介绍江苏省-(澳大利亚)维多利亚州海绵城市创新示范基地项目的落地和实践,希望为读者带来有建设性的经验和启示。
▲邹 珊
新加坡南洋理工大学博士,E2Designlab(澳洲亿途环境规划设计咨询有限公司)中国区总监。
张菲莉
任职于昆山市住建局园林科,从事园林绿化专业规划和建设管理工作。
姚 健
生态学博士,昆山市住建局园林科科长。
文|邹珊、张菲莉、姚健 图|由受访者提供
1. 国际合作的建立
在中央提出海绵城市概念之前的2011年,澳洲水敏城市合作研究中心(CRCWSC)即联合世界自然基金会(WWF)与昆山展开合作。2014年,昆山市正式成为CRCWSC在中国的首个国际科技孵化城市,将昆山的城市更新作为科技孵化平台,与CRCWSC共同探索创新符合中国特色的城市规划、设计、技术、政策与工程实施方法,尝试将澳洲水敏城市设计的最新研究成果在昆山落地,将国际化实践中的成果与问题反馈给研究者们,增加理论研究的实际可操作性,在城市的尺度上示范研究理念和功效,并在国内各高校内推动新概念中国本土化的系统性研究,形成产、学、研的良性循环,借此使昆山不断受益。
如上篇所述,昆山市所在区域水网密布,是典型的江南水乡,水资源丰富,但水体污染日益严重。部分原有水塘、湿地、河流成为了建筑用地、道路、停车场,整体调蓄能力急剧下降,城市内涝压力与日俱增。国际合作成果所建立的管理策略,实质是一套综合解决方案,以昆山的生态环境保护与水质提升为主要诉求,以雨洪综合管理及绿色基建为方法,结合昆山的圩区排水模式,使昆山能够应对由气候变化和人口增长造成的水资源压力及生态环境恶化等问题,具备拥有多样化水源的适应力,实现雨洪综合管理的安全性,合理控制污染排放的可持续发展性,提高城市内水体水质的宜居性,其目标与愿景与现今建设昆山海绵城市的初衷不谋而合。
经过近几年的国际合作,昆山愈加明确了属于昆山的“海绵”就是利用仿生学的原理,把自然系统中的水文、水质等功能植入到现代社会的景观里,通过创新型的规划、设计及调整工程方法,系统打造生态型多功能景观以彻底解决城市发展与环境保护的矛盾。
这种新的规划、设计、工程方法一旦落地化后,与依赖各式特定的水处理装置产品相比,造价低廉、可复制性高,即可大幅降低海绵城市建设的造价,又可将落地经验不断辐射其他区域,为将来形成海绵周边产业、加快本地产业升级、形成产学研政企经协同模式做好准备。
而本土转化再创新是一个艰难的过程,本土化不仅是规划策略上的,也在设计和工程实施的无数细节中。
通过与CRCWSC的技术合作,昆山本地实验室研究及工程实践,已完成验证转化的海绵核心技术,包括第二代雨水生物滞留反应系统,以及水处理型人工湿地系统的结构组成、本地过滤介质、介质材料配比、本地适应植被、系统施工方案及后续监测方案。
近年CRCWSC在昆山的十数个建成项目,与昆山共同将海绵核心技术在不同的城市尺度及地块类型中进行摸索性设计与实施,积累了宝贵的经验。
2. 国际合作成果展示——创新示范基地项目
2018年,昆山与CRCWSC共同研究确定(中国)江苏省-(澳大利亚)维多利亚州海绵城市创新示范基地项目,集合土木工程、城市规划、园林景观、环境学、地理学、生态学、社会学等多学科理论交叉,对自身传统城市排水系统的理解和规划进行了彻底革命,将最新的海绵城市/水敏城市设计相关的创新技术如何服务于昆山海绵策略的阶段性成果进行集中展示。
该项目旨在打造海绵城市的科技孵化中心、产业培育中心和实践培训中心,最终成为中澳城市可持续治水领域务实合作的典范。
2.1 项目条件
基地面积约为10公顷,位于原农业区内,受长江三角洲典型的高地下水位影响。近几十年来,该地区已经转变为城市住宅区和商业建筑区,只保留了这块由南向北的绿色农业走廊用于电力系统和地下燃气管道的建设。5万伏高压电线塔靠近南、北边界,较高的立体高压线网络给场地建筑选址和日常体验增加了较多的限制。
基地周围的用地性质主要向高密度住宅方向发展,包括住宅公寓和政府工业设施,通常沿街建设在两边的大面积地块中。基地内有部分地块作为施工乔木移栽的临时苗圃,有附近居民自辟的块状菜田,还有残余的本地(圩内)河道系统,是典型的长江三角洲和“水城”昆山的城市水系网络。
2.2 基地示范方案
作为中澳合作海绵城市建设成果展示项目,中澳设计团队进行了联合设计工作。澳洲团队由CRCWSC协同水生态团队E2designlab、景观团队REALM Studio、建筑团队BKK Architects多领域学科交叉合作,共同完成了项目前期的总体规划、概念设计及重点系统的方案深化,昆山住建局领导的本土设计团队江苏省规划设计集团进行了施工图的绘制,并由昆山市城市绿化公司代建项目一期的实施。
(1)停车场径流控制——以结构树池形式的雨水滞留反应器系统为主,对径流进行滞纳去污,再排放回市政管网,地表树池占地面积小;
(2)海绵道路展示区——分别在道路不同段落展示在中分带及侧分带中植入海绵系统对道路径流进行水质及水量的排放控制;
(3)圩区循环型人工湿地——(其余规划方案解析请参阅杂志)
设计方案中的展示技术总计30余项,从规划到设计,从实施到后续检测,微缩性地展示了水敏/海绵城市支撑现代城市发展的方向和节奏。如何将生态功能系统与景观和建筑在功能与形态中进行落地化的融合,是基地展示的重中之重。
此次项目在设计阶段的融合由澳洲团队为开端,水生态、景观和建筑团队秉持共同的项目愿景,经过多轮设计工作,对设计方案进行反复讨论、推演、妥协和修改。
基地项目的设计方案以水敏/海绵理念及功能为核心,以景观的外观融合为最终呈现,海绵水规划主题主导了建筑的概念表达,建筑对空间进行增添和弥补,而不是干涉或干扰景观整体效果。
这种方法的目的在于突出水敏/海绵功能型景观,并将建筑视作一个城市主导的公共开放空间的一个整合水体、景观及昆山所地江南特色的庭院文化的元素。
昆山本地团队沿用了澳洲团队的跨领域合作框架,作为未来海绵城市在中国落地实施的进一步探索,为城市的可持续性发展提供水环境支撑,为城市应对全球气候变迁提供更好的适应弹性,为居民提供更为宜居的生活环境。
2.3 项目实施
目前基地已基本实施了一期工程,入口水景、多功能停车场、圩区循环型湿地内乔木种植、河岸梯度生态修复带、生态海绵型道路系统的灰色结构实施基本完成,植被种植刚刚结束(图片请参阅杂志)。
一期工程着重于道路型雨水滞留型反应器的模块化打造,并将适用于本土雨水滞留反应器和人工湿地的植被种类进行了多样性的展示。雨水滞留反应器内的核心技术重点是过滤介质的本土化材料组成及成分配比,而人工湿地的核心是湿地功能分区、水深布局,以及与公园景观形态上的融合。
常规人工湿地以小型水生植物为主,基地内的人工湿地则有大量城市沼泽水生乔木,既提升城市的森林覆盖率,发挥森林的生态功能,又作为人工湿地的水处理功能区,水杉、水松等逐渐发育出气根,其水下组织附着的菌团可持续对河道入水进行污物吞噬、净化水体,同时又是城市内极为少见的水生乔木沼泽区,其可提供鸟类的安全防御区、休憩区、繁殖区,在开阔水面之外为水生动植物提供了阴影遮蔽区,极大地丰富了城市的生态栖息地类型,为提升城市生态多样性发挥积极效应。
3. 国际合作启示——水与公共空间价值观的重新建立
在昆山与澳洲水敏行业的国际合作过程中,首先对行业传统设计模式进行冲击的,是多领域合作的新型设计模式,而其最终目的是实现将传统公共空间向功能化绿色基础设施的转变。
生态型技术的原理早在20世纪70年代已被科学界所认可,但其在国内城市规划与设计中的应用却凤毛麟角,其中暗藏的是我们对水与公共开放空间的价值观的理解,与城市发展进程需求的错位。
水与公共空间之于一个城市的深层含义,一直随着城市化进程中我们对城市的需求与索取的不断加剧,而逐步演变着。
在传统城市发展概念里,水,作为无差别化的商品中的一种,以水质为商品质量,被放在“市场”上,根据供需关系及“生产”成本被估值计算,水的价值依此在金融领域被货币化。
这种对水的资源狭窄性和强金融相关的传统理解,严重低估了水的实际“价值”与其相应的危险,而根据被低估的水的“价值”所作出的城市发展和工程决策,直接导致了近十年愈演愈烈的城市环境安全、健康问题及大量的人员和经济损失,如普遍存在的水资源耗竭性使用造成的资源不足、低标准排放后水质急剧恶化造成的水质型资源短缺及生活环境恶劣、粗放式城镇开发造成的城市内涝等等。这些问题背后,恰恰呈现了水的“金融价值”所未能涵括的重要部分。
解决这些问题的关键在于对水的非市场化成本的重新认识,以及对水在更广阔的经济层面所带动的利益进行深层关联研究,将水相关不当决策造成的直接、间接经济损失,如环境恶化对城市宜居性的降低以及其间接引发的人才流失所造成的经济损失,与水的价值直接联系起来,树立全新的水的价值观,从而指导决策,诸如分散式雨水处理和回收利用等新的水相关城市发展策略。
与水相似的,公共空间在城市发展中的实际价值也被严重低估。在传统认知中,生态园林作为城市公共开放空间,其建设重点仍普遍围绕景观的视觉美观与文化的空间传播,但对城市发展的最新解读,则要求新型海绵城市、智慧城市中的园林承载更多综合水管理与“生态服务功能”——这是一种新型的绿色基础设施。
随着环境工程及生态科学的不断发展,将公共空间改造为绿色基建的技术壁垒早已被打破。但国内绿色基建的发展却仍然举步维艰。究其原因就在于传统开放空间价值体系下,其建造成本与价值的粗暴对等,忽视、漠视了原本可由绿色基建减少甚至避免的各种可直接金融估值的社会经济损失,及绿色基建能带来的仍难以金融估值化的环境生态利益。
越来越多的证据表明,绿色基建有利于当地社区经济。我们已有的研究储备,已能够将绿色基建所带来的诸如更高的供水安全及更低的洪水侵害做净现值的量化。
例如,经济分析发现,澳洲昆士兰地区房产的增值额大约为周边绿色基建估值的90%。公共健康方面,每增加10%的树荫面积则可降低0.5°C ~1°C ,并间接降低地区居民的死亡率及医疗投入。而绿色基建产生的难以被金融估值的价值包括增强的城市环境多样性及水生系统的生态健康,以及(在绿色基建中活动的)居民获得的更好的心理和身体健康。
只有根据落地城市发展需求及环境困境建立正确的水与空间价值体系,对生态足迹(生态功能型景观所占面积)的决策才可能是最适合当地实际条件的,既不会因一时的政策风向追求盲目跃进,也不会因为对其价值的低估而消极滞后,这正是我们所倡导的新型海绵理念。
昆山在与澳洲水行业合作进程中,技术层面更新之外的收获,即海绵理念的提升。真正的落地化海绵城市建设,只能基于对现代开放空间和水的新“价值”的理解与发现,由大生态格局出发,全面考量可持续综合水资源环境管理、城市粮食生产、城市生态修复及微气候调节等现代城市景观的“生态服务功能”价值,在新价值观而非政策方向的动力牵引下,以最小生态足迹实现城市目标愿景为原则,长久地实施贯彻海绵城市的建设。
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