(xù)網(wǎng)絡來看待。復合性的網(wǎng)絡系統(tǒng)是在適應水位變化的基礎上對綠帶系統(tǒng)、藍帶系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)、文化遺產(chǎn)布局、城市基礎設施等系統(tǒng)的整合和兼容。在北濱路景觀規(guī)劃中,通過游憩路線將歷史遺址與現(xiàn)代建筑串聯(lián),將原有歷史的文脈融合于濱水開放空間中,形成了結(jié)合歷史遺產(chǎn)廊道的游覽路線;在洪水期根據(jù)消落帶的季節(jié)性水位變化和高程,連通相應的河流、湖泊、池塘以及城市非建設用地的洼地,形成季節(jié)性的生態(tài)廊道、滯洪空間和濕地,以此將城市防洪系統(tǒng)、城市綠帶和藍帶進行融合;濱江快速道路根據(jù)地形和視覺進行的退讓、下沉和降低高程,與慢速的非機動道路與步行道路結(jié)合,形成完善的立體濱水交通網(wǎng)絡,降低高架橋?qū)I江水岸的阻隔,以達到最佳的景觀風貌(見圖4);此外,還借助濱水環(huán)境和區(qū)位,通過城市步道將購物、展示、會議、娛樂、休閑、住宿和文物保護等多種產(chǎn)業(yè)進行串聯(lián),以混合開發(fā)的產(chǎn)業(yè)格局改變?yōu)I水地區(qū)單一的社會結(jié)構,提供充分的就業(yè)機會以促進經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4.3.3不同植物種類的種植適應性植物篩選和營造是應對濱江水位高落差變化所造成的水土流失、生境惡化以及物種滅絕等災害的重要手段。彈性適災策略涉及植物的技術途徑來源于兩方面。一方面是微地形改造,通過恢復被裁直河段,恢復自然河道和深塘和淺灘,減少水岸邊緣堤岸的硬質(zhì)材料,如混凝土和石材的使用,將單一的岸線處理成相對復雜的微地形,以營造良好植物生長環(huán)境。另一方面是根據(jù)水位的變化選擇不同植物的物種、種植密度和群落的植物篩選。經(jīng)過長期的研究和實踐,目前已篩選出梯度分布的植物群落:近水區(qū)域(水位160~170m區(qū)域)的灘涂、緩坡上布置香根草、野蘆葦、燈心草、萱草和甜根子草等能經(jīng)受長時段水淹期和成陸期的植物;在消落區(qū)的親水平臺、廊道等堤岸、灘涂、濕地、坡地等區(qū)域(水位170~180m區(qū)域),種植疏花水柏枝、杭子稍、長葉水麻和三角梅等能經(jīng)受短時間水淹的植物;在濱水坡岸(水位180m以上區(qū)域)選擇中華蚊母樹、南川柳、楓楊、落羽杉、池杉、楊樹、洋白蠟、馬桑和水生山核桃等喬木種群,以吸收和降解江水泛濫期留在土壤中的富營養(yǎng)和污染。適應性植物的采用,在提升綠量、美化濱江環(huán)境的同時,其根系又能起到固沙作用,能有效地減緩水土流失和滑坡等地質(zhì)災害,同時形成豐富的微小生境(見圖5)。5彈性適災策略與基本認識濱水空間是城市人居環(huán)境最重要的組成部分,而目前山地城市濱水區(qū)受快速城市化擠壓和自然環(huán)境惡化的雙重影響,所面臨的災害景觀和景觀災害較平原城市更為復雜和緊迫。濱水空間景觀的營造成功與否直接影響著山地城市人居環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣,同時也關聯(lián)著各種孕災環(huán)境與