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韧性城市视角下海岸带地区景观规划设计探索——以深圳市小梅沙海岸带地区为例

摘要:随着我国经济快速发展,人民生活水平不断提高,海岸带凭借其天然景观特质往往成为大众旅游的热点区域,海岸带景观开发建设也如火如荼展开。然而,我国在海岸带开发、设计与建设的过程中往往偏重追求眼前经济利益,忽视海岸带生态系统的承载力,致使海岸带自然风貌与生态环境遭受严重破坏,失去抵御自然灾害的弹性适应力。韧性城市设计理论发展已日趋成熟,其“适应”和“利用”灾害的理念能为我国海岸带景观规划设计提供一个良性发展的方向。

 

以深圳小梅沙海岸带地区设计项目为例,本文分析了海岸带地区现状及存在问题,从韧性城市视角出发,初步探索基于韧性城市设计理论的海岸带景观规划设计策略。介绍了应对风暴潮的策略,因地制宜地选取了人工礁石、珊瑚岛、生态护岸、防浪构筑物建立多级防护系统;雨洪管理中,针对上游、中游、下游,设计水资源分段管理与雨水净化系统;力求恢复生态系统完整性,识别小梅沙的重要生境,构建山海生态廊道;共筑海岸带地区韧性基底。希望能为我国海岸带景观规划设计提供新视角,为今后类似项目提供一定的设计参考依据。

 

本文被2020年中国城市规划年会论文集收录

并将以墙报形式在年会集中展示

 

关键词:海岸带,韧性城市,景观规划设计,小梅沙

 

1.引言

 

1.1 人类干扰是城市海岸带地区遭受破坏的主要原因

 

海岸带是海陆之间相互作用的交界地带,是衔接海陆生态环境的重要过渡空间,是多种动植物赖以生存的栖息地,具有极高的生态价值,是维护沿海地区生态安全和保护区域物种多样性的重点区域。同时,海岸带也是城市环境和海洋自然环境冲突的地带,凭借其优越的地理位置和生态资源,往往是沿海城市开发的集中区域。自20世纪以来,我国沿海地区率先发展起来,海岸带开发建设如火如荼进行,生态环境遭受了不同程度破坏,不仅侵扰了场地内动植物的繁衍生息,也威胁到沿海地区居民的生命和财产安全。海岸带生态系统遭受破坏后不具备自我恢复的能力,让我们不得不正视海岸地区生态环境修复问题。

 

1.2 韧性城市理论的发展与基本理念

 

全球极端气象导致的突发灾害不断发生,城市系统屡屡受挫,韧性城市顺势发展,逐渐成为城市规划设计研究的炙手可热的话题。在城市规划领域,韧性的研究起源于1990年代,随着可持续城市研究的发展探索,国内外均提出了“韧性城市”概念及相关理论与方法,国外学者也构建了诸多韧性评价指标模型,提出诸多韧性评价指标(USAID,2007; ARUP, 2009; Butsch C., Etzold B.;2009;UNH-EHS, 2009; KUC, 2014);也开展了较多韧性规划实践。相比之下,我国在韧性城市规划设计方面起步较晚,尚处于探索起步阶段。

 

根据奥雅纳与洛克菲勒基金会于2013-2018年合作开展的研究,韧性城市定义为城市在遭受到任何持续慢性的压力或突然的灾害冲击时生存、适应并发展的能力。相较于传统城市只关注特定灾害的应对能力,韧性城市更关注城市多维度承受灾害的能力以及灾后快速恢复、适应新需求和潜在革新能力。因此,韧性城市是一个极其复杂、庞大的系统,由多种系统和耦合系统的累积和持续韧性综合构成。杰哈(Jha)、迈纳(Miner)[2]等认为城市韧性有四个主要的组成部分,即基础设施韧性(infrastructural resilience)、制度韧性(institutional resilience)、经济韧性(economic resilience)和社会韧性(social resilience)。其中与景观规划设计相关的主要是与基础设施韧性方面相关,更多地聚焦生态韧性,即城市生态系统在重新组织并形成新结构之前所能化解变化的程度。

 

1.3 韧性城市理论对海岸带建设的指导作用

 

韧性城市理论被看作是应对城市系统不确定性和外来非线性冲击的一种有效办法,相关理论同样适用于城市海岸带景观规划设计。城市海岸带是人类活动与自然环境激烈冲突的交界地带,既受到腹地城市人类频繁干扰的影响,又面临外部自然环境中不确定灾害的威胁,构建韧性海岸带有利于恢复生态系统,增强城市边缘应对灾害的能力,减少灾害应对和灾后修复的经济损失。

 

相对于韧性海岸带,传统海岸带往往构筑生硬的工程防御设施“抵御”和“控制”灾害,虽然看似坚固,实则脆弱,一旦灾害强度超过其承载极限,会导致系统立即失效,设施被摧毁并且难以恢复。而韧性海岸带应对灾害的态度是“适应”和“利用”,兼具自然系统的生态弹性和人工系统的工程弹性,对不同等级的灾害有着更好的适应性,以及具备在灾害后适应、自发组织重建的能力。

 

在韧性海岸设计中首先需要明确韧性的对象,即海岸带可能面临的灾害,如台风、风暴潮、洪涝等;其次,寻求韧性的主体,即可以在哪些方面实现韧性,例如河流、湿地和公园组成的自然弹性生态系统、必要的海岸工防设施等。

 

2.小梅沙海岸带地区面临的问题

 

小梅沙位于深圳市盐田区大鹏湾畔,是距离深圳市中心区最近的综合性海滨旅游度假区,距福田中心28公里,距盐田副中心10公里。在新海洋时代,依托大湾区协同发展的战略背景,小梅沙的区位价值凸显,核心价值在于地处香港--深圳构建大鹏湾海陆生态环的核心位置,是将湾区资源优势转换为成为深圳东进策略以及盐田蓝色生态经济的重要增长极(见图1)。

 

 

  图1 小梅沙区位分析

来源:作者自绘

 

规划统筹面积387公顷,其中陆域面积253公顷,海域面积134公顷(见图2)。

 

 

  图2 小梅沙规划统筹范围界定

来源:项目甲方资料

 

在地貌上,小梅沙海岸地貌带的类型为港湾山地海岸,主要由沙滩、沙堤、潟湖平原组成,其中沙滩岸线长800米,宽30~50米。在地形上北、西、东三面环山,海拔高程0~212米。北侧和西南侧山体区域高程较高,中间水库溪流及平原地区地势低洼。北侧的丘陵地区坡度在15%以上,但沙滩平原处坡度较缓,均小于5%。

 

做为深圳立市以来最早开发的滨海旅游度假区之一,小梅沙历经30年依旧承担旅游、度假、休闲、会议等功能,现片区年接待游客量约200万人次,高峰期日可接待游客量逾3万人次。然而近十余年来小梅沙片区的改造步伐缓慢,交通组织问题突出,片区产品、景观建筑与配套设施均已陈旧落后,严重制约其发展,小梅沙在等待一个全新的形象。

 

2.1 小梅沙面临的极端气候的威胁

 

在气候上,小梅沙常年经受自然灾害的考验。小梅沙属亚热带季风气候,雨多风频,降水量普遍高于蒸发量,年降水量1934mm,蒸发量为1614mm。常年风向为夏季盛行偏东南风,其余季节盛行东北季风。夏季长达6个月,年平均气温22℃。

近十年来,小梅沙被列为深圳市气象灾害防御重点单位名单,海洋灾害以台风、风暴潮为主,海岸侵蚀、暴雨与流域性洪涝等灾害均有不同程度发生。

 

2.1.1 台风与风暴潮

 

官方气象数据显示,小梅沙海域7-9月台风和风暴潮灾害发生频率较高,属不规则半日潮,平均潮差1.07m,最大潮差2.72m,潮流速度平稳。在台风侵袭期间最大风速大于40m/s,当台风进行20°N 以北,115.5°~114°E之间海域,且风向为SSE时产生风暴潮(见图3),平均风暴潮潮位2.5-3.5m。

 

 

  图3 小梅沙片区极端风场可视化分析

来源:https://earth.nullschool.net/

 

场地东南面海浪高于西南侧3-4 米,其中东南海浪浪高5.56m, 海频高峰值同样位于东南方,占海频总值的44%。所以小梅沙沙滩受来自东南方向的强浪较多,在东西两侧形成天然湾区。根据盐田区综合发展规划(2015-2030年),小梅沙所在区域防风暴潮标准为100年一遇,海堤标准200年一遇。目前场地防潮堤自西向南主要界面分别为天琴湾堤路、沙滩北侧堤路以及背仔角栈道(见图4)。

 

 

  图4 小梅沙海岸带地区防潮堤现状

来源:www.baidu.com

 

2018年是小梅沙历尽劫难的一年,据深圳市自动气象站台风风雨影响综合年景指数计算结果,全年台风风雨影响综合年景指数达到76.8,成为近十年来最严重的一年。其中,给小梅沙带来重创的台风“山竹”破坏强度大,带来30多年来最严重的风暴灾害。期间12级以上阵风持续13小时,10级以上阵风持续25小时,引起灾害性海浪峰值达5米。小梅沙沙滩海沙被卷走超7万多立方,约2000米的堤岸及道路冲垮,绿化、公共建筑设施及构筑物严重受损(见图5),直接经济损失预估超过5000万元。

 

 

  图5 “山竹”给小梅沙海岸带地区带来的破坏

来源:www.baidu.com

 

2.1.2 海岸侵蚀

 

盐田滨海属于侏罗纪海岸线地质遗迹景观带,是火山岩、花岗岩和海岸地质地貌的天然博物馆。小梅沙主要土壤类型为山地黄壤、赤红壤和滨海沙土,分布在场地不同区域。区内地质古老,受到海水的侵蚀与海浪的冲击,呈现逐渐退化的趋势。

 

2.1.3 暴雨与流域性洪涝灾害

 

规划区域内水体较为独立,上游建有叠翠湖水库,是小梅沙地区生活饮用水的水源地之一,其周边范围属重点水源保护区。中游由于山区地形而形成了三条主要的山溪通道,并于下游小梅沙城市界面汇集排入海洋。但城市水系互相独立,连接不畅,且没有充分利用场地的水资源。当极端天气来临时缺乏应对能力力,强风暴雨过后的流域性洪涝灾害也是小梅沙近五年来自然灾害中发生频率较高、危险程度较严重的灾害之一。洪涝灾害发生有很强的季节性,受灾时间多集中在4~10月份,尤以6-8月份受灾天数最多。洪涝高峰时期常导致小梅沙交通阻断、公共基础设施受损、房屋被淹等,经济损失严重。

 

2.2 小梅沙面临的人类活动的威胁

 

人类活动对小梅沙带来的威胁主要体现在城市开发打破自然生态系统连续性的层面。小梅沙咸淡水交织的环境造就活跃的生态体系,以海洋为核心形成林鱼虫鸟的特征性生态群落,自海向陆形成了海洋生态系统、海岸带生态系统、城镇生态系统以及低山丘陵生态系统。动植物种类丰富、生态资源良好,但同时生态环境具有高敏感性,容易受到破坏。

 

小梅沙是山海廊道的节点,山与海都是场地最重要的生物栖息地。但近年来随着城市发展,自然生态体系受到巨大冲击,原本相连的山海生态空间被交通道路、开发用地切断,造成生境破碎化,也会直接导致山海汇水路径被割裂(见图6)、山海生物廊道被打断。此外,部分丘陵山地的植被为未成熟次生林,生态稳定性较低,生态链的断裂导致物种多样性缺失,自我修复能力大大减弱。

 

 

  图6 灰色基础设施对山海汇水路径的割裂

来源:作者自绘

 

2.3 问题小结

 

应对台风、风暴潮、洪涝等自然灾害,必须构建安全的滨海防线。工业革命以来,工程技术水平得到极大的提升,硬质灰色的工程设施成为防御风暴潮、雨洪等的有力盾牌,如海堤、护岸、防波堤、顺坝、地下管网设施等等。但是随着时间流逝,人们渐渐发现庞大的海洋工程设施对海洋生物迁徙、环流等都产生了影响。在被风暴潮、海浪冲击后,修葺、维护的投入很高。同时功能单一的工程设施在平日里被闲置,占据了大量的城市空间,割裂城市[4]。而地下管网设施甚至以及超过负载,无法完成其应有的功能了。人类为了解决极端天气灾害的问题而从事的一系列人类活动,反而更加剧了城市生态系统的问题,形成了恶性循环,打破这个循环,走向良性发展,迫在眉睫。

 

所以如何确保小梅沙能够抵御极端气候的影响,保障滨海开发空间的安全成为片区更新的首要议题。另一方面,面对场地生态系统的复杂性和生态环境的高度敏感性,如何更好地平衡开发与生态保护?如何最小化基础设施建设对生态系统的分割,协调和保护生物多样性,重塑一个山海一体的生命共同体?正视人类活动给场地带来的生态挑战,这个挑战也是片区规划不可忽视的重要问题。

 

3.韧性城市视角下的小梅沙海岸带景观规划设计策略

 

在韧性城市视角下,景观基础设施需要提高自身的韧性。首先,要加强景观基础设施与自然的联系,将城市与自然相接,把外界的干扰当成自然中动态变化的过程。其次,景观基础设施不应像灰色工程设施只有单一防护功能,而是具有多重功能,满足生态、游憩、审美等多重需求,增强系统的整体多样性,不至于在冲击下导致整体崩溃。最后,景观基础设施是一个功能性网络,联系不同尺度之间的各个系统,提高城市韧性。

 

3.1 应对风暴潮、海岸侵蚀的策略

 

3.1.1 设计策略与设计思路

 

风暴潮强度不同,其应对策略不同,空间尺度不同,其相应设施不同,需要根据场地实际情况构筑景观韧性网络。

 

当风暴潮<6m时,可以更多地依靠自然力量或仿自然力量化解,当风暴潮>6m时,则需借助硬质工程的力量。但应注意,应尽力提高传统工程的韧性,赋予其更多的功能。笔者通过查阅案例、研究及文献,总结出以下策略(见图7)。

 

 

图7 应对风暴潮、海岸侵蚀设计策略总结

来源:整理自NYC Urban Waterfront Adaptive Strategies

 

在具体到场地设计、策略选取时,应充分评估风暴潮危害的强度、海岸受侵蚀的状况、梳理场地现状条件及可利用的资源后进行选择与设计。

 

首先应对场地的基础条件、地理地貌等进行探查,判断其具体的受灾风险;其次应根据场地内现有的建设情况、重要程度,结合风暴潮危害区域、百年一遇的洪水泛滥区等范围确定此处的安全等级划分,再结合各策略的优缺点评估各类策略适地性,得出适合此处的策略与方案。需注意,传统工程建设也不是洪水猛兽,过去我们不考虑设计场地的特性与需求,片面强调工程力量,如今我们也不能走向另一个极端,而是要设计因地制宜的景观。

 

3.1.2 小梅沙的四级风暴潮防护系统

 

在小梅沙的设计实践中,面对台风和风暴潮的威胁,充分考虑了场地的现状条件和需求,采取了四级防护措施,构筑成韧性的防护网络(见图8)。小梅沙平均风暴潮高为2.5~3.5m左右,可以考虑建设防护性景观设施系统;在面对更高潮位的风暴潮时,则考虑灰色基础设施的景观化处理。

 

 

  ①人工礁石防浪暗堤 ②珊瑚岛 ③生态护岸 ④防浪构筑物
  图8 小梅沙的四级风暴潮防护系统

来源:自绘

 

人工礁石防浪暗堤是防波防风的第一条防线,它位于海面以下,不会对近岸的活动造成影响,同时,抗冲击能力较强;第二道防线是人工培育的珊瑚岛,不仅能防护风暴潮,也对构建小梅沙更完善的生态系统具有重要意义;第三道防线是各种类型的生态护岸,不仅有消波减浪的功能,还能提供多重生态效益;第四道防线防浪构筑物位于沙滩上,与公共设施构筑物一并构建,造型流线化处理,平时可为小梅沙提供丰富多彩的活动空间,也可以消减风力,并在高潮位风暴潮时提供保护(见图9)。陆上主要通过建筑布局营造通风廊道,疏导急风。

 

 

  图9 小梅沙防浪构筑物

来源:自绘

 

整个四级防护系统可以消减100%的0.5m-1m低潮位风暴潮,90%的3m高潮位风暴潮,70%的5m高潮位风暴潮,台风风力可消减60%左右(见图10)。

 

 

  图10 设计前后风暴潮强度变化

来源:自绘

 

3.1.3 小梅沙的三种生态护岸
 

岸线侵蚀也是小梅沙海岸带地区常见的灾害现象,根据现状,设计沙坝、牡蛎护岸、红树林护岸三种不同的生态护岸应对侵蚀。首先是设计沙坝以保护沙滩,依靠自然波浪的冲力将泥沙向岸滩输移,不仅对环境影响较小,也几乎不会影响人们的旅游活动。其次是牡蛎护岸,牡蛎岛礁除了防止岸线侵蚀、防护风暴潮外,还能够净化水体,提供多样生境,提供多重生态效益。最后是红树林护岸,能够消波减浪,防止侵蚀,构建小梅沙更完善的生态系统,同时红树林景观优美,能够提供生态休闲的场所。(见图11)

 

 
  图11 小梅沙的三种生态护岸

来源:自绘

 

3.2 雨洪管理与水质净化

 

3.2.1 小梅沙雨洪三段式管理

 

小梅沙靠山临海,既有上游的汇流压力,中游水土流失的隐患,也有下游的排放压力。上游地区,设计充分利用叠翠湖水库的蓄洪作用,缓解山区上游带来的雨洪压力。中游地区,着重修补破损、裸露的山体,减少水土流失,同时消除交通干道对自然汇水的阻隔,打造连续的汇水路径(见图12)。

 

 

  图12 小梅沙连续的水系廊道

来源:自绘

 

下游地区,独立水体接纳市政污水,缺乏流通性,导致水质恶化,排放进入海洋时还会进一步造成海水水质下降,应将城市内的各独立水系打通,形成畅通的水系体系,应用海绵城市雨洪管理策略,尽可能地利用一切可以利用的土地,做好从山体到城市的综合水管理。采取下渗、过滤、蓄水等方式减少地表径流。在街道尺度上,应根据相关控制目标做好下凹式绿地、雨水花园、透水铺装等设计,同时注意功能性雨水缓冲蓄积设施与公共空间相结合,做到“平灾结合”。在整体的区域尺度上,各级系统应形成网络,前面提到的微观尺度上的沟渠、绿色街道虽然宽度不大,并不能蓄积大量雨水,但是却如同毛细管网,将湖泊等连接成为系统,快速消纳地表积水,无法消纳的部分则通过雨水管道溢流进入海洋。

 

此外,湖泊作为蓄水空间,也承担了重要的景观、游憩功能,通过水位设计,可将栈道、生态岛屿等设计成可淹没区域,常水位时人们可以正常活动,雨季时则更多地发挥雨洪调蓄作用(见图13)。

 

 

  图13 小梅沙内湖洪涝调蓄设计

来源:自绘

 

3.2.2 小梅沙水质多级净化系统

 

面对水污染和近海富营养化的问题,采取源头控制,沉淀净化等策略,从山、城、海三个层面构筑多级水质净化系统(见图14)。山体径流形成溪流、河道,流经地表裸露区域时有很大的水土流失风险,同时对下游水系带来污染,应着力修复山体场地的裸露边坡,种植保育,更好地控制雨水径流,增加场地下渗能力,净化水体。在城市区域,分散设置一系列雨水花园、植被缓冲带等净化设施,内湖增加生态净化岛,控制进入海洋的水体水质。近岸海洋水质管控上,打造红树林生态护岸,防止海水富营养化。

 

 

  图14 小梅沙水质多级净化系统

来源:自绘

 

3.3 识别重要生境、构建生态廊道

 

设计尊重场地原本良好的生态本底,通过研究分析,锁定关键问题和重要生物资源,保护和完善场地的生态环境,进行分级、低影响开发。

 

在小梅沙的设计实践中,识别、保护陆上重要的森林生境,并恢复海上红树林以及海底珊瑚两个重要生境,形成陆上森林、海上森林、海底珊瑚三大生境(见图15)。结合场地现状,构建五条不同形式的海陆生态廊道(见图16),连接破碎的生境斑块,形成连续、更为完善的生态系统,促进海陆有机循环,为各类生物提供更好的栖息地。

 

 

  图15 小梅沙三大生境

 

 

  图16 小梅沙五大生态廊道

来源:自绘

 

生态廊道根据场地现状采取生态桥或生物隧道的形式,连接山城海之间不同的生境斑块(见图17)。

 

 

  图17 生态廊道形式

来源:自绘

 

4.总结与展望

 

海岸带地区是临海城市发展战略的重要核心,在海洋发展中,需要践行人海和谐共生的理念。安全是海岸带地区发展、开展一系列经济活动的基础,也是设计中必须首要考虑的部分。韧性城市理论,为“安全”带来了新的角度,也赋予了“安全”更多的意义。

 

小梅沙是粤港澳大湾区内紧邻都市却拥有山海景观的宁静海湾,是理想的滨海旅游体验胜地。韧性城市理念融入设计,强化了山、城、海三者联动发展,寻回小梅沙原始生态本底,构建了“小而精”的山海格局。设计提倡生态、防灾、景观体验一体化的韧性海湾,因地制宜地选取设计策略,最大化利用自然生态资源,构建软硬兼备的韧性海岸。

 

韧性基底的构建,表明小梅沙不仅是旅游目的地,也传达着环境保护、有机发展的价值观。可以通过设计与自然互动的景观、结合海洋知识的教育科普活动,增加公众参与程度,形成体验者与海岸带地区良好的互动关系。

 

后续海洋项目的开发,应结合小梅沙现有的海洋气候科学评估结果进行海洋规划,考虑适合小梅沙的自然本底,在灾害预防的前提下,打造安全、有趣的海洋旅游、娱乐项目。

 

参考文献

[1]吴浩田,翟国方.韧性城市规划理论与方法及其在我国的应用——以合肥市市政设施韧性提升规划为例[J].上海城市规划,2016(01):19-25.

[2] Jha A K, Miner T W, Stanton-Geddes Z.Building urban resilience:Principles, tools, and practice[M] .Washington D C:The World Bank, 2013

[3]陈利,朱喜钢,孙洁.韧性城市的基本理念、作用机制及规划愿景[J].现代城市研究,2017(09):18-24.

[4]冯璐.弹性城市视角下的风暴潮适应性景观基础设施研究[D].北京林业大学,2015.

 

撰写:杨铭、韦易伶、魏诗梦
排版:杨铭
校验:何刚
审核:张义英
审定:范嵘

 

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