本文来自公众号:HD_LAdesign投稿,今天小编向大家推荐这个很特别的公众号,同时感谢原作者的分享...
写在前面
一名城市设计师,往往具备丰富的设计技能,从概念、构图、布局到场地人性化的考量等。我们喜欢并且冠名自己的作品为sustainable、 green、ecological...但是,我们的作品真的如我们所设计所设想的生态、持续、绿色么?随着景观学科的发展,景观的尺度变得越来越大,设计师所需处理的问题也变得越来越复杂,例如生态修复、城市积水、通风等。景观作品不再是局限于创造休闲欢快的活动空间,它伴随城市的发展而发展,对设计师的综合素养和全面思维的要求也更高。
河流为什么是弯的?
本文以分享为目的,简单介绍关于弯曲河流(meandering river)的自然形成原理,并且简要阐述弯曲河流的生态价值。以期对大家在进行水体设计时,有所助益。
当我们观察自然河流的时,我们会发现几乎所有自然形成的河流,都是弯曲的,那么自然界中为何没有成直线的河流呢?其原因主要是由于两个隐藏在水下的过程——侵蚀(erosion)和沉积(deposition)。我们都知道河流是动态的,不仅仅水是流动的,同时河沙也是流动的。当水流过河岸时候,不稳定的河岸土壤将会被水流带走,这个过程就是侵蚀的过程。同时,在侵蚀过后,流沙被转移到河流下游的某些地方堆积,这就是沉积的过程(图一)。因为侵蚀现象的存在,我们的城市常常硬化河岸去缓解这个过程,以保证城市边界。(硬化河岸的方法在笔者看来对生态环境有很大的不利影响,笔者相信这种方法将逐渐被淘汰掉)。
图一
河流的侵蚀和沉积是一个很缓慢的过程,所以我们很难感受到河流形态上的变化。在下面的视频当中,我们做了一个河流侵蚀实验,来观察河流的动态变化。在试验设计中,为了更快速的感受到河流动态变化,我们假设河流前一小段是弯曲的而后面是直线的,然后进行观察,了解直线部分河流驳岸的变化。
上面的实验展示了一小段河流快速的侵蚀和沉积变化,而在现实的河流中,侵蚀和沉积的过程是缓慢的,同时也发生在河流的各个地方。也许在当下很难感受到这有什么影响,但是当我们把不同时代的河床放在同一张地图上时,我们就会发现侵蚀和沉积具有多么强大的力量,比如密西西比河的历史河床地图,地图中不同颜色代表了河流不同时代的流经路线。
图二:Ancientcourse of Mississippi River
Source: Fisk (1994: Plate 22-6)
Image downloaded from:http://pruned.blogspot.sg/2005_09_01_archive.html
侵蚀和沉积对生态和环境有什么样的影响?
在刚接触景观水体设计时候,我们都知道水体的线条要画的弯曲和丰满,但是真正使驳岸丰富的不是设计师的钢笔,而是前面我们所提到的侵蚀和沉积——来自自然的力量。侵蚀和沉积的过程对生态环境是非常重要的,接下来的部分笔者将简单介绍下侵蚀和沉积生态的作用。
(1)侵蚀过程为下流丰富的河岸生态提供了足够的沉淀物(sediments)
侵蚀和沉积的过程是对应的,河岸侵蚀掉的泥沙可以为下游生态环境的建立提供足够的原料。比如河岸所包含的粗泥沙(形成水生生态环境的物理结构),通过上游的侵蚀过程传递到下游中,为下流无脊椎动物打造他们所需要的河床环境。
另外一个侵蚀和沉积形成的我们比较熟悉的一个生态环境就是河口三角洲。三角洲是因为流沙通过河流传递到海口时,流沙流动的速度被海水减慢,不同重量的流沙在海口不同位置堆积,日积月累而形成的。三角洲不仅仅为各种动物提供了非常良好的栖息环境,同时,它往往会成为一个国家或者地区最为发达的区域。因为三角洲的土壤肥沃,是天然的农业种植基地,比如西班牙的埃布罗河三角洲(EbroDelta),尼罗河三角洲 (Nile delta)都是重要的农业中心。
图三,图四:埃布罗河三角洲来源:Google
(2) 侵蚀和沉积过程使河岸形成的丰富的生态环境
自然的河流中,河岸根据相对水面位置的不同,包含的水分和湿度不同,从而会形成不同的植物和动物栖息环境。比如靠近水面的河岸部分所生长的植物会吸引昆虫的繁殖,而这些昆虫又会为不同的鸟类提供食物,成为鸟类的栖息地。另外一些两栖动物也需要自然的河岸环境,比如青蛙,蟾蜍等等。木雕水龟就喜欢在新堆积不稳定的土壤里面建窝。侵蚀和沉积所形成的植物环境为动物在水和陆地的往来中提供了保护。而当我们使用水泥硬化这些河岸时,丰富的河岸生态环境就会由此消失。
总结
总的来说,侵蚀和沉积让河流保持了丰富的生态价值,任何对于这两个过程的影响都可能会导致整个河流的生态环境产生变化。对于河流问题研究和处理时,笔者认为最重要的有以下两个点。
(1)河流的空间尺度
河流的尺度太过于庞大,在处理时,我们往往只会关注到我们设计范围内的某一段河流,而忽略了河流的整体性。通过对于侵蚀和沉积的解释,我们需要知道在河流当中任何部位的改变都会对整个河流的生态平衡带来不可预知的后果。比如说常见的水坝,我们可能只会看到它为某一段河流的居民带来了便利,但是忽略了水坝影响流沙传递对下游生态环境的破坏。所以说整体性的看待河流十分重要。
(2)河流的时间尺度
河流的改变是漫长的。在人类的前一百年当中,我们疯狂的建立了许多河流基础设施,但是在那个时候,我们仅仅短暂的看到了这些基础设施带来的当下利益,但是忽视了这些设施对于整个河流长远的影响。比如我们现在仍然继续进行的河岸硬化,或者是分流,或者是拦截等等,这些措施带来的不利影响很难及时的体现在当下,但是严重的后果可能会在未来30年,50年或者100年或更长远的未来逐渐显现出来。美欧国家在过去一百多年中,通过控制河流的方法,所带来的灾害后果已经逐渐体现。比如俄罗斯伏尔加河鲟鱼的灭绝、美国加利福利亚洲三文鱼的绝种、埃布罗河三角洲的消失等,都给我们敲响了警钟。所有讨论河流问题,不能仅仅着眼于当下,更应放眼长远。
然而弯曲的河流往往提供了丰富的自然生态环境,对水体也有净化的作用。然而在城市化的过程中,为了快速的城市发展,往往将河流过度的使用,变成促进发展的工具。比如说将自然河流和污水管道连在一起,利用河流来转移城市污水; 建造堤坝防止水土流失和抵抗洪水;将自然的河流转变为硬化的笔直的运河以加快雨水的排放等等。
对于我这一代人,或者我父亲这一代人来说,家旁的小溪是最好的娱乐场所,也保存了我很多美好的记忆。没有过多娱乐的年代,父亲在小溪里教会了我游泳。在河边的鹅卵石下学会了抓螃蟹。在溪边的小水坑中,见识了蝌蚪长腿的过程。可能偶尔也会去河边抓鱼。然而我们现在城市中很难再看到自然的河流的流动了。也许我们的小孩也很难同前几代人一样有机会亲近自然的水体,从自然中学习。城市化让我们离自然住的越来越远。
我觉得在城市当中,自然小溪或者河流隐藏的社会和生态价值是远远高于将其开发所带来的经济或者发展效应。所以这篇文章主要探讨两个案例,介绍在城市中,我们可以怎样让河道变弯恢复自然。
1. Kallang River – Bishan park, Singapore
Kallang river 在Bishan Park段的河流修复项目网上应该有很多的介绍,但是可能大部分介绍更多的将其作为一个单一的景观获奖项目来解释。这里我想尽量的提供一个完整的视野,包括新加坡河流改造的历史,发展以及现在和未来方向,以说明为什么需要对Kallang river进行修复。
Bishan park
图片来源:http://www.ramboll.com/projects/singapore/bishan-park
Kallangriver的历史与背景
在新加坡的历史上,因为其沿海的地理位置,足够的淡水供应一直是一个很重要的问题。尤其是在19世纪,随着被纳入英国殖民地和贸易的发展,对淡水的需求越来越高,于是新加坡在1867年完成了第一个水库(MacRitchie Reservoir)来收集淡水。但是随着人口的增加,新加坡的淡水补给依然不够。Peirce在旁边建立一个新的水库,也就是现在的Lower Peirce Reservoir. 这个水库也是我们本文所提到的Kallang river 的源头。
Kallang river全长10多公里,连接Peirce Reservoir到大海,历史上沿河的两岸是重要的工业区。Kallang river的发展我大致简单的归为3个阶段,第一个阶段为提升排洪效率阶段。从1932年,政府出台了一份文件“Surface Water and Subsoil Water Drainage inSingapore”开始。文件中讨论了大量的降雨和洼地导致新加坡急需有效的方法,来解决雨洪问题。于是那时候开始,新加坡的信托管理分局开始了大量的运河规划和建设,比如加宽加深河道,连接河道,硬化河道等等以便于提升雨水转移速度。
第二个阶段为水体质量提升阶段。就是从1977开始的河流清理清理策略。新加坡独立后,他们的口号花园城市使得他们在环境问题上尤为重视,为了整治Kallang river的沿河污染,政府集合了各个部门,计划用10年时间将Kallang水域的河流清理干净。重点将河流边上的污染源(尤其是养猪场)和一些沿河的居民迁移到远离河流的地方,提升污水处理设施。
第三个阶段为增进人与河流与自然交流的阶段。也就是从2006年开始的ABC计划(Active, Beautiful, CleanWaters),利用水域的潜力,将其整合到公民的环境和生活中去。Bishan Park中的河流改造就是这个计划当中的一个项目。
Bishan park 以及Kallangriver的位置及关系
图片来源:通过Google map制作
BishanPark
BishanPark是新加坡最受欢迎的公园之一,位于新加坡的心脏地带。作为ABC计划的一部分,公园内的Kallang river经过改造从一个功能单一的混凝土河道,变成一条多功能的自然河流。
改造前 改造后
图片来源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Before_and_After_Aerial_View_of_Kallang_River.jpg
其实Bishan park的河流改造的概念很简单,就是‘More River More Park’。改造之前,Bishan park内的Kallang river原来是一个长达2.7公里的长直混凝土排水渠,硬化水道最宽为24米宽,水道的功能非常单一,仅仅为排洪使用,水道与公园形成完全分割的局面。经过河道改造后以后,现在公园内混泥土排水道变成了一个长达3.2公里的自然弯曲河流。因为我们都知道河流是动态的,有丰水期和枯水期,在枯水期的时候,河流所占领的空间很小,公园空间很大,人可以轻松的进行亲水活动。而在丰水期的时候,自然河道的水体将会变宽,最宽可达到100米,而公园的绿地空间将会缩小为水体提供容纳空间。从而形成了一个动态互补的机制。
Kallang river修复概念
图片来源:http://blogs.gsd.harvard.edu/loeb-fellows/files/2012/11/AD-Ref_Singapore_Bishan-Park.pdf
2. RiverSomer - Midsomer Norton, UK
如果说Bishan park的水体修复工程过于庞大,建设费用昂贵(大约6000万美元),可能更适合于大城市,那么这里我介绍的这个英国诺顿的项目,则可以为一些小城镇的水道改造提供参考。
Riversomer 改造前
图片来源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Midsomer_Norton_High_Street_-_geograph.org.uk_-_432264.jpg
River Somer位于英国诺顿的中心街,改造项目为一条167米笔直的城市排水道。整个工程花费仅仅为4万英镑(36万人民币)。因为长期淤泥的堆积,河道的清理给城市的维护带来了很大的麻烦。这个项目的改造目的,就是希望通过将笔直的河道改造为弯曲的河道,利用水体动力(侵蚀和堆积)的原理来减少对河道清淤的定期维护,降低维护费用。同时增加城市美观和一定的自然生态价值。
改造概念
河道的改造概念也很简单 ---- 把河道变弯。首先是利用石块,沿着河道边缘围出小的弧形,然后再往内部填充淤泥以提供植物种植的底床;最后在河道中铺一点石子。除了设计概念外,这个项目还有个非常吸引的地方就是居民参与。项目邀请了周围居民参与进来进行施工过程,居民可以参与到对水道的改造中,比如种植植物,摆放河道石块位置形态等等。
River somer改造前和改造后
图片来源:http://www.geograph.org.uk/photo/1457525
http://www.studia.photos/tag/midsomer-norton/
结语
简单总结下,这篇短文我们简单阐述了2个案例,第一个新加坡的Bishan park,虽然投资比较高,但是同时也为城市居民和环境带来了很大的利益。第二个项目投资小,比较适合小城镇,或者是在市中心,一些尺度比较小的水道参考。随着城市和居民对于环境要求的提高,水道的发展也向生态的方向转变。虽然城市水道的改造方法有很多,但是有两点非常重要。第一点就是整体性。水道的改造需要以城市规划的角度出发,从整个水域的范围进行探讨计划修复,而不是从场所的红线入手。这一点从新加坡1977开始的10年河道清理计划中就可以得到印证,水道改造需要多方面参与。第二点就是多功能性。以前城市修建的水道可能更偏向于单一的泄洪,或者排污。然而现在的城市发展,单一的硬化河道无法继续满足雨洪和居民对自然空间的需求。未来的城市河流,需要在提供应对洪水功能的同时,也为居民创造室外的亲水空间。这一点也说明河道的改造需要多学科的协助。
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