海绵城市论坛

亚洲园林大会暨第六届园冶高峰论坛

by , , and May 26, 2016

亚洲园林大会暨第六届园冶高峰论坛分会场——海绵城市论坛于2016年4月25日下午在南林大举行。研讨会邀请了东南大学成玉宁教授、上海海洋大学张饮江教授、北京交通大学蒙小英教授、河内建筑大学MCA景观设计事务所Martin先生、俄荷拉荷马大学Leehu Loon教授、南京林业大学徐海顺博士等专家学者对海绵城市的过去与未来结合实际案例进行了讨论。

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海绵城市建设的思考

成玉宁(东南大学建筑学院景观学系主任)

成玉宁教授在演讲

成玉宁教授在演讲

海面城市这个话题,很热。在我的理解当中,这个话题不应该这么热。所以我曾经说过十点关于海绵热的冷思考,今天我们主要讲冷思考。

海绵实际上是一个通俗的话语,这个背后有很多道理,我今天想和大家,特别是我们的同行进行交流。我不是做给排水的,不是做市政规划的,我是一个做园林的。而且我首先声明一点,我不反对海绵,相反,我认为海绵很重要。重要的是我们如何因地制宜地实践我们的海绵。那么因为时间关系,我简单的汇报一下。

首先是中国的自然地理和城市水环境。在中国的众多海绵构想当中是很积极向上的,很正确的,但是在实践过程当中出现了种种或多或少的问题,这种不当的行为也使人们对海绵产生了误解。我本人希望能够从理论上梳理一下。

第二呢要谈谈中国城市的旱涝问题,第三呢是海面城市的技术问题,最后谈一下我们的实践体会。

首先,我们看到中国的胡焕庸线,这条线南北的降雨量是不一样的,因为这个问题相应的南北的人口数量也大不相同。实际上中国因为降水量的时空分布不均,宜居面积是十分有限的。除了胡焕庸线,长江也是一条比较重要的地理分界线,仍然是体现在降水量的变化上,而胡焕庸线与我国400mm等降水量线也基本吻合。中国城市的水环境呢,也比较复杂。我们梳理了一下城市水环境问题的根源。现在我们总是希望绿地能够解决所有问题,这是根本不可能的。我们的城市当中,三分之二有问题,剩下的三分之一也要没病治病么?我看没有这个必要。而现在海面城市的实践中,全面开花就是让剩下的三分之一也跟着吃药。我国城市中产生地表径流的几个问题,首先是城市中三分之二的场地不与自然界沟通,其次是天然水体的萎缩,河网的消失会对雨洪的调蓄产生消极影响。江苏很小的一点面积,降雨量也很不均匀,我们以长江为界,以南降水丰沛,以北降雨逐渐减少,连云港一类的城市降雨量不足蒸发量的一半。所以我们说,海面城市的建设,不存在一个能够贯穿全国的通行方法。

第二,我们来看看历史上的城市。城市与水一直都是共生的。我们可以看到罗列的先秦城市中没有一个不是逐水而居,而这些城市不会和水产生什么问题,所以中国古代的城市中很少听到有因为水而产生的问题。根据我的研究,我们国家的城市水问题是宋朝以后才有的。因为城市化进程的加快,水逐步成为了城市中一个必须考虑的问题。古代赣州,因为降水量比较大,已经出现了水患,所以古代先民开凿了福寿二沟,具备一定的雨洪调节能力。我为什么要说这个呢?因为我要说明的是中国人自古以来都是具有海绵意识和海绵精神的,我们不缺实践,现在我们需要的就是反省我们自己的问题。西药能治病,我觉得不一定都能治中国人的病。中国人要有勇气中西结合。福寿沟最大的特点是它利用水的压力,当城外的水高的时候,水门闭合;当城内水位过高时,自然推开水门排水。所以说这种智能化的海绵调节我们在宋朝就已经实现了。除此以外,苏州也一样。苏州城内水网密布,一方面是防御,一方面是解决地下水位过高的问题。苏州治水,更多的是管理。另外还有一些现代的城市,比如说吉隆坡的布城。同样,一百年前波士顿项链不仅仅链接了绿道,同时也链接了蓝道。所以关于这个问题的认识,东西方人在不同时期都有相应的实践。李明博在韩国实现了在清溪川里洗脚的梦,那南京人关于进香河的梦怎样实现呢?如何让自然的河流恢复自然的形态和属性,是我们应该研究的问题。

然后我们来看看城市的旱涝问题。城市中不是旱就是涝,什么时候城市变得如此让人头疼呢?理论上说城市应该是一个宜居的环境,但现在城市变得很敏感,当然敏感的问题有很多,水敏感是其中的一个方面。整个中国到处都是严重缺水,极度缺水的城市,那么城市中的水又到哪里去了呢?这些严重缺水的城市居然会在马路上淹死人,这是很奇怪的。一方面是瞬间的径流排不掉,一方面是水资源的缺乏。城市中的谁环境问题,我们以南京为例,来看看南京的水是怎么变迁的。不同时期的水环境大的格局没有变,但细节是在不断变化的。所以水系的变化让城市中的水环境变得敏感。中外其实在这个问题上都一样,凡是低洼的地方都容易积水。城市水问题的产生也是有很多原因的,其中局地气候的变化,地表水路的变迁等等都会导致水问题,但是城市中三分之二的下垫面硬化却是最主要的原因,另外一个就是城市中的给排水规划设计甚至施工问题。

我认为呢,解决城市水问题,首先要保护城市既有的水生态系统,第二是推出地影响开发,要让这种思维成为习惯,第三呢是改变城市下垫面,要截留,利用雨水资源,第四是统筹协调各专项规划,不能各自为战,我反对我们现在有从事园林绿化行业的同志坚决抵制海绵,实际上只有各专项相互协调才有可能更好的解决城市水问题。最后呢,我们应该妥善处理好三分之一和三分之二的关系。我们不能把所有的希望都寄托在城市三分之一的绿化面积上,这需要系统的考虑和适当的技术手段。我觉得技术要比策略要更重要,因为技术是解决具体问题的根本方法。当然这些技术应该应地制宜的实施。各个城市中的系统都有相应的解决方法。以道路系统为例,是不是所有的道路地表水都要净化,我不认为这样是合理的。在南京我们有一个实践项目做了五年了,整个系统中都有传感器,我可以通过五年来的数据看到我到底截留了多少水,利用了多少水,净流量降低了多少等等,每一个问题都是用数据说话。去年和前年两年,整个系统中只有十二天是蓄满的,排到了城市官网中,剩余的都被我就地消化了。比较对照组,我的道路绿地含水量要高出百分之二十,我有勇气让我的道路不浇水或者少浇水。

所以最后我想和大家讲,第一,海面城市的建设是有必要性的;第二,海面城市是要有生态智慧的;第三,我认为海面城市的建设是有可行性的。最关键的我认为我们应该因地制宜解决问题,人吃广谱抗生素是会坏事的,城市也一样。

 

水体污染治理及滨水景观构

张饮江(教授,硕士生导师, 现任上海水产大学水域环境生态工程研究中心副主任、环境与生态系副主任)

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非常荣幸和大家探讨“海绵城市”这样一个比较敏感的话题。我认为这是一个综合性的目标,包括了水环境,水景观,水资源等六个方面缺一不可,这是我的第一个观点。第二个观点是水污染,水生态的问题,水质问题同样很重要。今天我将从水体生态修复和景观构建的角度来跟各位汇报一下我的思考以及我所做的工作,包括三个方面:

一、生态水体污染的特征

我首先从大的“水危机”的角度来讲,两个含义,一是我们缺水,清澈的水资源很宝贵;二是到2100年,海平面上升将给海边城市带来灾难,甚至整个淹没。我们国家七大流域存在污染,包括地下水的污染也是很严重的,点状、条带状向面状扩散,浅层向深层扩散,由城市向周边蔓延,所以我们做海绵城市的时候,水污染的下沉也是密切相关的问题。地下水还存在高深的问题,包括好氧污染,富营养化,有毒的微生物,水污染是多样性的、复杂性的、长期性的、并且是区域结构性的。上百年来发达国家过去有的问题在我国瞬间出现。外国水处理方式可以借鉴,但不能照搬,我们的污染是复合性的,问题要严重的多。河流重金属问题也是我们现在工作的首要因素,但更关键的是抗生素问题,抗生素严重影响了我们的水质。13年我国抗生素的量12.26吨,占全球的一半,每个人的用量是世界平均水平的五到六倍,排入水体中导致水体植物的死亡,是需要引起足够重视的一块。第二个,河流连续性存在很大问题,闸坝数量非常的多,长江流域有11万个大坝,水体难以进行生态系统的复原。复合污染物对水体生态环境的影响深远,河湖生态环境控制的不合理,能量传递效率极低,则引起一系列水体生态破坏。我们的党政非常重视水体生态这件事,我有幸听到习主席一句话:老百姓都讲公平,什么是公平?环境问题的解决是最公平的产物。我觉得这句话说得非常好,建设美丽中国,实现中国梦。

二、水体生态修复的技术及水体生态修复技术特点(小尺度层面)

我们解读国家刚刚出台的“水十条”,制定这项指南,我觉得非常好,整个流程都以更深入的角度向前走了一步,但我认为不够细致。比如黑臭水体整治工作指南:明确恶臭等级划分,整治效果评估(公众满意度 长效机制坚实),消除城市黑臭水体(构建完善城市水系统和区域健康水循环体系),虽然有指南,但在时空上没有一个明确定。第二个是公众满意度,我觉得也很体现时代进步性,但什么是公众满意度?有什么样的指标,怎么权衡,我认为也要继续深化下去。

指标虽然出来,但落实到每个省还是需要因地制宜的细化,不然很容易在景观中出现“后遗症”。随着黑臭水体的减少,水的透明度增加,进而出现的是两大污染现象:浮萍和水棉的爆发现象,黑臭少了,这些情况会越来越多。

总体上我认为水生态是五位一体,生态保护、生态修复、生态净化、生态景观和生态水利,这是一个系统的工程,以生态技术为主,理化措施为辅,强化多学科集成。同时我还提到不仅仅要“因地制宜”,还需“因时制宜”。生态与时空变化有着极大关系,是不断发生演替的。我们需要综合进行考虑,再结合时代特征,从水体驳岸,滨水景观三个方向的问题。做水生态,要将人工调控和自然调控完全结合起来,很多项目没有考虑生态演替的问题,使操作结果不尽人意。在做水生态的时候要把人工调控和自然调控完全结合起来,注重演替的过程,避免种瓜得豆,种豆得瓜。结果和一开始的目标又严重的偏差。到底是什么问题,水质问题,还是富营养化问题,到底是水生物问题,食物链问题还是水生态问题。

我们在进行水体生态修复技术,可以借用美国环保局的水动力模型参数,但是要定量的进行修正,而不是照搬照抄。做生态,是关乎许多学科的系统问题,生态在我40年的研究生涯中越搞越难,难点就在与定量指标。

三、生物修复的贡献

河道和湿地的区别在于不仅仅有水生植物问题,还有动物问题。包括湖泊浅水区、生境的改造,植被的恢复诱导技术,湖泊生态系统的构建等。在水陆交错带的研究中要从深水、浅水、滨水等不同的角度来考虑。对于淤泥也不需要全部去除,一方面减少成本,另一方面保留生态。还要考虑风力的影响,结构的问题,为各类结构提供空间。在注重生态的同时也不能过度的注重生态,要把硬质驳岸、生态驳岸等生境条件相互组合。我们要考虑到沉水植物种植网床技术,对于水生植物的优化配置问题要量化细化,对水生植物的耐污性要定量,而不只是定性,要考虑到水生植物的自评效应,密度低没用,密度高则会死亡。

水生动物的配置优化技术,也包含于整个技术体系之中,考虑种类密度数量,包括定量的计算,例如氮磷含量的控制。要考虑年龄、多层次,并不是单一的放养。螺贝类,是处理水的很好的处理器,配置这些,也要根据定量计算。

 

“三低”景观下的雨水花园实践

蒙小英(北京交通大学建筑与艺术学院建筑系主任)

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海绵城市关乎很多的专业,那么海绵城市要怎么建设呢,我本身一方面是学校的老师,另一方面我也很喜欢做雨水花园。我应该是从05年开始关注雨水花园的,没有任何抵触情绪。以下我将从理念和战略两方面谈雨水花园的实践。

首先在理念层面,要坚持可持续原则,又要经济美观,这与艺术学相符。我们力所能及的事情就是自上而下,从宏观规划到微观营建。第一个理念是大景观之下的生态技术联盟,以风景园林为引导,把看不到的数据变成看得到的,以美的形式展现给大家。战略层面则是“三低”,即低造价、低影响和低维护。设计师有责任让你的造价变低,做到这三点。说到海绵城市如何自下往上而见,从一个个小小的雨水花园做起,从小的单位成为一个区域的组合。对于北方,雨水没法作为一种长效资源,雨水下渗则是最好的一种处理方式。

雨水花园怎么做?

雨水花园1.0

重点在于战略战术。在此我举两个例子,阿普雨水花园,是一个只有170平米的小花园,运用梯田水土保持的理念,一层一层的雨水渗漏,可以清晰地看出从雨水管下来的雨水的路径是什么样的。水满了后有溢水口,漏进蓄水池进入水循环系统,甚至可以看到道路的水、空调的冷凝水,是如何进到里面的。然而一个比较失败的是4立方的地下蓄水池。全周期运营中发现,积累不满1/3,而且积水很容易发臭,在2.0中考虑取消。因为基址在北京,我们要多考虑北方景观效果,除了探索雨水花园,也要考虑现实问题,包括后期的雨量的计算、材料的肌理、覆盖物以及北方植物不同色彩的配置。

雨水花园在我理解就是一个花园,需要实用且有技术含量,我们的作品是实验性的,在周期中有多人参观,更像是一种试验田或科普实验基地。年末,我们又请美术家做了一个雕塑,是用打图的废弃材料做的。第二个版本主要是在于雨水花园的实用性,雨水花园是否具有实用性?我们在这个系统中也可以探讨。其中一个案例中,我们想检验小尺度能实现的东西是否也能在中观尺度中运用。三低景观真的是设计出来的,我们的建筑,规划和景观都有一体化的流程:土地利用层面上可以进行二次开发,根据甲方要求和场地的可能性,还可以结合下凹式绿地,做预留的未来发展用地,争取低维护、低成本。我们在植物的选择上面包括狼尾草,千屈菜,波斯菊等易于养护的植物。平均造价280元/平米,大家可能难以置信,我们主要分摊在广场前面,以及部分下凹式绿地。我举的这样一个线性绿地例子,下凹式绿地结合地形,成为一个共生的系统。

雨水花园2.0

与1.0相比,雨水花园2.0层次发生突变,所以叫“生态技术联盟”。举个例子,我们做安徽池州遗址公园时,考虑到每个专业都有自己的优势,与做水的公司相互合作让我们把概念发挥的更好。山东鲁能足校,我们的投标之所以能打动他们,则是我们雨水花园理念,真草坪需要浇水,所以我们在水环境方面依旧与专业公司合作,他们能够准确计算水量,水过滤、汇集反浇草坪。与专业水环境公司合作,我们设计公司来处理造型和使用功能型。固安新城的固安孔雀城,如何去解决水的问题,包括里面水的污水,我们处理了一些新问题,比如给里面加推了很多的高程,让水能够主动汇集。

我对于海绵城市的认识,如张教授所说,除了“因地制宜”还要“因时制宜” 海绵城市6字方针不一定在一个地方全部用到,比如珠海地下水位高,并不需要蓄,只需延时排走就很好。城市的地理气候,土壤条件跟海绵城市的建设关系太过紧密。另外,我们的城市管道是否没用?我认为管道作为城市中生命安全最后的防护,连接河湖支流,是极其需要的。我们做的雨水花园是海绵系统的一个小小个体,但海绵系统时候是互通系统。海绵城市的主要问题是处理面源污染,处理“点”还是需要一些措施,如果我们能一平米一平米的建起,海绵城市则是可以实现的。

 

越南河内城市化进程的水问题研究

Martin(河内建筑大学MCA景观设计事务所)

Martin先生在演讲

Martin先生在演讲

大家好!我为大家介绍的项目是我博士研究的一个课题。在越南河内城市化的进程中,水的问题尤为严重,很多河流支流都在消失。

项目的区位主要是位于河流的三角洲地带。河内这个城市就是处于三角洲的端部,是有1000多年历史的城市,城市的发展基于河流而形成的。大家可能不知道,但是越南也确实存在风水学说。河内因是伴随河流和发展形成的,东侧红河是主要的河流,由西侧和南侧三条河流围合而成,最后形成城市的格局。三角和中间几个点状表示的都是城门。

这三张都展示河内河流的发展和演变,左边和右边是东方的表达方式,中间是西方的表达,但是他们的共同点是都表示由城门围合中心的商业区,外部还有河流围合,内部有很多支流。

这是越南一条河流的现状,它的功能非常丰富。右半边承载的是公共空间的功能,有一些自发形成的花园,以及条状的公共场所,晚上会有商人在这里买一些小商品;左半边主要承载生态涵养的功能,有很多沿河种植的滨水生物带,同时承载雨水收集并下渗截污的功能。

研究的范围大概是在2至3公里长的范围内,但是现状是非常复杂的,根据现状分成不同的几个区域。有的地方已经没有空间可以开发,有的地方之间就是为了使交通能更顺畅,直接把河流覆盖,上面做了一条马路。

这个变化过程是很快的,我的研究工作从2014年到现在2016年为止,这条河流已经不剩什么东西了。从这张图上我们可以清楚地看到变化的迅速,从1992年到2013年河内的发展是非常迅猛的,城市化发展很快,主要是因为1992年越南法律开始允许私人可以买卖土地,这样促使了房地产行业的爆发,所以大量的城市建设导致城市跨越自然的屏障,比如图中的城市跨越河流向西侧发展。在1992年城市水网是非常发达的,有各种大小的湖泊和排水泄洪的河道及水渠。这是2013年的情况,北部是研究范围,旁边是郊区的城市发展带,还有一块商定发展中心。对比我们可以看出在2013年几乎没有什么水网了。越南的情况不容乐观,图纸表明在自然条件下,下渗率21%,地表水的渗透也是21%,然而在城市中心密集区,下渗率只有5%左右,所以造成了越南现在严重的水问题。

河道孕育的城市的记忆正在被抹杀,之前的老照片显示的我们可以去游泳,去踩水车,捕鱼,做各种各样的农业活动,但是现在的水质已经不允许我们干任何类似的活动了,现在河流仅仅有运载垃圾的作用。

Martin先生与翻译在描述河内城市的格局

Martin先生与翻译在描述河内城市的格局

虽然现状存在很多的问题,但是还是有很多机会让我们可以把河流改造得更好。河流穿过城市原本应该可以带来很好地景观效果,但是在此仅仅被当做是工程水渠;狭窄的道路没有为行走的行人带来任何的安全感,而且没有任何可以遮阴的行道树。在河流两侧,还是有很多重要的公共场所比如学校、运动场,现在河流与城市完全脱节,并没有为连接这些公共空间提供机会。我们希望可以把河流以及城市公共空间有机地联系在一起,因为河流和公共空间口可以为城市提供很多功能,比如植物可以收集雨水净化水质,人类在公共空间的活动也会对河流产生一定的影响,因此这两者之间必须有一个很好地结合。

基于以上对现状的研究,我们提出问题:究竟怎样才能是河流和城市进行有机结合,哪些地方需要构建城市绿廊,哪些地方的空间功能需要更加丰富,比如在哪儿我们可以骑行散步,哪些地方可以收集雨水,哪些地方可以提供孩子安全活动的空间。所以我们必须对这个区域进行整体上策略的调整,让河道重新复兴,让水网重新连接,使河流之路一步步与周围的环境连接,重新引入城市绿廊,把城市的公共空间和水网重新融合。

在法国海绵城市的话题也已经存在了很多年了,因此他把自己所学习的理念和技术带到了越南,希望可以为发展中国家带来帮助。谢谢大家。

 

海绵城市和风景园林(Landscape Architects and the Sponge City)

Leehu Loon (俄克拉荷马大学风景园林系主任)

Leehu Loon 教授在演讲

Leehu Loon 教授在演讲

大家好,感谢组委会邀请我今天来做演讲。我叫Leehu Loon,是俄克拉荷马大学风景园林系主任。我们的项目仅对研究生开放,并且是被完全认可的。学校位于美国中部的诺曼州,俄克拉荷马。我在俄亥俄州立大学取得了风景园林本科生文凭,并且在弗吉尼亚理工大学取得了风景园林硕士学位。作为一个有执照的风景园林师,我已经在俄亥俄州,俄勒冈州,华盛顿特区和俄克拉荷马州进行了园林建设。除了教书,指导学生和主持项目,我对城市设计,地理设计,场地评估和雨洪管理也有涉猎。在对这些方面进行一定研究后,我觉得海绵城市的想法,不仅对促进园林行业,也对设计一个更适宜人们居住,有效维持城市成本方面都是至关重要的。因此,我想谈谈风景园林海绵城市:来自哪里,去往何方?

当我们研究城市发展时,必须思考一个问题:设计师与这里的园林景观联系得有多紧密?除了使景观设计师参与到城市发展的过程中以外,我们也可以利用创新的思维来强化设计师与地标之间的羁绊。事实上,景观设计师长久以来都在海绵城市的构想(sponge city idea)中扮演了一个重要角色,只是很少有人意识到这一点。在美国,设计师 Frederick Law Olmsted、Calvert Vaux和他们的作品,纽约中央公园,标志着景观设计师参与到城市发展中的开始。

景观设计师一直以来都是城市设计的参与者。体现着这一互动的影响的例子之一就是纽约中央公园。许多美国人将Frederick Olmsted视为景观设计这一专业的创始人。在1850年代晚期到60年代早期之间,Olmsted和Vaux赢得了一项设计比赛并获得了设计中央公园的资格。他们不仅为这项赛事带来了专业的设计感,也体现了他们之前在资金利用、环境问题和人类需求方面的丰富经验。更重要的是,他们为城市发展的利益合理运用了园林的自然生态系统。在设计的过程中,他们为人口密集的发展中城市留出了顺应民众需求的大片户外空间。并且这些设计理念也在他们之后设计的布鲁克林Prospect Park和伊利诺伊Riverside社区中有所运用。这些设计的迷人之处来源于户外空间的社会意义与生态系统的环保意义的结合。直到1860年代末公园临近竣工时为止,中央公园的周边都没有出现任何我们熟知的曼哈顿摩天大楼,反倒是在公园里出现了一个巨大的水源基础设施框架。当时的许多初始元素被一直保留到今天,包括许多对当时而言具有非常超前意识的暴雨洪水管理系统。由此可以看出,Olmsted和Vaux是多么了解水源规划对中央公园和纽约市的重要意义。为了平衡中央公园的暴雨洪水管理系统,Olmsted和Vaux同时规划了一套覆盖整个公园的绿化基础设施。时至今日我们还可以看到葱翠的the poet’s walk,绿化基础设施之一,同时发挥着它作为景点和作为连接其它景观的通道这两项功能。在此,Olmsted和Vaux也兼顾了人文需求。

Leehu Loon先生正在描述案例

Leehu Loon先生正在描述案例

Olmsted和Vaux使中央公园的其它两个景点,Bethesda Terrace和fountain,成为了吸引人群的中心之一。在这里,人们在聚集于大自然中的同时也在因景观的设计而进行社交活动。这是另一张展现人们在Bethesda Terrace进行社交并与公园的自然生态互动的场景的图片。这个中央公园的保水流域之一告诉我们,虽然公园同时拥有许多暴雨洪水管理设施、自然元素以及人文元素,它们仍然被高效率地整合进了这片公园。我们可以看到,图片背景中曼哈顿的摩天大厦离公园非常近,由此也可以看出中央公园的土地资源有多紧凑。

在中央公园获得了成功与名望之后,Olmsted和Vaux又被雇用为纽约布鲁克林设计一个公园。布鲁克林是一个正在繁荣发展的城区,并面临着暴雨带来的巨大挑战。在这里,雨洪时常发生,而城区需要寻找合理管理这些洪水的方法。Olmsted和Vaux最终完成的Prospect Park公园不但能够有效地控制雨洪,而且可以满足布鲁克林居民对绿地与在户外空间中进行社交的需求。如今,Prospect Park仍然能够为游客同时提供社交与绿色美景带来的视觉享受。这座公园的成功再一次地巩固了Olmsted与Vaux一百多年前提出的“打造实用、得当的空间”的理念。这是另一张展现Prospect Park内绿色植物如何多样化地成为了风景的饰边的图片。这种饰边效果也创造出了一个既可以用作规则严谨的体育场地(如棒球场)、也可以用作其它更随意的休闲活动场地的开放式草坪。这种草坪后来被广泛地运用了很长时间。再一次地,在Prospect Park以及其他设计获得成功之后,Olmsted与Vaux被邀请进行伊利诺伊芝加哥市外Riverside周边的设计。在这项任务中,他们专注于创造一个具有突破性创新的市郊居民区。Olmsted与Vaux摈弃了传统的棋盘型街道排布,而选择了与当地起伏地貌相呼应的设计。他们使自然环境成为了设计的一部分。他们在适宜的区域建造了小型花园式的居民楼,并在河滨周边规划了大片绿地以避免暴雨造成的水位上涨影响到居民区。这种设计不仅从自然环境中得到了启发,而且与之呼应,使特别的自然条件在未来能够得到进一步发展。

之前的例子展现了景观设计师是如何参与建设我们居住的城市的。城市设计的创意与概念我们主要有三个部分需要重点关注:第一,人类的实用性需求需要在设计中被满足。人们要如何使用学校、百货商店以及公园?第二,我们必须满足环境的要求。尤其是暴雨带来的洪水问题,传统的排洪理念已经无法继续有效地解决这个问题了,它只会给处于下流的城市带来更大的麻烦。我们必须找到暂时储存洪水,延缓水流速度之后再缓慢地将其排出园林的方法。第三,我们在所有设计中都必须想办法建立一个长远的、可行的计划。我们必须创新性地想出点子来如何在现有预算下最大化景观可为客户带来的经济收益。简单地讲,我们可以通过为人类的利益而充分利用城市的自然系统来完成所有这些目标。

景观设计师引领人类对自然系统加以利用的一种方法是通过绿色屋顶的设计和管理。多年来,绿色屋顶已经成为欧洲许多新项目的必要元素,特别是在德国和瑞士。最近一次是在几年前,美国许多值得注意的项目在许多方面已将绿色屋顶纳入到他们设计中了。通常,这些绿色屋顶是微型到小型的尺度。这些新设计的和安装的绿色屋顶,有利于整体环境的同时给客户提供了便利设施。很多这样的工作已经由景观设计师与园艺专家合作完成。很多人指出以下项目是美国首要绿色屋顶项目之一。在90年代末,芝加哥的戴利市长参观了欧洲几个已重点将绿色屋顶纳入项目中的城市。通过这些访问,在芝加哥市政厅设计绿色屋顶的想法将作为展示芝加哥正在成为创新和先进的城市。

图片显示了21世纪初芝加哥市政厅的屋顶绿化刚完成后不久的样子。在这张图可以看到,屋顶被改装以包含屋顶绿化,存在于密集和严酷的城市环境中。这使得它必须创造出可以承受这些环境问题的植物托盘。通过严格的政府法规要求许多新项目涵盖绿色屋顶,德国引领许多国家绿色屋顶的数量。正如你可以在这个图片中看到,这些绿色屋顶通常被用来收集雨水,储存雨水,然后雨水慢慢流回的景观。这些绿色屋顶并不直接为人们利用,但我们确实从中收益。

由于绿色屋顶的普及和规律性在过去几年逐年上升,已经开展了不少新的研究去了解这些项目如何成功。很多研究已经由土木工程师和城市规划者完成,他们研究了如何落实这些屋顶集水蓄水技术。此外,因为对绿色屋顶的安装还没有严格的授权,很多这样的项目已经以非常小的尺度完成 – 在微观层面的规模,而不是城市规模。考虑到这一点,我们可以从这些项目中学习到很多。

目前,有些研究已经了解怎样的环境适合植物材料在屋顶上生长,以及那些植物在屋顶上面对恶劣环境影响是如何应对的。图片上显示的这个项目是俄克拉荷马大学国家气象中心的屋顶。在这项研究中,一个由教师和学生组成的研究团队,在一个六层高建筑的屋顶托盘的不同土层深度中种植了大量不同的植物。有些植物被定期灌溉,有些则没有。数据是从植物几个生长季节的过程收集和研究的。这些图像显示在生长季节的高峰期间,屋顶绿化是什么样子的。特别需要注意的是,在屋顶刮大风时,上面大部分的植物也能表现得很好以及它们在很浅的容器中也能生长的很好。图中学生和教师在采集生长季节的过程中植物有多少从一个盘移到另一个的数据。对我们了解这一运动,风的方向,和土壤条件是特别重要的,以最大化利用我们在城市环境中的绿色屋顶。同样,这项工作已经以很小的尺度完成,不能显著影响一个城市进行,除非每一个屋顶都采用战略屋顶绿化的设计。

回到地面,全市范围内的场地依据最近完整街道的想法进行设计。官方的定义是完整街道的设计和运作使得所有使用者安全通行,包括所有年龄和能力层次行人,骑自行车者,驾驶者和公交乘客所。完整的街道使得人们更容易地穿越马路,步行到商店和骑自行车去上班。这个概念街道是为所有人服务的并且满足大部分人的需求。尽管这些年,这项运动在美国兴起起来,完整街道并不是一个新想法。随着欧洲城市一段时间的发展,交通方式从不行,骑马逐渐转变为开车和公共汽车。随着每一个运输的新方式传入,它不得不纳入现有的城市街道,并且由于空间的限制功能逐渐合并。这创造了一个拥挤的城市肌理,并允许各种类型的运输和使用,很好地融合在一起。许多完整街道的想法对城市设计是非常有用的,然而它主要发生在城市街景尺度和且一般只具有小的影响力。

在这张完整街道的渲染图里,我们可以看到许多交通方式被分为一组,组合或重叠。人们步行,骑自行车或是开车。本设计中也存在一些公共交通似乎没有被利用到最大的潜能。此外,这种宽阔街道的宽度对环境的影响并不清楚,由于那里并没有显著创新的绿色基础设施。在这个完整街道的渲染图中,我们看到人们步行,骑自行车,驾驶和使用公共交通工具。此外,自行车道和由街道产生的用来处理雨水径流的小道之间有一个生物洼地。这种生物沼泽地对完整街道的环境有显著的提高作用。 这个设计是否会被城市利用并以最小化所需要的景观维护的方式来实现,仍有待观察。同样,完整街道的一些元素也是非常有用和有效的。

尽管我们城市的创新解决方案一直在进行,但也需要了解和评价我们正在设计的环境开发。也就是说,究竟我们设计的东西会是好的,或者不会达到我们希望的水平?绿色建筑评估体系,简称LEED,开始成为评估建筑物的环境成功的一种方法。它的核心,是LEED建筑。 LEED建筑的评分涵盖几个方面,施工期间解决了可持续问题以及项目完成后。尽管许多人都认为LEED是成功的,LEED标准仍需要解决建筑与景观环境之间的联系的显著差距。为了解决这个问题,可持续场地倡议从2005年开始,作为一种方式,在施工前,施工期间,施工后,并在项目的生命周期,特别是在维护阶段,都要对景观进行评估。目前,可持续性场地倡议只对美国景观进行评估。

那么,可持续性场地倡议评估系统包含哪些方面呢?有许多因素纳入了景观的评级系统。一些主要因素包括对设计的优劣的分析。这也就意味着,有一个对场地是否被合理利用的评价。这个场地是在城市背景下原先是毁坏的,忽视的或者动迁后腾出的地块上进行设计的,还是该场地原先就是绿地?另外,项目施工完成后,如果场地的使用者将堆肥转化为日常生活习惯,也会有一个评估。此外,施工完成后,景观是否以及如何被灌溉也很重要。建筑材料,尤其是材料的来源地是评级系统中至关重要的一环。利用当地的材料在项目的设计和建设很重要。此外,在设计中使用本土树种和该场地的长期维护计划同等重要。这些都是被纳入可持续场地倡议评级的一些参考项。

我现在想来回顾一些已经被可持续场地倡议评价过的设计的项目案例。首先,我想谈谈位于约翰逊总统夫人野生花研究中心的luci和Ian花园。该项目位于美国德州奥斯汀,大小为4.5英亩。这里原先是一块绿地,现在被设计成一个开放的空间/花园项目。该项目展示了德州本土植物物种和景观。在场地上,人们可以了解植物,野生动物和水,还有可持续景观设计元素。一些可持续性的实践,包含雨水收集系统,雨水花园和石材的使用都被纳入了场地中。场地上找到的天然石材具有独特的气质。另外,我们可以看到,设计师使得人与环境之间的联系是人自然被设计的水景所吸引的。场地中还设有孩子感受大自然独特的游乐区。在休息区与创造的分离,机壳,安全和平静对于使用空间子女天然材料巧妙地设计。场地中使用本土植物物种,在开放式绿地的前景创造了边界和边缘。背景则需要植物有较少的维护性。

在可持续性场地倡议方面,下一个我想说的的项目是Swaner生态中心。该项目位于美国犹他州帕克城,大小为0.43英亩。这里以前是一块灰色场地,现在被设计成机构/教育中心。该项目包含保护用地中的湿地区域。此外,该项目包括一个博物馆和教育教育建筑。在此图像中,我们可以看到项目前景的景观要素与远处的山的联系。这种联系是由植物材料和构筑中用的材料所构成的。在这里,我们可以看到连接景观与建筑的走道。凸起的木制走道使得对景观的干扰降到了最低。在靠近博物馆建筑的一侧,景观设计的尺度密度大于前一张图片中,由于这个场地有更规律的用处。

我想说的关于永续基地倡议的下一个项目是伯班克水电环保校园。这个项目场地在美国加利福利亚州的伯班克,占地3.2公顷。这块地原先是一块灰地。这个项目被设计成一个可再生的绿色校园。和这个项目结合的是南加州最长的绿色街道。这个项目也包括了考虑了公共通行权的雨洪管理,比如透水铺装,特制的生物过滤,植物渗透。这个项目中还有三种有植被的绿色屋顶,可以收集雨水的光电系统,用植物来处理暴雨的沟渠,LED照明,太阳能喷泉水泵,以及砾石和水泥在这个项目中也被废物利用了。休息空间结合了乡土植物,有很多的阴凉和座位可以给人们提供放松和聚集的机会。我们可以看到在日落之后通过室外照明,这个项目在夜晚也是个很有用的场所,可以被继续使用。

所有这些都向我们展示了海绵城市的概念。不过这并不是一个新事物,尤其是在中国,其他国家也只是抓住了这个独特的机会。具体来说,海绵城市主要是针对对雨洪管理和水质问题。这些措施主要都在城市中的大尺度项目中进行,所以问题是,剩下的地区怎么办呢?所以,我们这些景观设计师,土地的管家,应该怎样来管理我们的自然资源?而不仅仅是从水的方面。

现在,这些都给我们指引出海绵城市的设计思路。我们可以通过在这些城市中所学到的关于海绵城市发展的种种,并运用构建到其他领域。我们可以选取的一个方法就是通过生态系统的服务功能。这个方法就是人们可以从自然界中的生物及非生物元素获益,通过自然生态系统的服务,我们可以设计出激动人心的可用空间并且彰显景观的需要。

通过运用生态系统的服务功能并且量化它,我们可以最大程度地减少对自然资源的负面影响。我们可以量化我们能多大程度地来规划和设计社区。我们必须问自己的是,当我们做这一类型的项目时,该如何量化这些合理性?也就是说,我们意识到自卸工作是必须的,但是我们具体该怎么做?这些又具体怎样影响我们的环境?而运用地理信息系统,我们可以创造一个数字模型来帮助我们来计算这些来自自然的利益和服务功能的价值。

通过这些已经发生的我们可以预见未来会有什么。许多先前的在设计技法上的运动,包括一些我今天介绍的也给我们遗留了很多我们能够改善的问题。我们必须设计并结合很多想法来形成一个可再生的、稳定的并且经济的城市设计来帮助我们的客户和社区居民,达到最大程度地减少对景观的负面的环境影响。展望未来,我们必须为城市找到将我们的知识和设计结合的方法,将城市肌理与景观的需要联系起来。

最后来总结一下我们今天所说的,我们都知道绿色屋顶是个典型的设计,补充了更小尺度的项目。完整街道也是小尺度的设计,因为这些覆盖面积都很小,我们也主要在高密度的城市地区看到它们。永续基地倡议的确是一个实用的评估系统,的确有能力和潜力来引导创新型的设计。不过我们也不想对提高创新型设计这个方法做出过高或过低的评价,反而,我们必须要做的是从我们知道的或不知道的成功设计中找到我们所做的设计的背景条件。当我们展望未来的设计时,我们必须明白我们需要在未来完成什么。毫无疑问,海绵城市的概念必须成为城市设计的一个部分。另外,景观设计师必须在城市规划设计中引导这些问题,创造出实用的空间。

历史上,景观设计师在设计的革新方法上起重要作用。特别像奥姆斯特德和沃克斯,他们不仅仅是设计出了可以成功地利用很多年的空间,并且还证明了这些考虑景观中的环境需要所做的紧密联系与其他一些我们思考了很多并且花了很多时间来研究的设计元素一样重要。现在,该是景观设计师们为城市设计做出更大推动的时候了。我们必须进一步发展推动海绵城市的思想。这需要结合海绵城市发展中的成功,比如应对暴雨的保护措施、雨水的手机,以及平衡生态系统中的水。在平衡人对土地的需求与我们对景观的投入时,我们必须考虑所有方面。

这个我们必须推动的平衡就是要理解人类如何利用景观。我们必须将绿色引进城市的肌理中,通过我前面所说的那些方法。同时,人们如何重视景观,尤其是人们如何给景观带来价值,基础的架构会有代价。发展会有代价,必须衡量好这样一个项目的代价。我们已经证明了可以通过地理信息系统模型来构建我们的项目。最后,想要成功,我们必须理解人类需要为景观做什么以及我们需要从景观中得到什么。我们的这些认识可以创造、设计出一个高效的可运作的景观,但是我们需要辨识出这些“需要”——通过深思熟虑以及细致的城市设计。

非常感谢今天大家抽出时间前来!我很荣幸有机会在这里演讲,如果大家有任何问题的话可以告诉我。另外,如果大家今后有问题也可以通过屏幕上的邮件地址或者微信号来联系我。再次感谢大家!

海绵城市绿色雨水基础设施定量规划中的科学问题探讨

徐海顺(南京林业大学)

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我简单的讲一下,关于海绵城市绿色雨水基础设施定量规划中的科学问题的探讨,结合目前本人的一些研究进展,做一个简单的讲解。

大家都知道在海绵城市技术指南中间有一个非常重要的指标叫做年径流总量控制律。车伍教授也在很多不同场合提出过这个年径流总量控制律。那么这个指标算是我们国家一个本土化的,创新性的指标。我对这个指标的理解是水质的保护可能要比水量的控制要重要一些,这算是我个人的一些理解。另外在国务院办公厅对于海绵城市建设的指导意见当中也明确提出了一个量化的目标,就是百分之七十的雨水要能够就地消纳。那么我的一个疑问就是这个百分之七十是怎么确定的。但无论如何,我们认为在海绵城市的建设过程中,量化应该是一个很重要的环节。所以今天我想讲一下量化的问题。

那么大家都知道这个绿色雨水基础设施,即GSI,是海绵城市的重要载体和有效途径。那么在GSI的规划中应该有四个关键问题。首先是定理,即GSI的调控机制、特性和效益等等;第二呢就是定性的问题;第三就是定位问题;第四就是定量问题。这四个问题呢实际上就回答了我们为什么要做雨水花园这个问题,比如说在哪里做和做多大的问题。那么目前虽然我国在前三个问题上研究仍有待提高,但已经有了一定的基础。不过,对于定量这个问题,前面几位专家也提到了,这个方面呢,是最为薄弱的。所以说我认为在此后的海绵城市规划中定量的研究应该是一个重点和难点,我今天的汇报就是对海绵城市建设定量研究中的四个核心问题进行梳理。首先是汇水区划分,第二是有效透水面理论,第三是一个相对创新的,下垫面的分类系统,最后就是一个当量有效透水面的规划方法。

首先第一个,为什么要讲汇水区划分呢,我认为海绵城市的规划建设不应当仅仅是点上的,更应该是在流域范围内,即跳出街区的尺度,站在一个更高的角度,甚至跳出我们行政边界的尺度,从流域的角度进行系统性的,全面性的构建海绵城市的海绵体。另外一方面呢,在我们的实践过程中我们也发现,在海绵城市规划中,直接从区域尺度过渡到地块尺度空隙过大,衔接不畅,会导致总体控制目标对于地块的控制性和指导性不足。那么我认为70%的指标呢不应覆盖所有地块。所以我认为在总的一个汇水区界面我们能够实现这个目标就可以了,所以从客观上也要求我们增加一个汇水区总面积的调控。但由于城市地表径流的产汇流的复杂多变,所以在城市雨洪管理的时候,汇水区的放空是一个非常难点的问题。以长三角地区为例,由于这些区域河网密布,且汇水区边界相对模糊,通常人为干扰因素比较大,所以汇水区的划分是一个难点。那么现在对于汇水区的划分方法争议也比较大。第一呢是没有考虑到时空的变化性;第二呢是没有考虑径流是否入境;第三呢是没有考虑到城市排水管网对于汇水区的划分影响。所以我们在type模型的基础上初步提出了一个平原河网地区的汇水区划分方法。这个呢拥有一个四级汇水区划分体系。一级呢是大尺度上的,体现沿江区域和汇水区的关系;二级呢是中尺度范围上的,重点关注的呢是内河,强调城市的水分区系统;三级呢主要是小尺度的,关注小区域的地形;四级汇水区呢就是体现市政排水系统的关系。

下一个就是我们提出的有效透水面的这样一个理论。那么我们知道透水面是人类对城市开发以及下垫面管理中最直接的一个影响因素。此前成教授也提出城市应该拥有了一个三分之一的透水面的这样一个理论。那么我们认为城市内涝的源头实际上是由于城市中过多不透水面的出现所导致的。而透水面在城市中只要是指绿地。基于这个原因,我们将不透水面分为有效不透水面和有效和非有效不透水面,其中的区别在于地表径流是否会直接排放到城市雨洪管网当中。同样,我们也将透水面分为有效透水面和非有效透水面,区别在于是否能接受客水的地表径流。那么接下来我想讲的是一个相对创新的下垫面分类系统。早期的土地利用分类系统,我认为其分类相对粗糙,没有考虑到新型城市的种种需求。后来在国外出现了一个新的系统,那么他是整合了我们的生态系统,把我们的社会流和人工流整合了起来,考虑了不同的变量因子,而各变量因子之间都是相互独立的,便于定量分析,所以呢我们认为这个一个比较适于城市生态系统的高精度模拟调控的,那么在这个分类系统的指导下,结合有效透水面理论,我们提出一个从城市生态角度出发的雨洪管理三维度的分类系统。由于时间关系,我们就不展开了。那这个分类系统将为城市的生态雨洪管理与定量规划,尤其是多目标的规划与决策中提供了一个依据。第四就是当量有效透水面的规划方法,此前我们提过雨洪管理系统应该是一个三级的多元的系统,那么可以根据应用的尺度,从宏观到微观,可以与城市规划有一个响应的对接,从总规到控规等等。那么不同种类的规划应有不同的方法,所以我们提出的当量有效透水面呢将有效解决以上提到的一些问题,这个量化研究也可能成为设计中的相关指标。我个人并不认为这个当量有效透水量是一个最优解,但是可能是目前最符合国情的一个指标。

那我就简单的给大家讲到这里,谢谢大家。


致谢:感谢主办方对风景园林新青年的参会邀请!感谢南京林业大学杨云峰老师对本次志愿者活动及参会报道的大力支持!



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储楚,YouthLA志愿者,南京林业大学风景园林专业大四。热爱园林事业,关注行业动态,拥有热爱生活的心和善于发现的眼睛。渴望为人居环境的和谐以及新型园林贡献绵薄之力。

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胡雨童,YouthLA志愿者,南京林业大学园林专业本科生。爱山爱水,梦想用水彩描绘美景,用脚步丈量世界。

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