水与城市:设计助力可持续发展(下)荷兰经验及其全球应用
阅读:3530 2020-10-28
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水与城市:设计助力可持续发展(上)深圳治水四十年


由深圳设计周主办、设计互联出品的“水与城市:设计助力可持续发展”的主题论坛于8月25日在线上拉开帷幕。从8月25日到28日,论坛汇聚了16位中国、荷兰的水务专家,共同交流治水经验,以全球可持续发展观为主要目标,从水资源循环利用与海岸线保护等多角度出发,应对气候变化所带来的问题。与会者提出人与水共生的概念,还地于河流,发展城中绿地、屋顶花园的建设,既能有效实现防灾减害,又能达到人与自然和谐共处的理想目标。

此次活动作为2020深圳设计周主宾国特别项目,由设计互联开馆馆长奥雷·伯曼(Ole Bouman)先生和荷兰水务大使汉克·欧维克(Henk Ovink)先生共同策划,也是设计互联传递“设计的价值”在环境治理领域应用的开创性项目。本文整理自线上论坛的内容,共分为两部分,第二部分介绍的是荷兰的治水经验及其全球应用。

荷兰水务大使汉克·欧维克(Henk Ovink)提到,荷兰的治水历史已有近七十年。1953年荷兰的西南部地区发生了严重的洪涝灾害,此后荷兰就开始了三角洲治水项目。整个工程包括13个大项目,从1954年开始设计,1956年动工,到1986年宣布竣工并正式启用,该项目共耗资120亿荷盾。

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荷兰内陆水域情况 图片来源:One Architects
荷兰最早的治水策略是在河流入海口处修建大坝,随着时间的流逝,人们发现,虽然大坝可以抵御洪水的袭击,却造成了河流入海口的生态退化现象。于是人们开始对河流治理进行全新的考量,不仅从工程学角度,还需结合生态学,来修建大坝以拔高地势。

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荷兰“还地于河”项目实践情况。 图片来源:Marinke Steenhuis / Paul Meurs

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荷兰蓄水田建设 图片来源:One Architects
近来,荷兰的设计师提出了“还地于河”的理念,为河流修建多条通水的沟渠,并通过建设蓄水田拔高农场地势,不仅可以人为地调节水量,还不会破坏生物多样性,将通水的沟渠建设成绿地公园,还能为人们提供休憩的场所,真正实现人与自然和谐共处的愿景。

下曼哈顿区东部海岸和纽约滨河公园:韧性的价值

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荷兰One建筑事务所建筑师、城市规划师及创始人Matthijs Bouw 图片来源:One Architects
Matthijs Bouw是荷兰One建筑事务所的建筑师、城市规划师以及创始人,也是宾夕法尼亚大学威茨曼设计学院城市韧性课程的主任。他从理论与实践相结合的层面,十分注重提升城市的“韧性价值”。同时他也是城市土地学会(ULI)的专家组成员,并参与制定了“建筑韧性十大原则”。

One建筑事务所成立于1995年,作为下曼哈顿区海岸保护项目规划的领头事务所之一,成功赢得了曼哈顿低洼改造项目“设计促重建”的设计竞赛。目前,One事务所已组建起跨专业的团队,执行下曼哈顿区东部海岸韧性发展项目的落地工作。

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下曼哈顿区东部海岸韧性发展项目 图片来源:One Architects
飓风桑迪于美东时间2012年10月29日晚8时许在美国新泽西州海岸登陆,危及到美国东部17个州,其中纽约州和新泽西州受灾最为严重。桑迪带来的海浪高达六至七米,大量滨海工厂与城市基础设施遭到破坏,海浪退去后还有大量固体废弃物残留。纽约的滨海地区有超过63个发电站,全纽约75%的供电量都来源于此,这次灾难也导致了800多万人经历断电。

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桑迪飓风造成的受灾情况统计 图片来源:One Architects
气候变化所带来的自然灾害,让One建筑事务所的设计师们在规划重建城市时,开始思考如何与本地的实际情况相结合,从设计层面去干预水与城市的关系。

印度尼西亚爪哇北部地区属于滨海低洼地势,当地人在海岸线周围设立竹制的海栏杆,可以有效拦截住沉积物,同时在拦截区内种植大量的红树林,形成自然资源的循环利用。

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印度尼西亚竹制海栏杆 图片来源:One Architects

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印度尼西亚红树林恢复计划 图片来源:One Architects
由于曼哈顿同样属于滨海的低洼平原,设计师汲取了相关经验,并结合当地实际情况分析后得出,要通过基础设施建设,在海岸线旁堆出高地,才能更好地抵御海浪侵袭。One建筑事务所打造出的曼哈顿洼地改建项目,是在滨海地区的陆地部分修建出一个集水区,把富集水的地方做成公园,因地制宜地打造成一个人与水共生的空间。

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纽约滨河公园改建项目效果图 图片来源:One Architects

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纽约滨河公园改建项目效果图 图片来源:One Architects
印度金奈“千池之城”:自然工程法,还空间于河流

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OOZE事务所建筑师、城市设计师及创始人Eva Pfannes  图片来源:OOZE Architects & Urbanists
Eva Pfannes是建筑师兼城市设计师,致力于城市共享参与及气候韧性发展策略的研究,她拥有超过15年的专业领域经验。她的作品也曾在威尼斯双年展、里约热内卢Studio X和圣保罗建筑双年展上进行展出。Eva现在是鹿特丹国际建筑双年展工作室(IABR Atelier Rotterdam)的首席设计师,参与当地能源行动计划(LEAP)的地方社区脱碳工作。

2003年,Eva Pfannes与Sylvain Hartenberg共同成立了OOZE建筑与城市规划事务所,面向国际提供城市规划及设计服务。印度金奈“千池之城(City of 1000 Tanks)”项目由Eva Pfannes担任领队,是由荷兰政府“水与城市”全球计划工作的项目之一。

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“千池之城”项目水循环示意图 图片来源:OOZE Architects & Urbanists

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“千池之城”项目预期目标 图片来源:OOZE Architects & Urbanists

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“千池之城”项目建设示意图 图片来源:OOZE Architects & Urbanists
南印度的金奈大概有310万人口,这个城市最主要的问题是洪涝与干旱。金奈的当地居民自己家里没有自来水,也没有卫生间,所以用水安全也是一个巨大的挑战。

在金奈的贫民窟,每天有差不多2000名妇女要花四个小时的时间去收集淡水,才能够保证全天的使用。金奈的水资源缺乏问题,最初是通过建造运输水资源的管道来解决,但是运水管道不仅加大了建设成本,而且在干旱季节往往不能保障供水需求。事实上,金奈的年均降雨量是足够的,设计师希望能够充分回收利用50%到60%的降水来减轻用水紧张的问题。

原本的计划是通过建设一个倒三角形的蓄水池和堤坝,在降雨的时候既能防止洪涝灾害,又可以将雨水资源通过黏土层、沙土层的过滤渗入地下水层,人们再将地下水层的水资源提取出来使用。

但是,考虑到城市水需求的进一步增加,如果只按照雨水回流的方式收集,反而会使土壤受到损害,巨大的缺水问题仍没有解决。于是设计者提出了“2030年水平衡模式”,它不只是依靠传统的水源,而是将水经过自然工程法处理后再进行循环,这样既能够保障人们的用水安全,同时也能节约大量的资本,通过“还空间于河流”的方式保障整个城市的水平衡。

设计师依赖当地生态系统,提出了运营成本低、更环保的“千池之城”项目,在居民楼屋顶建设蓄水池、屋顶花园,或建设生物池,帮助城市实现节水和水循环利用。

库尔纳“百湖”项目:降水充足地区的生态水网

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荷兰鹿特丹Defacto Urbanism城市规划事务所创始总监Anne Loes Nillesen 图片来源:Defacto Urbanism
Anne Loes Nillesen是荷兰鹿特丹Defacto Urbanism城市规划事务所创始总监。Nillesen主要研究城市设计与水灾风险策略之间的关系,她在代尔夫特理工大学成立了气候适应性实验室和三角洲干预措施研究生工作室。她还带领其团队参与了大量有关城市防洪管理的研究和设计项目,包括荷兰三角洲、孟加拉三角洲规划等复杂的城市防洪设计项目。

库尔纳的“百湖”项目(100 Ponds)由Nillesen在2015年带领团队进行设计,设计方案基于本地区层面,首先对河流进行修复,来保证整个水系的通达,确保足够的水资源补给。

库尔纳是孟加拉国的第三大城市,幼发拉底河和底格里斯河的走向依地形从北向南流,两河在库尔纳汇合为夏台阿拉伯河,注入波斯湾。库尔纳地区北部山势较高,整个三角洲地区受到当地气候变化的影响而不断发生移动。

库尔纳地区有大量的河流沉积物,甚至因此让河流改变了流向。因为水源不足的问题,还有许多河流出现了枯竭的现象。南部地区还因为土壤腐蚀与沉积物的问题而造成了一些河流的中断。

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库尔纳地势图 图片来源:Defacto Urbanism

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“百湖”项目水循环示意图 图片来源:Defacto Urbanism
实际上,库尔纳的排水系统还存在严重的问题,基本上每个月都会出现下水道堵塞漫灌的情况,所以城市内涝主要由排水系统不畅所造成。同时,从库尔纳水系的历史来看,有几条河流的地势比较高,但因河里的水流不足,河流底部出现了盐碱化的情况,造成了整体土壤下沉的现象。

随着越来越多的建筑物延伸到了河流的冲积平原内,造成了很多河流的消失。过去那些本来用于存储水的地方也被建筑物所涵盖,而泵站又把地下水抽取出来进行灌溉,加剧了土壤的问题。

于是Nillesen提出,要修建好的管网通道来保证水的流通。同时,在这些水系的交接地带,需要做大量蓄水农田的项目,来保证人们能够利用自然水资源来进行蓄水和排水。

另外,由于人类活动及水土流失等问题,整个红树林也受到洪涝及土壤腐蚀的威胁。因此,还要保证库尔纳地区的红树林能持续扩大,以解决修复红树林的问题。

与此同时,由于库尔纳的降水量十分充足,人们开始利用雨水的补给来缓冲水资源缺乏的问题。通过建设生态的社区池塘、城市池塘公园、排水沟和积水池的“百湖项目”,实现水资源的循环利用。

印度尼西亚三宝垄“海绵山体”:满足用水需求,降低受灾风险

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阿姆斯特丹建筑学院城市研究系主任,MLA+建筑事务所创办人Markus Appenzeller 图片来源:KCAP
Markus Appenzeller曾在德国斯图加特和美国芝加哥求学,主修建筑与城市规划专业。毕业后就职于KCAP建筑与规划事务所都市建筑办公室,2012年成立了MLA+建筑事务所,还在阿姆斯特丹建筑学院担任城市研究系主任。

从印度尼西亚三宝垄地区传统的水稻梯田得到灵感,Appenzeller带领团队设计出“海绵山体”项目,在三宝垄城市中心12000公顷的土地上,契合坡地的地形,修建了大型 “海绵体”水循环结构。

三宝垄是印度尼西亚爪哇省首府和最大城市,这座城市本身的地形比较特殊,一边滨海,一边离内陆不到30公里,因此经过它的河流并没有很明显的上游和下游的区别。

由于三宝垄离海岸线比较近,一旦出现强降雨,整个城市就容易受到洪涝的影响。此外,三宝土地下沉的问题也十分严重,对地表水的大量抽取加重了下沉问题,尤其在未来几十年,随着人口持续增加,会不断加剧这些矛盾。

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三宝垄内陆水域情况 图片来源:KCAP
鉴于以上问题,Markus提出,第一步要进行雨水管理,控制流入城市的水量。其次,在水供应方面要考量如何满足工业的需求及居民的需求。第三步,还要减少山体滑坡的风险,最终能让这个城市不再受到山体滑坡的影响。

在实际的设计层面,首先要考虑怎样能够在下雨的时候把雨水收集起来,实现循环利用。设计者提出通过做一些小的储水项目,尤其是利用社区内的建筑进行雨水收集,达到渐进性的变化。

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海绵梯田创新利用示意图 图片来源:KCAP

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海绵梯田项目预期效果图 图片来源:KCAP
其次是“海绵山体”项目。在三宝垄地区,人们本身有大量的农田用地,这种农田用地的梯田式设计不仅能够收集雨水,还能够帮助整个城市增加缓冲区,来抵御山体滑坡的风险。

在不同坡式的地形上面,可以做一些雨水储存的小项目,通过在空地上修筑小型的水库,同时利用海绵结构帮助城市蓄水,防止雨水冲泄到城市内部,造成洪水泛滥。

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三宝垄地区水循环设计示意图 图片来源:KCAP
海绵体结构本身也像是一个小型的水池,可以帮助城市储水,解决干旱时的缺水问题。与此同时,还可以给当地引入一些新的业态,如渔业养殖,或利用地势进行水资源输送。

此外,海绵体结构还能为居民提供休憩场所,或开发成带有娱乐功能的项目,发展旅游业。通过海绵梯田的建设,既能减少山体滑坡的风险,又可以哺育当地的农业发展,并且促进多角度资源开发,提高当地人的生活水平。

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