周聰惠

楊凌晨

從20世紀(jì)初西雅圖Rainier垃圾填埋場游憩化改造開始[1]，人類對垃圾填埋場治理與再利用的探索已走過百年歷程。20世紀(jì)中后期，隨著城市空間快速擴(kuò)張，原本位于近郊的大量垃圾填埋場與城區(qū)距離被逐漸拉近，并對城市可持續(xù)發(fā)展造成巨大挑戰(zhàn)[2]。為有效管控垃圾填埋場所帶來的環(huán)境威脅，并為城市持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會，美歐國家開始在垃圾填埋場修復(fù)治理和再生利用領(lǐng)域展開嘗試，其中再生公園成為眾多治理和發(fā)展項(xiàng)目的主要目標(biāo)，并產(chǎn)生了良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)效益[3]。

由于垃圾填埋場自身?xiàng)l件較復(fù)雜，大部分修復(fù)治理均難以徹底清除有害物質(zhì)，所以在再生公園規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中如何在保障環(huán)境安全與人群健康前提下，提供高品質(zhì)的游憩體驗(yàn)成為各項(xiàng)目必須面對的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。為應(yīng)對該挑戰(zhàn)，迫切需要從游憩利用視角來審視垃圾填埋場自身的場地條件、運(yùn)行機(jī)制及修復(fù)治理特征，探索能夠與之高度適應(yīng)匹配的再生公園規(guī)劃設(shè)計(jì)策略體系，從而為當(dāng)前相關(guān)工作的順利開展提供針對性的技術(shù)支持。

1 適應(yīng)性策略概述

適應(yīng)性(adaptation)是系統(tǒng)與環(huán)境相協(xié)調(diào)的行為。適應(yīng)性概念最先出自生物學(xué)達(dá)爾文的進(jìn)化論，用于解釋生物種群進(jìn)化與生存環(huán)境的關(guān)系，指出有機(jī)體和自然之間相互關(guān)系是協(xié)調(diào)的。此后適應(yīng)性觀點(diǎn)和原理被應(yīng)用于科學(xué)研究各個領(lǐng)域，在人居環(huán)境科學(xué)中適應(yīng)性原理也被大量應(yīng)用于探討空間要素與環(huán)境要素以及空間要素之間的相互關(guān)系當(dāng)中[4]。

適應(yīng)性策略在污染場地修復(fù)中的系統(tǒng)性應(yīng)用始于20世紀(jì)末美國污染場地修復(fù)治理項(xiàng)目當(dāng)中。80年代，美國針對嚴(yán)重污染場地的修復(fù)治理頒布《超級基金法案》①，并依托該法案建構(gòu)起完整的污染場地修復(fù)治理制度。在早期治理項(xiàng)目當(dāng)中，美國聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)署通常會對每個場地采用最嚴(yán)格的環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到徹底移除有害物質(zhì)和無障礙使用的“永久性治理”(permanent cleanup)目標(biāo)。由于該做法剛性過大而彈性不足，在許多項(xiàng)目執(zhí)行中缺乏可操作性，并出現(xiàn)了修復(fù)成本過高、過程漫長等問題，造成許多項(xiàng)目修復(fù)進(jìn)度受阻，地塊長時間擱置。90年代初，美國開始對能允許容留部分有害物質(zhì)的適應(yīng)性修復(fù)治理與設(shè)計(jì)策略進(jìn)行探討[5-6]。

適應(yīng)性策略主要依托場地特征來制定修復(fù)治理和設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)勢在于可通過調(diào)節(jié)修復(fù)治理與土地使用目標(biāo)使修復(fù)治理標(biāo)準(zhǔn)選取和設(shè)計(jì)方案制訂過程擁有較大彈性，在保障健康安全使用的前提下控制修復(fù)治理成本和時間，提升修復(fù)治理工作的可操作性。不利因素則是不能做到徹底移除有害物質(zhì)，勢必導(dǎo)致修復(fù)后場地仍存在安全隱患，因此須在規(guī)劃設(shè)計(jì)中有效應(yīng)對有害物質(zhì)的暴露風(fēng)險(xiǎn)[7]。

2 “環(huán)境-空間-設(shè)施”(ESF)適應(yīng)性策略體系

結(jié)合國外適應(yīng)性策略的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及垃圾填埋場再生公園設(shè)計(jì)特定要求，研究團(tuán)隊(duì)從環(huán)境(Environment)、空間(Space)和設(shè)施(Facility)三方面入手，提出并建立了專門針對再生公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的適應(yīng)性策略體系(ESF適應(yīng)性策略體系，圖1)。

2.1 環(huán)境適應(yīng)性策略

垃圾填埋場通常運(yùn)營周期較長，早期采用的簡易填埋對周邊土壤和水體將造成污染，很多難以在修復(fù)中根除，而新近封場庫區(qū)將在長時間持續(xù)產(chǎn)生滲瀝液、填埋氣等填埋衍生物，需安裝專門設(shè)施導(dǎo)排。因此殘留污染和有害物質(zhì)將長期存在于垃圾填埋場再生公園環(huán)境中，并須在規(guī)劃設(shè)計(jì)中加以有效管控和應(yīng)對。

2.1.1 潛在風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

潛在風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略的核心是通過分析有害物質(zhì)危害性及其傳播路徑來評估各區(qū)域潛在風(fēng)險(xiǎn)，在美國超級基金項(xiàng)目中，有害物質(zhì)危害性評估主要選取廢物凈含量、廢水量、廢物源總量、廢物源面積4個項(xiàng)目中一項(xiàng)或多項(xiàng)(取決于能獲取的有效數(shù)據(jù)類型)進(jìn)行評分賦值，并取最高賦值帶入到地下水、地表水、土壤和空氣4條傳播路徑中疊加計(jì)算得出危害評分值及潛在風(fēng)險(xiǎn)水平[8]。潛在風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果能為再生公園設(shè)計(jì)布局中規(guī)避潛在環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。

2.1.2 分時彈性設(shè)計(jì)

分時彈性設(shè)計(jì)策略通常應(yīng)用于填埋庫區(qū)，是在庫區(qū)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前根據(jù)不同時期場地特性以及垃圾降解活躍程度來做出的適應(yīng)性安排。該策略在應(yīng)用時，通常還需根據(jù)不同階段場地潛在風(fēng)險(xiǎn)特征對場地環(huán)境、人群活動以及設(shè)施設(shè)備進(jìn)行不同強(qiáng)度管控(表1)。

2.1.3 填埋衍生物資源化利用

填埋垃圾衍生物包含滲瀝液、填埋氣和礦化垃圾等，通常被視為環(huán)境的負(fù)擔(dān)和威脅，在再生公園設(shè)計(jì)的適應(yīng)性策略體系中則更傾向?qū)⒁暈橘Y源并在設(shè)計(jì)中整合利用。適應(yīng)性利用方式則包含景觀展示、能源供給、治理輔助以及教育科普等，并在已有實(shí)踐中取得了良好效果(表2)。

表1 垃圾填埋庫區(qū)場地分時狀態(tài)及適宜游憩項(xiàng)目

表2 填埋衍生物資源化利用途徑及典型案例

表3 原垃圾填埋場功能區(qū)與再生公園適宜發(fā)展項(xiàng)目對應(yīng)關(guān)系

圖1 基于適應(yīng)性修復(fù)的再生公園設(shè)計(jì)決策流程

圖2 垃圾填埋場再生公園適應(yīng)性功能布局模式圖

2.2 空間適應(yīng)性策略

2.2.1 適應(yīng)性功能布局

垃圾填埋場常規(guī)功能區(qū)包括填埋庫區(qū)、氣液處理利用區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、垃圾預(yù)處理區(qū)、管理區(qū)等。在布局上填埋庫區(qū)一般位于垃圾填埋場中心位置，在總面積中占比70%～90%，也將是再生公園主體部分。其他功能區(qū)圍繞庫區(qū)布置，面積相對較小，并由等級較高的工作道路體系和等級較低的服務(wù)道路體系串聯(lián)。

表4 工程圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)施特征及其適應(yīng)性策略

功能布局適應(yīng)性策略制定需依據(jù)場地特征、潛在風(fēng)險(xiǎn)及設(shè)施條件等屬性，將原有功能片區(qū)與再生公園中游憩活動、管理服務(wù)、后勤保障等功能片區(qū)進(jìn)行最優(yōu)匹配，從而在延續(xù)場地原有空間結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，以最小代價實(shí)現(xiàn)功能演替(表3，圖2)。

2.2.2 豎向地形適應(yīng)性利用

垃圾堆體的高度和坡度屬性很大程度決定了場地豎向地形特征。除新加坡等少數(shù)國家外，大部分國家對堆體高度并無明確限制，在西方國家常能看到高度為60～80m的堆體，而為了雨水導(dǎo)排需要，垃圾堆體邊坡坡度通常不能過低，而坡度過大時(在我國大于10%)則須采取臺階式收坡。

在適應(yīng)性策略體系中，原垃圾堆體在再生公園設(shè)計(jì)中將展現(xiàn)出較高利用價值，并將成為凸顯再生公園特有識別性的重要機(jī)會。為最大限度保留堆體豎向地形特征，在設(shè)計(jì)中需結(jié)合堆體豎向空間屬性與各類游憩項(xiàng)目豎向需求進(jìn)行對照、適應(yīng)性匹配和優(yōu)選，常見的豎向地形景觀利用方式有梯田、滑雪(草)場、高爾夫球場、紀(jì)念性地標(biāo)、瞭望臺和坡地游徑等。

2.3 設(shè)施適應(yīng)性策略

圖3 場地生態(tài)敏感性評價圖

圖4 場地潛在風(fēng)險(xiǎn)水平評價圖

在填埋場修復(fù)中涉及交通、建筑、市政等各類設(shè)施，本文著重討論填埋場獨(dú)有的工程圍護(hù)設(shè)施系統(tǒng)(engineered containment system)適應(yīng)性策略的制定。工程圍護(hù)設(shè)施系統(tǒng)設(shè)置目的是為防止殘留有害物質(zhì)暴露，其中包括穩(wěn)固維護(hù)、覆蓋隔離、雨洪管控、氣液收集導(dǎo)排等設(shè)施[7]。該類設(shè)施通常被視為再生公園設(shè)計(jì)的約束條件。例如，美國聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)署在2001年專門頒布《超級基金場地再利用：有害廢棄物場地上的游憩使用導(dǎo)則》，并重點(diǎn)羅列垃圾填埋場再生公園設(shè)計(jì)中針對工程圍護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)要點(diǎn)[7]。

如要將此類設(shè)施在再生公園的功能和空間體系中加以充分整合，應(yīng)首先對該系統(tǒng)中各類設(shè)施功能、構(gòu)成和運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行深入解析和設(shè)計(jì)潛力分析，進(jìn)而最大化其價值，并使之成為垃圾填埋場再生公園空間和景觀體系的獨(dú)有構(gòu)成部分(表4)。

3 案例實(shí)踐——上海老港垃圾填埋場再生公園發(fā)展研究及入口服務(wù)區(qū)改造規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐

上海老港垃圾填埋場位于浦東機(jī)場以南，老港鄉(xiāng)東，緊鄰東海，距市中心約60km，是上海最重要的生活垃圾處置基地，也是目前國內(nèi)最大、世界第二大生活垃圾填埋場。一期工程于1985年動工，1991年運(yùn)行。該基地已開展5期工程：一至三期填埋場占地326hm2，現(xiàn)已結(jié)束填埋，處于封場或生態(tài)恢復(fù)階段；第四、五期填埋場目前正在運(yùn)行。2012年開始啟動總面積15.3km2的郊野公園規(guī)劃論證和前期準(zhǔn)備，2014年開始啟動上海老港垃圾填埋場再生公園發(fā)展研究及入口服務(wù)區(qū)改造規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐。

3.1 前期研究與場地分析

結(jié)合文獻(xiàn)資料和現(xiàn)狀調(diào)查，綜合場地上空間因素和環(huán)境因素對場地生態(tài)敏感性(圖3)以及潛在風(fēng)險(xiǎn)水平(圖4)進(jìn)行分級評價。結(jié)果顯示，場地西側(cè)一、二、三期封場堆體已基本穩(wěn)定并開始生態(tài)修復(fù)，潛在風(fēng)險(xiǎn)較低；中部正在作業(yè)的四期工程、綜合填埋場和飛灰填埋場距離完全穩(wěn)定還有較長周期，對游人而言潛在風(fēng)險(xiǎn)水平較高。東部濱水區(qū)域有大面積濕地并能吸引大量鳥類，環(huán)境優(yōu)良。在整體空間上，場地中部和東南潛在風(fēng)險(xiǎn)較高，南北縱向排布的堆體實(shí)際阻斷了西面城市和場地東部濱水地段之間的空間聯(lián)系。

3.2 ESF適應(yīng)性策略體系的建立

從環(huán)境、空間和設(shè)施3個方面入手，研究團(tuán)隊(duì)通過前期研究、調(diào)查評估、目標(biāo)定位、策略制定、支撐措施5個環(huán)節(jié)，建立了上海老港垃圾填埋場再生公園發(fā)展和規(guī)劃設(shè)計(jì)的適應(yīng)性策略體系(圖5，表5)，并制定了為期30年的修復(fù)治理和景觀改造計(jì)劃(圖6)。

圖5 再生公園適應(yīng)性規(guī)劃設(shè)計(jì)與發(fā)展總體策略

圖6 現(xiàn)狀(2015年)與再生公園發(fā)展概念總平面(2045年)

圖7 入口服務(wù)區(qū)場地現(xiàn)狀(7-1)及適應(yīng)性布局方案(7-2)

圖8 上海生活垃圾科普展示館建成前(8-1)、后(8-2)及方案(8-3)

3.3 入口服務(wù)區(qū)改造規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐

在發(fā)展研究基礎(chǔ)上，課題團(tuán)隊(duì)于2016—2017年完成了將原垃圾填埋場入口服務(wù)區(qū)(約7hm2)改造為上海生活垃圾科普展示館的規(guī)劃設(shè)計(jì)，可視為對ESF適應(yīng)性策略體系的初步落實(shí)(表6，圖7)，當(dāng)前主體建筑及周邊區(qū)域已建成投入使用(圖8)。

4 結(jié)語

隨著城市生態(tài)修復(fù)、空間修補(bǔ)工作的逐漸深入，垃圾填埋場再生公園的發(fā)展價值和意義將會愈發(fā)凸顯。由于場地條件的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，使得垃圾填埋場再生公園發(fā)展建設(shè)工作很難一蹴而就，往往是周期較長的系統(tǒng)工程。在此背景下，探索建立ESF適應(yīng)性策略體系，核心是為了通過整合調(diào)適環(huán)境、空間和設(shè)施要素之間的相互關(guān)系來應(yīng)對規(guī)劃設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問題，平衡再生公園發(fā)展中的環(huán)境、社會與經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，從而為項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)綜合效益的最大化創(chuàng)造條件。

表5 上海老港垃圾填埋場再生公園發(fā)展的ESF適應(yīng)性策略體系

表6 原入口服務(wù)區(qū)適應(yīng)性改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

致謝：感謝劉涉川、陳豪、束蕓、鄭振婷、呂欣易、卓百會在課題研究中的付出和貢獻(xiàn)。

注釋：

① 1980年美國國會頒布《環(huán)境應(yīng)對、賠償和責(zé)任綜合法案》(CERCLA： Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act)。伴隨該法案，聯(lián)邦政府成立“有害物質(zhì)超級基金應(yīng)對信托基金”(Hazardous Substance Superfund Response Trust Fund)，作為專項(xiàng)修復(fù)治理支持經(jīng)費(fèi)，因此法案也被稱為《超級基金法案》。