胡尚萬，吳 威

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)生態(tài)技術(shù)與工程學(xué)院,上海 201418)

0 引言

近年來,全球氣候問題愈發(fā)嚴(yán)重,大氣環(huán)流和水文循環(huán)導(dǎo)致的水環(huán)境變化[1],在全球引起了諸多的水文氣象變化,從而導(dǎo)致城市洪澇災(zāi)害頻發(fā),根據(jù)國家水利部和氣候中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計,城市洪澇災(zāi)害在全國各地頻發(fā),多省市發(fā)生大面積洪澇災(zāi)害,比如2021年河南鄭州特大暴雨災(zāi)害,2023年福建7月和9月兩次特大暴雨災(zāi)害及上海6月持續(xù)暴雨導(dǎo)致城市內(nèi)澇。蓄滯洪區(qū)作為城市防洪減災(zāi)系統(tǒng)中重要的關(guān)鍵因素,在城市洪澇災(zāi)害來臨時,傳統(tǒng)的城市蓄滯洪區(qū)建設(shè)缺乏韌性[2],因而各領(lǐng)域?qū)W者逐漸開始重視城市蓄滯洪區(qū)在雨洪方面的研究,積極探尋應(yīng)對城市雨洪災(zāi)害的方法和策略。韌性城市研究應(yīng)運而生,韌性城市理念不僅能應(yīng)用在城市內(nèi)澇防治方面,還能應(yīng)用于城市雨洪管理規(guī)劃中[3]。于是部分學(xué)者開始將韌性城市理念引入城市蓄滯洪區(qū)韌性防洪研究,2015年廖桂賢等學(xué)者提出了“韌性承洪”的理念,通過建設(shè)自然的蓄滯洪區(qū)應(yīng)對雨洪災(zāi)害,提升城市雨洪韌性[4];2018年康征等學(xué)者認(rèn)為韌性城市建設(shè)要更強調(diào)社會怎么去適應(yīng)洪澇災(zāi)害[5]。與此前蓄滯洪區(qū)景觀的傳統(tǒng)硬質(zhì)工程建設(shè)相比,基于韌性城市理念下的蓄滯洪區(qū)景觀建設(shè)具有更高的靈活性、適應(yīng)性和韌性,其設(shè)計思想更滿足當(dāng)今城市蓄滯洪區(qū)景觀建設(shè)的韌性需求,其韌性設(shè)計能夠減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生,為解決城市洪澇災(zāi)害問題提供新的思路。

1 相關(guān)概念研究

1.1 韌性城市

國外將“韌性”與城市規(guī)劃結(jié)合,“韌性”理念逐漸運用于城市系統(tǒng)應(yīng)對災(zāi)害中繼而形成“韌性城市”,韌性城市聯(lián)盟將“韌性城市”界定為城市系統(tǒng)在面臨風(fēng)險沖擊時,軟硬件層面均有抗干擾能力和韌性能力,能降低風(fēng)險及損失,快速恢復(fù)到原始狀態(tài)或通過適應(yīng)達(dá)到更好的新狀態(tài)[6]。韌性城市建設(shè)包括工程韌性、生態(tài)韌性、經(jīng)濟(jì)韌性和社會韌性四個重要組成部分,涉及自然、社會、經(jīng)濟(jì)等各個領(lǐng)域[7]。本文主要研究在生態(tài)韌性上,韌性城市生態(tài)韌性強調(diào)場地適應(yīng)外部沖擊和維持生態(tài)動態(tài)平衡的能力,即具有快速恢復(fù)能力、適應(yīng)新平衡能力、維持生態(tài)平衡穩(wěn)定能力等[8]。

韌性城市理念在景觀上體現(xiàn)為以人為本、綠色、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展等,強調(diào)城市及城市景觀具備適應(yīng)、調(diào)節(jié)、更新的能力,發(fā)揮景觀韌性功能,維持景觀自身的動態(tài)平衡[9]。

1.2 蓄滯洪區(qū)

蓄滯洪區(qū)主要是指河堤外洪水臨時貯存的低洼地區(qū)及湖泊等,大多為江河洪水淹沒和泛濫的區(qū)域,是城市防洪體系中的重要組成部分。在發(fā)生雨洪洪災(zāi)時,蓄滯洪區(qū)可臨時蓄滯上游過量洪水、削減上游洪峰及洪水資源蓄滯利用等,能夠緩解城市雨洪洪澇,減輕城市洪水壓力[10]。蓄滯洪區(qū)多具有極強的親水性和良好的生態(tài)環(huán)境,在對蓄滯洪區(qū)建設(shè)時要合理利用蓄滯洪區(qū)景觀內(nèi)部的綠地、人文、水文和動植物等資源,既要滿足當(dāng)代社會居民對親近自然的生活和工作需要,也要協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系,保護(hù)好生物多樣性和生態(tài)環(huán)境,維護(hù)場地景觀生態(tài)系統(tǒng)平衡與穩(wěn)定。

蓄滯洪區(qū)現(xiàn)存在的問題：蓄滯洪區(qū)景觀綠地碎片化分散在城市中,與城市割裂,蓄滯洪區(qū)景觀缺乏濱水活性;在面臨洪水時傳統(tǒng)蓄滯洪區(qū)景觀應(yīng)對洪澇災(zāi)害能力不足,表現(xiàn)在三個方面：1)洪水來臨時,調(diào)蓄洪水的勢能會對場地造成沖擊性傷害;2)調(diào)蓄洪澇后,調(diào)蓄滯留的水體會將場地淹沒,造成淹沒性傷害,對景觀生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅,景觀功能減退,生物多樣性逐漸減少等;3)洪澇退去時,會造成場地水土流失。因而文中蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計和建設(shè)的重點放在提升景觀生態(tài)韌性和雨洪管理上面。

1.3 韌性城市理念與蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計關(guān)聯(lián)分析

蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計作為指導(dǎo)蓄滯洪區(qū)建設(shè)的重要工作,其目標(biāo)和韌性城市生態(tài)韌性建設(shè)是一致的,所以其也具備韌性城市理念的強調(diào)特征。以韌性城市理念作為指導(dǎo)蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計的理論依據(jù),指導(dǎo)其開展景觀生態(tài)韌性和景觀雨洪韌性的設(shè)計是可行的。

1)兩者結(jié)合順應(yīng)景觀生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。蓄滯洪區(qū)濕地本身具有復(fù)雜多樣的生態(tài)系統(tǒng),蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計是統(tǒng)籌河流與綠地形成的自然生態(tài)系統(tǒng)和周邊環(huán)境相互適應(yīng)的過程,是動態(tài)變化和適應(yīng)性生長的;韌性城市理念強調(diào)遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的自然演替和生長的過程,韌性城市生態(tài)韌性強調(diào)通過景觀生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜多樣性,增強景觀生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對外部復(fù)雜、不確定性干擾的自組織力與自適應(yīng)力,對自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和保護(hù),并協(xié)調(diào)解決城市建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)之間的問題。將韌性城市理念引入蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計中,更多的是整合優(yōu)化和協(xié)調(diào)景觀生態(tài)系統(tǒng)層面,提升蓄滯洪區(qū)的生態(tài)韌性和生態(tài)適應(yīng)能力,達(dá)到增強環(huán)境韌性和抗干擾力的目標(biāo)。

2)韌性城市理念指導(dǎo)蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計具有可行性。韌性城市理念強調(diào)用盡量少的人工干預(yù)幫助蓄滯洪區(qū)建設(shè)修復(fù)生態(tài)問題,通過增加景觀生態(tài)系統(tǒng)多樣性來增強系統(tǒng)適應(yīng)與調(diào)節(jié)能力,激發(fā)景觀的自主能動性,即用最接近于自然的手段建設(shè)蓄滯洪區(qū)景觀。同時,韌性城市理念在設(shè)計前期對場地的科學(xué)預(yù)判分析,將更好地幫助蓄滯洪區(qū)景觀提升生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對各種不確定性災(zāi)害干擾的韌性,讓蓄滯洪區(qū)景觀更具成長更新的潛力,有助于解決當(dāng)前蓄滯洪區(qū)面臨的諸多建設(shè)問題,使城市蓄滯洪區(qū)景觀更好地發(fā)揮生態(tài)效益和雨洪效益,更有效地改善城市水環(huán)境[11]。

2 基于韌性城市理念下的蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計原則

2.1 生態(tài)優(yōu)先原則

生態(tài)優(yōu)先是建設(shè)適宜性生態(tài)系統(tǒng)的第一要義,在蓄滯洪區(qū)景觀的韌性設(shè)計中要以生態(tài)優(yōu)先為前提,明確場地生態(tài)環(huán)境承載范疇,進(jìn)行實際設(shè)計的時候要與各要素相聯(lián)系,通過構(gòu)建生態(tài)的景觀系統(tǒng),和利用不同因素之間的相互制衡關(guān)系來發(fā)揮景觀的自適應(yīng)力,達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和景觀系統(tǒng)的正面生長能力,減少和弱化外部影響尤其是人類對整個生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)平衡穩(wěn)定[9]25。

2.2 動態(tài)適應(yīng)原則

面對外部干擾時,景觀能不斷調(diào)整自身景觀系統(tǒng)去動態(tài)適應(yīng)這些不同的外部干擾。在對城市蓄滯洪區(qū)景觀進(jìn)行韌性設(shè)計時,要以動態(tài)適應(yīng)變化的思維來分析場地現(xiàn)狀,系統(tǒng)中的各項技術(shù)措施都需要適應(yīng)區(qū)域,并在適當(dāng)條件下優(yōu)化調(diào)整景觀,提升蓄滯洪區(qū)景觀的動態(tài)適應(yīng)能力,緩解外部干擾和降低災(zāi)害影響,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)動態(tài)變化,實現(xiàn)場地可持續(xù)發(fā)展。

2.3 可持續(xù)發(fā)展原則

可持續(xù)發(fā)展是韌性城市理念的最終目標(biāo)也是景觀在韌性發(fā)展下追求的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。在進(jìn)行蓄滯洪區(qū)景觀的韌性設(shè)計中應(yīng)充分保證蓄滯洪區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)能夠自我適應(yīng)和發(fā)展,強調(diào)使用簡單、生態(tài)、自然的措施來減少初期建設(shè)成本,突出可循環(huán)使用的鄉(xiāng)土元素,減少人工干預(yù)、減少能源消耗,并實現(xiàn)場地可持續(xù)循環(huán)發(fā)展[9]26。

3 基于韌性城市理念下的蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計策略

本文基于韌性城市理念指導(dǎo)蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計,結(jié)合前文聚焦于蓄滯洪區(qū)景觀生態(tài)韌性和雨洪韌性的提升,以便于更好的發(fā)揮蓄滯洪區(qū)景觀的生態(tài)韌性功能和雨洪調(diào)蓄功能。

3.1 景觀生態(tài)韌性設(shè)計

結(jié)合蓄滯洪區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀,科學(xué)規(guī)劃設(shè)計蓄滯洪區(qū)景觀系統(tǒng),包括地形、水體、植物等生態(tài)韌性設(shè)計,滿足景觀生態(tài)功能,提升景觀生態(tài)韌性,確保景觀生態(tài)平衡穩(wěn)定,更好的適應(yīng)外界不確定性干擾。

3.1.1 地形韌性設(shè)計

地形是蓄滯洪區(qū)景觀的骨架,也是其他活動空間建設(shè)的平臺基礎(chǔ),地形的韌性設(shè)計要在充分尊重原有地形的前提下以土方平衡為導(dǎo)向進(jìn)行豎向設(shè)計,根據(jù)蓄滯洪區(qū)地形、坡度等現(xiàn)狀和設(shè)計目標(biāo)對地形布局進(jìn)行調(diào)整重構(gòu)與改造優(yōu)化,部分設(shè)計如圖1所示,箭頭為水流方向。坡度是影響雨水徑流流速的主要因素之一,對場地平均坡度大于5°的區(qū)域進(jìn)行局部微地形設(shè)計、人工降低坡度、設(shè)計階梯式景觀等平緩坡地高差,減緩徑流流速,降低雨洪沖刷對場地生態(tài)環(huán)境的影響,保護(hù)生態(tài)平衡;對場地平均坡度小于5°的區(qū)域進(jìn)行局部地形景觀改造、設(shè)置自然起伏的緩沖區(qū)、線性植草溝、雨水花園、生態(tài)駁岸、消落帶和生態(tài)島等,并引導(dǎo)和滯留地表雨水徑流,降低雨洪徑流沖擊的影響,發(fā)揮場地景觀生態(tài)和雨洪功能,促進(jìn)場地適應(yīng)雨洪干擾,保護(hù)生態(tài)平衡。

3.1.2 水體韌性設(shè)計

水體是蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計的關(guān)鍵景觀要素,水體位置的確定應(yīng)結(jié)合地形的高程、坡度、坡向以及雨水徑流的匯水趨勢等;水體的大小、深度要綜合考慮場地所在地降雨量和場地設(shè)定的所需調(diào)蓄洪量等因素。在保證防洪標(biāo)準(zhǔn)和場地安全的前提下,蓄滯洪區(qū)水體設(shè)計根據(jù)場地水文條件的季節(jié)變化、水體水深、水量水速、水體水位等,對水底和水岸進(jìn)行韌性改造,降低雨洪水體沖蝕,并選擇適宜場地的水體岸線、消落帶和景觀駁岸,設(shè)計相應(yīng)的韌性多層次淹沒的生態(tài)匯水景觀[12],既能提供滿足與人互動的濱水活動空間,又能適應(yīng)洪水變化和改善水體生態(tài)環(huán)境。

水體設(shè)計有兩種狀況,若場地內(nèi)有自然水系,則進(jìn)行相應(yīng)的多層次韌性改造調(diào)整,順應(yīng)自然與周邊水系協(xié)調(diào),并對水體區(qū)域適度自然化韌性處理,促進(jìn)場地適應(yīng)雨洪并提高水體自我修復(fù)、凈化的能力,保護(hù)生態(tài)水環(huán)境;若場地內(nèi)無自然水系,則通過地形、高程等調(diào)控從而影響場地的水文過程,根據(jù)場地情況選擇營造大型調(diào)蓄水體,如擬自然的湖泊、雨水濕地等,或選擇結(jié)合局部營造中小型集水濕地,如季節(jié)性水面、雨水花園等[13]。再根據(jù)場地現(xiàn)狀資料和水文在ArcGIS中進(jìn)行分析,根據(jù)國家生態(tài)環(huán)境部制定的《河湖生態(tài)緩沖區(qū)保護(hù)修復(fù)技術(shù)指南》等相關(guān)文件中的水域緩沖區(qū)等級和寬度的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值,結(jié)合蓄滯洪區(qū)上位規(guī)劃和專家意見,進(jìn)而確定適合做水體的位置和大小,適當(dāng)開挖適宜蓄滯洪區(qū)的水體,與周邊水系進(jìn)行聯(lián)通,形成完整的景觀水體,并設(shè)計多層次淹沒的水體景觀,促進(jìn)場地適應(yīng)外界干擾,提升區(qū)域水體生態(tài)韌性。

3.1.3 植物韌性設(shè)計

植物配置設(shè)計根據(jù)場地高程分析、雨洪條件、能否淹沒范圍等科學(xué)地選擇非雨季抗旱性強和雨季抗淹性能強的本土植物,其次選用根系發(fā)達(dá)、凈化能力較強的本土植物[14],最后選擇鄉(xiāng)土植物搭配,營建韌性多層次季節(jié)性植物群落,提升場地植物生態(tài)韌性,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)功能的完善,增強場地適應(yīng)環(huán)境變化。且在植物配置方面還要注意選用不同層次的植物進(jìn)行組合,同時,注意植物色彩、形態(tài)以及主次的協(xié)調(diào),構(gòu)成層次豐富、季相變化明顯的植物生態(tài)景觀。

3.2 景觀雨洪韌性設(shè)計

韌性的蓄滯洪區(qū)景觀不僅能消納自身場地的雨水徑流,還能協(xié)調(diào)周邊水系的雨洪調(diào)蓄。根據(jù)洪水來臨時場地季節(jié)性水位變化和不同重現(xiàn)期洪水位的淹沒范圍進(jìn)行多層次景觀雨洪韌性設(shè)計,實現(xiàn)雨洪的收集、凈化和回收利用,促進(jìn)場地雨洪調(diào)蓄能力和增強場地適應(yīng)洪水的能力,維持場地生態(tài)平衡。

3.2.1 水量平衡劃分淹沒范圍

在滿足蓄滯洪區(qū)防洪安全的前提下進(jìn)行景觀雨洪韌性設(shè)計,設(shè)計之前結(jié)合場地現(xiàn)狀條件對場地進(jìn)行洪水來臨之前的水量平衡分析,科學(xué)合理地選擇蓄滯洪區(qū)水量平衡影響要素包括場地降雨量、地表徑流量、蒸發(fā)量、滲透量、調(diào)蓄容積量等,使用容積法V=10HφF計算場地徑流調(diào)蓄容積,再推導(dǎo)出適用于場地的水量平衡方程,驗算場地的雨洪調(diào)蓄能力[15],根據(jù)得到的水量平衡數(shù)據(jù)結(jié)果在ArcGIS中模擬出不同重現(xiàn)期洪水位變化下的淹沒范圍,合理的劃分場地不可淹沒范圍、可淹沒范圍和韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍[16],如圖2所示。根據(jù)場地情況,對這幾個范圍進(jìn)行不同的景觀雨洪韌性設(shè)計,打造不同的多層次韌性雨洪景觀,提升蓄滯洪區(qū)景觀雨洪韌性,促進(jìn)場地對雨洪的適應(yīng)性和調(diào)蓄功能。

3.2.2 營建韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍

韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍是連接不可淹沒范圍、可淹沒范圍的樞紐,根據(jù)不同季節(jié)雨洪的水位變化及淹沒情況對其采用合理的景觀多層次雨洪韌性設(shè)計,并通過植物、景觀小品等構(gòu)建雨洪韌性景觀,如設(shè)計韌性水域緩沖區(qū)景觀、韌性消落帶景觀等。在韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍合理增加濱水活動空間和場地,滿足親水和社交活動的休閑需求,協(xié)調(diào)環(huán)境保護(hù)與人類開展觀光游覽活動的矛盾,如在濱水活動區(qū)設(shè)計階梯式駁岸等,洪水調(diào)蓄時水位上漲不會對景觀生態(tài)系統(tǒng)造成破壞,雨洪調(diào)控退去后人們又可以通過階梯到水岸進(jìn)行親水活動。因而營建韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍,可以在雨洪來臨時將上游過量洪水調(diào)蓄排入蓄滯洪區(qū),使水位淹沒在可調(diào)控的韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍中,能夠確保場地正常安全運行,并能維持蓄滯洪區(qū)景觀生態(tài)平衡穩(wěn)定。

3.2.3 構(gòu)建景觀雨洪韌性系統(tǒng)

將洪水融入蓄滯洪區(qū)景觀中,對場地進(jìn)行雨洪分析,合理設(shè)計不同的雨洪韌性景觀,結(jié)合設(shè)計的水體、韌性雨洪調(diào)蓄設(shè)施及水利管網(wǎng)等共同構(gòu)成蓄滯洪區(qū)景觀雨洪韌性系統(tǒng),調(diào)蓄雨洪時發(fā)揮景觀雨洪韌性系統(tǒng)雨洪蓄滯功能、雨洪適應(yīng)功能和系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)功能,并結(jié)合水利工程設(shè)施調(diào)控場地和上游雨洪,削減蓄滯洪區(qū)上游洪峰,減輕上游行洪壓力。

4 結(jié)語

韌性城市理念指導(dǎo)蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計是解決目前城市雨洪問題的新思路和方向。文中通過研究韌性城市與蓄滯洪區(qū)景觀,將兩者結(jié)合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,聚焦于提升蓄滯洪區(qū)景觀生態(tài)韌性和雨洪韌性,歸納出基于韌性城市理念下的蓄滯洪區(qū)景觀生態(tài)韌性設(shè)計策略(即地形韌性設(shè)計、水體韌性設(shè)計和植物韌性設(shè)計)和景觀雨洪韌性設(shè)計策略(即水量平衡劃分淹沒范圍、營建韌性淹沒調(diào)節(jié)范圍和構(gòu)建景觀雨洪韌性系統(tǒng)),為蓄滯洪區(qū)景觀設(shè)計提供實質(zhì)性的設(shè)計策略。但文章缺少具體場地實踐應(yīng)用的反饋驗證,存在許多的不足,后續(xù)仍需深入探究。同時希望能夠通過本文研究,讓更多學(xué)者能夠重視蓄滯洪區(qū)景觀建設(shè)的研究和解決蓄滯洪區(qū)韌性建設(shè)過程中的問題,并更加關(guān)注城市雨洪管理,使城市與自然和諧相處,共同可持續(xù)發(fā)展。