韌性城市視角下海岸帶地區景觀規劃設計探索——以深圳市小梅沙海岸帶地區為例

摘要:隨著我國經濟快速發展,人民生活水平不斷提高,海岸帶憑借其天然景觀特質往往成為大眾旅游的熱點區域,海岸帶景觀開發建設也如火如荼展開。然而,我國在海岸帶開發、設計與建設的過程中往往偏重追求眼前經濟利益,忽視海岸帶生態系統的承載力,致使海岸帶自然風貌與生態環境遭受嚴重破壞,失去抵御自然災害的彈性適應力。韌性城市設計理論發展已日趨成熟,其“適應”和“利用”災害的理念能為我國海岸帶景觀規劃設計提供一個良性發展的方向。

 

以深圳小梅沙海岸帶地區設計項目為例,本文分析了海岸帶地區現狀及存在問題,從韌性城市視角出發,初步探索基于韌性城市設計理論的海岸帶景觀規劃設計策略。介紹了應對風暴潮的策略,因地制宜地選取了人工礁石、珊瑚島、生態護岸、防浪構筑物建立多級防護系統;雨洪管理中,針對上游、中游、下游,設計水資源分段管理與雨水凈化系統;力求恢復生態系統完整性,識別小梅沙的重要生境,構建山海生態廊道;共筑海岸帶地區韌性基底。希望能為我國海岸帶景觀規劃設計提供新視角,為今后類似項目提供一定的設計參考依據。

 

本文被2020年中國城市規劃年會論文集收錄

并將以墻報形式在年會集中展示

 

關鍵詞:海岸帶,韌性城市,景觀規劃設計,小梅沙

 

1.引言

 

1.1 人類干擾是城市海岸帶地區遭受破壞的主要原因

 

海岸帶是海陸之間相互作用的交界地帶,是銜接海陸生態環境的重要過渡空間,是多種動植物賴以生存的棲息地,具有極高的生態價值,是維護沿海地區生態安全和保護區域物種多樣性的重點區域。同時,海岸帶也是城市環境和海洋自然環境沖突的地帶,憑借其優越的地理位置和生態資源,往往是沿海城市開發的集中區域。自20世紀以來,我國沿海地區率先發展起來,海岸帶開發建設如火如荼進行,生態環境遭受了不同程度破壞,不僅侵擾了場地內動植物的繁衍生息,也威脅到沿海地區居民的生命和財產安全。海岸帶生態系統遭受破壞后不具備自我恢復的能力,讓我們不得不正視海岸地區生態環境修復問題。

 

1.2 韌性城市理論的發展與基本理念

 

全球極端氣象導致的突發災害不斷發生,城市系統屢屢受挫,韌性城市順勢發展,逐漸成為城市規劃設計研究的炙手可熱的話題。在城市規劃領域,韌性的研究起源于1990年代,隨著可持續城市研究的發展探索,國內外均提出了“韌性城市”概念及相關理論與方法,國外學者也構建了諸多韌性評價指標模型,提出諸多韌性評價指標(USAID,2007; ARUP, 2009; Butsch C., Etzold B.;2009;UNH-EHS, 2009; KUC, 2014);也開展了較多韌性規劃實踐。相比之下,我國在韌性城市規劃設計方面起步較晚,尚處于探索起步階段。

 

根據奧雅納與洛克菲勒基金會于2013-2018年合作開展的研究,韌性城市定義為城市在遭受到任何持續慢性的壓力或突然的災害沖擊時生存、適應并發展的能力。相較于傳統城市只關注特定災害的應對能力,韌性城市更關注城市多維度承受災害的能力以及災后快速恢復、適應新需求和潛在革新能力。因此,韌性城市是一個極其復雜、龐大的系統,由多種系統和耦合系統的累積和持續韌性綜合構成。杰哈(Jha)、邁納(Miner)[2]等認為城市韌性有四個主要的組成部分,即基礎設施韌性(infrastructural resilience)、制度韌性(institutional resilience)、經濟韌性(economic resilience)和社會韌性(social resilience)。其中與景觀規劃設計相關的主要是與基礎設施韌性方面相關,更多地聚焦生態韌性,即城市生態系統在重新組織并形成新結構之前所能化解變化的程度。

 

1.3 韌性城市理論對海岸帶建設的指導作用

 

韌性城市理論被看作是應對城市系統不確定性和外來非線性沖擊的一種有效辦法,相關理論同樣適用于城市海岸帶景觀規劃設計。城市海岸帶是人類活動與自然環境激烈沖突的交界地帶,既受到腹地城市人類頻繁干擾的影響,又面臨外部自然環境中不確定災害的威脅,構建韌性海岸帶有利于恢復生態系統,增強城市邊緣應對災害的能力,減少災害應對和災后修復的經濟損失。

 

相對于韌性海岸帶,傳統海岸帶往往構筑生硬的工程防御設施“抵御”和“控制”災害,雖然看似堅固,實則脆弱,一旦災害強度超過其承載極限,會導致系統立即失效,設施被摧毀并且難以恢復。而韌性海岸帶應對災害的態度是“適應”和“利用”,兼具自然系統的生態彈性和人工系統的工程彈性,對不同等級的災害有著更好的適應性,以及具備在災害后適應、自發組織重建的能力。

 

在韌性海岸設計中首先需要明確韌性的對象,即海岸帶可能面臨的災害,如臺風、風暴潮、洪澇等;其次,尋求韌性的主體,即可以在哪些方面實現韌性,例如河流、濕地和公園組成的自然彈性生態系統、必要的海岸工防設施等。

 

2.小梅沙海岸帶地區面臨的問題

 

小梅沙位于深圳市鹽田區大鵬灣畔,是距離深圳市中心區最近的綜合性海濱旅游度假區,距福田中心28公里,距鹽田副中心10公里。在新海洋時代,依托大灣區協同發展的戰略背景,小梅沙的區位價值凸顯,核心價值在于地處香港--深圳構建大鵬灣海陸生態環的核心位置,是將灣區資源優勢轉換為成為深圳東進策略以及鹽田藍色生態經濟的重要增長極(見圖1)。

 

 

  圖1 小梅沙區位分析

來源:作者自繪

 

規劃統籌面積387公頃,其中陸域面積253公頃,海域面積134公頃(見圖2)。

 

 

  圖2 小梅沙規劃統籌范圍界定

來源:項目甲方資料

 

在地貌上,小梅沙海岸地貌帶的類型為港灣山地海岸,主要由沙灘、沙堤、潟湖平原組成,其中沙灘岸線長800米,寬30~50米。在地形上北、西、東三面環山,海拔高程0~212米。北側和西南側山體區域高程較高,中間水庫溪流及平原地區地勢低洼。北側的丘陵地區坡度在15%以上,但沙灘平原處坡度較緩,均小于5%。

 

做為深圳立市以來最早開發的濱海旅游度假區之一,小梅沙歷經30年依舊承擔旅游、度假、休閑、會議等功能,現片區年接待游客量約200萬人次,高峰期日可接待游客量逾3萬人次。然而近十余年來小梅沙片區的改造步伐緩慢,交通組織問題突出,片區產品、景觀建筑與配套設施均已陳舊落后,嚴重制約其發展,小梅沙在等待一個全新的形象。

 

2.1 小梅沙面臨的極端氣候的威脅

 

在氣候上,小梅沙常年經受自然災害的考驗。小梅沙屬亞熱帶季風氣候,雨多風頻,降水量普遍高于蒸發量,年降水量1934mm,蒸發量為1614mm。常年風向為夏季盛行偏東南風,其余季節盛行東北季風。夏季長達6個月,年平均氣溫22℃。

近十年來,小梅沙被列為深圳市氣象災害防御重點單位名單,海洋災害以臺風、風暴潮為主,海岸侵蝕、暴雨與流域性洪澇等災害均有不同程度發生。

 

2.1.1 臺風與風暴潮

 

官方氣象數據顯示,小梅沙海域7-9月臺風和風暴潮災害發生頻率較高,屬不規則半日潮,平均潮差1.07m,最大潮差2.72m,潮流速度平穩。在臺風侵襲期間最大風速大于40m/s,當臺風進行20°N 以北,115.5°~114°E之間海域,且風向為SSE時產生風暴潮(見圖3),平均風暴潮潮位2.5-3.5m。

 

 

  圖3 小梅沙片區極端風場可視化分析

來源:https://earth.nullschool.net/

 

場地東南面海浪高于西南側3-4 米,其中東南海浪浪高5.56m, 海頻高峰值同樣位于東南方,占海頻總值的44%。所以小梅沙沙灘受來自東南方向的強浪較多,在東西兩側形成天然灣區。根據鹽田區綜合發展規劃(2015-2030年),小梅沙所在區域防風暴潮標準為100年一遇,海堤標準200年一遇。目前場地防潮堤自西向南主要界面分別為天琴灣堤路、沙灘北側堤路以及背仔角棧道(見圖4)。

 

 

  圖4 小梅沙海岸帶地區防潮堤現狀

來源:www.baidu.com

 

2018年是小梅沙歷盡劫難的一年,據深圳市自動氣象站臺風風雨影響綜合年景指數計算結果,全年臺風風雨影響綜合年景指數達到76.8,成為近十年來最嚴重的一年。其中,給小梅沙帶來重創的臺風“山竹”破壞強度大,帶來30多年來最嚴重的風暴災害。期間12級以上陣風持續13小時,10級以上陣風持續25小時,引起災害性海浪峰值達5米。小梅沙沙灘海沙被卷走超7萬多立方,約2000米的堤岸及道路沖垮,綠化、公共建筑設施及構筑物嚴重受損(見圖5),直接經濟損失預估超過5000萬元。

 

 

  圖5 “山竹”給小梅沙海岸帶地區帶來的破壞

來源:www.baidu.com

 

2.1.2 海岸侵蝕

 

鹽田濱海屬于侏羅紀海岸線地質遺跡景觀帶,是火山巖、花崗巖和海岸地質地貌的天然博物館。小梅沙主要土壤類型為山地黃壤、赤紅壤和濱海沙土,分布在場地不同區域。區內地質古老,受到海水的侵蝕與海浪的沖擊,呈現逐漸退化的趨勢。

 

2.1.3 暴雨與流域性洪澇災害

 

規劃區域內水體較為獨立,上游建有疊翠湖水庫,是小梅沙地區生活飲用水的水源地之一,其周邊范圍屬重點水源保護區。中游由于山區地形而形成了三條主要的山溪通道,并于下游小梅沙城市界面匯集排入海洋。但城市水系互相獨立,連接不暢,且沒有充分利用場地的水資源。當極端天氣來臨時缺乏應對能力力,強風暴雨過后的流域性洪澇災害也是小梅沙近五年來自然災害中發生頻率較高、危險程度較嚴重的災害之一。洪澇災害發生有很強的季節性,受災時間多集中在4~10月份,尤以6-8月份受災天數最多。洪澇高峰時期常導致小梅沙交通阻斷、公共基礎設施受損、房屋被淹等,經濟損失嚴重。

 

2.2 小梅沙面臨的人類活動的威脅

 

人類活動對小梅沙帶來的威脅主要體現在城市開發打破自然生態系統連續性的層面。小梅沙咸淡水交織的環境造就活躍的生態體系,以海洋為核心形成林魚蟲鳥的特征性生態群落,自海向陸形成了海洋生態系統、海岸帶生態系統、城鎮生態系統以及低山丘陵生態系統。動植物種類豐富、生態資源良好,但同時生態環境具有高敏感性,容易受到破壞。

 

小梅沙是山海廊道的節點,山與海都是場地最重要的生物棲息地。但近年來隨著城市發展,自然生態體系受到巨大沖擊,原本相連的山海生態空間被交通道路、開發用地切斷,造成生境破碎化,也會直接導致山海匯水路徑被割裂(見圖6)、山海生物廊道被打斷。此外,部分丘陵山地的植被為未成熟次生林,生態穩定性較低,生態鏈的斷裂導致物種多樣性缺失,自我修復能力大大減弱。

 

 

  圖6 灰色基礎設施對山海匯水路徑的割裂

來源:作者自繪

 

2.3 問題小結

 

應對臺風、風暴潮、洪澇等自然災害,必須構建安全的濱海防線。工業革命以來,工程技術水平得到極大的提升,硬質灰色的工程設施成為防御風暴潮、雨洪等的有力盾牌,如海堤、護岸、防波堤、順壩、地下管網設施等等。但是隨著時間流逝,人們漸漸發現龐大的海洋工程設施對海洋生物遷徙、環流等都產生了影響。在被風暴潮、海浪沖擊后,修葺、維護的投入很高。同時功能單一的工程設施在平日里被閑置,占據了大量的城市空間,割裂城市[4]。而地下管網設施甚至以及超過負載,無法完成其應有的功能了。人類為了解決極端天氣災害的問題而從事的一系列人類活動,反而更加劇了城市生態系統的問題,形成了惡性循環,打破這個循環,走向良性發展,迫在眉睫。

 

所以如何確保小梅沙能夠抵御極端氣候的影響,保障濱海開發空間的安全成為片區更新的首要議題。另一方面,面對場地生態系統的復雜性和生態環境的高度敏感性,如何更好地平衡開發與生態保護?如何最小化基礎設施建設對生態系統的分割,協調和保護生物多樣性,重塑一個山海一體的生命共同體?正視人類活動給場地帶來的生態挑戰,這個挑戰也是片區規劃不可忽視的重要問題。

 

3.韌性城市視角下的小梅沙海岸帶景觀規劃設計策略

 

在韌性城市視角下,景觀基礎設施需要提高自身的韌性。首先,要加強景觀基礎設施與自然的聯系,將城市與自然相接,把外界的干擾當成自然中動態變化的過程。其次,景觀基礎設施不應像灰色工程設施只有單一防護功能,而是具有多重功能,滿足生態、游憩、審美等多重需求,增強系統的整體多樣性,不至于在沖擊下導致整體崩潰。最后,景觀基礎設施是一個功能性網絡,聯系不同尺度之間的各個系統,提高城市韌性。

 

3.1 應對風暴潮、海岸侵蝕的策略

 

3.1.1 設計策略與設計思路

 

風暴潮強度不同,其應對策略不同,空間尺度不同,其相應設施不同,需要根據場地實際情況構筑景觀韌性網絡。

 

當風暴潮<6m時,可以更多地依靠自然力量或仿自然力量化解,當風暴潮>6m時,則需借助硬質工程的力量。但應注意,應盡力提高傳統工程的韌性,賦予其更多的功能。筆者通過查閱案例、研究及文獻,總結出以下策略(見圖7)。

 

 

圖7 應對風暴潮、海岸侵蝕設計策略總結

來源:整理自NYC Urban Waterfront Adaptive Strategies

 

在具體到場地設計、策略選取時,應充分評估風暴潮危害的強度、海岸受侵蝕的狀況、梳理場地現狀條件及可利用的資源后進行選擇與設計。

 

首先應對場地的基礎條件、地理地貌等進行探查,判斷其具體的受災風險;其次應根據場地內現有的建設情況、重要程度,結合風暴潮危害區域、百年一遇的洪水泛濫區等范圍確定此處的安全等級劃分,再結合各策略的優缺點評估各類策略適地性,得出適合此處的策略與方案。需注意,傳統工程建設也不是洪水猛獸,過去我們不考慮設計場地的特性與需求,片面強調工程力量,如今我們也不能走向另一個極端,而是要設計因地制宜的景觀。

 

3.1.2 小梅沙的四級風暴潮防護系統

 

在小梅沙的設計實踐中,面對臺風和風暴潮的威脅,充分考慮了場地的現狀條件和需求,采取了四級防護措施,構筑成韌性的防護網絡(見圖8)。小梅沙平均風暴潮高為2.5~3.5m左右,可以考慮建設防護性景觀設施系統;在面對更高潮位的風暴潮時,則考慮灰色基礎設施的景觀化處理。

 

 

 ?、偃斯そ甘览税档?②珊瑚島 ③生態護岸 ④防浪構筑物
  圖8 小梅沙的四級風暴潮防護系統

來源:自繪

 

人工礁石防浪暗堤是防波防風的第一條防線,它位于海面以下,不會對近岸的活動造成影響,同時,抗沖擊能力較強;第二道防線是人工培育的珊瑚島,不僅能防護風暴潮,也對構建小梅沙更完善的生態系統具有重要意義;第三道防線是各種類型的生態護岸,不僅有消波減浪的功能,還能提供多重生態效益;第四道防線防浪構筑物位于沙灘上,與公共設施構筑物一并構建,造型流線化處理,平時可為小梅沙提供豐富多彩的活動空間,也可以消減風力,并在高潮位風暴潮時提供保護(見圖9)。陸上主要通過建筑布局營造通風廊道,疏導急風。

 

 

  圖9 小梅沙防浪構筑物

來源:自繪

 

整個四級防護系統可以消減100%的0.5m-1m低潮位風暴潮,90%的3m高潮位風暴潮,70%的5m高潮位風暴潮,臺風風力可消減60%左右(見圖10)。

 

 

  圖10 設計前后風暴潮強度變化

來源:自繪

 

3.1.3 小梅沙的三種生態護岸
 

岸線侵蝕也是小梅沙海岸帶地區常見的災害現象,根據現狀,設計沙壩、牡蠣護岸、紅樹林護岸三種不同的生態護岸應對侵蝕。首先是設計沙壩以保護沙灘,依靠自然波浪的沖力將泥沙向岸灘輸移,不僅對環境影響較小,也幾乎不會影響人們的旅游活動。其次是牡蠣護岸,牡蠣島礁除了防止岸線侵蝕、防護風暴潮外,還能夠凈化水體,提供多樣生境,提供多重生態效益。最后是紅樹林護岸,能夠消波減浪,防止侵蝕,構建小梅沙更完善的生態系統,同時紅樹林景觀優美,能夠提供生態休閑的場所。(見圖11)

 

 
  圖11 小梅沙的三種生態護岸

來源:自繪

 

3.2 雨洪管理與水質凈化

 

3.2.1 小梅沙雨洪三段式管理

 

小梅沙靠山臨海,既有上游的匯流壓力,中游水土流失的隱患,也有下游的排放壓力。上游地區,設計充分利用疊翠湖水庫的蓄洪作用,緩解山區上游帶來的雨洪壓力。中游地區,著重修補破損、裸露的山體,減少水土流失,同時消除交通干道對自然匯水的阻隔,打造連續的匯水路徑(見圖12)。

 

 

  圖12 小梅沙連續的水系廊道

來源:自繪

 

下游地區,獨立水體接納市政污水,缺乏流通性,導致水質惡化,排放進入海洋時還會進一步造成海水水質下降,應將城市內的各獨立水系打通,形成暢通的水系體系,應用海綿城市雨洪管理策略,盡可能地利用一切可以利用的土地,做好從山體到城市的綜合水管理。采取下滲、過濾、蓄水等方式減少地表徑流。在街道尺度上,應根據相關控制目標做好下凹式綠地、雨水花園、透水鋪裝等設計,同時注意功能性雨水緩沖蓄積設施與公共空間相結合,做到“平災結合”。在整體的區域尺度上,各級系統應形成網絡,前面提到的微觀尺度上的溝渠、綠色街道雖然寬度不大,并不能蓄積大量雨水,但是卻如同毛細管網,將湖泊等連接成為系統,快速消納地表積水,無法消納的部分則通過雨水管道溢流進入海洋。

 

此外,湖泊作為蓄水空間,也承擔了重要的景觀、游憩功能,通過水位設計,可將棧道、生態島嶼等設計成可淹沒區域,常水位時人們可以正?;顒?,雨季時則更多地發揮雨洪調蓄作用(見圖13)。

 

 

  圖13 小梅沙內湖洪澇調蓄設計

來源:自繪

 

3.2.2 小梅沙水質多級凈化系統

 

面對水污染和近海富營養化的問題,采取源頭控制,沉淀凈化等策略,從山、城、海三個層面構筑多級水質凈化系統(見圖14)。山體徑流形成溪流、河道,流經地表裸露區域時有很大的水土流失風險,同時對下游水系帶來污染,應著力修復山體場地的裸露邊坡,種植保育,更好地控制雨水徑流,增加場地下滲能力,凈化水體。在城市區域,分散設置一系列雨水花園、植被緩沖帶等凈化設施,內湖增加生態凈化島,控制進入海洋的水體水質。近岸海洋水質管控上,打造紅樹林生態護岸,防止海水富營養化。

 

 

  圖14 小梅沙水質多級凈化系統

來源:自繪

 

3.3 識別重要生境、構建生態廊道

 

設計尊重場地原本良好的生態本底,通過研究分析,鎖定關鍵問題和重要生物資源,保護和完善場地的生態環境,進行分級、低影響開發。

 

在小梅沙的設計實踐中,識別、保護陸上重要的森林生境,并恢復海上紅樹林以及海底珊瑚兩個重要生境,形成陸上森林、海上森林、海底珊瑚三大生境(見圖15)。結合場地現狀,構建五條不同形式的海陸生態廊道(見圖16),連接破碎的生境斑塊,形成連續、更為完善的生態系統,促進海陸有機循環,為各類生物提供更好的棲息地。

 

 

  圖15 小梅沙三大生境

 

 

  圖16 小梅沙五大生態廊道

來源:自繪

 

生態廊道根據場地現狀采取生態橋或生物隧道的形式,連接山城海之間不同的生境斑塊(見圖17)。

 

 

  圖17 生態廊道形式

來源:自繪

 

4.總結與展望

 

海岸帶地區是臨海城市發展戰略的重要核心,在海洋發展中,需要踐行人海和諧共生的理念。安全是海岸帶地區發展、開展一系列經濟活動的基礎,也是設計中必須首要考慮的部分。韌性城市理論,為“安全”帶來了新的角度,也賦予了“安全”更多的意義。

 

小梅沙是粵港澳大灣區內緊鄰都市卻擁有山海景觀的寧靜海灣,是理想的濱海旅游體驗勝地。韌性城市理念融入設計,強化了山、城、海三者聯動發展,尋回小梅沙原始生態本底,構建了“小而精”的山海格局。設計提倡生態、防災、景觀體驗一體化的韌性海灣,因地制宜地選取設計策略,最大化利用自然生態資源,構建軟硬兼備的韌性海岸。

 

韌性基底的構建,表明小梅沙不僅是旅游目的地,也傳達著環境保護、有機發展的價值觀??梢酝ㄟ^設計與自然互動的景觀、結合海洋知識的教育科普活動,增加公眾參與程度,形成體驗者與海岸帶地區良好的互動關系。

 

后續海洋項目的開發,應結合小梅沙現有的海洋氣候科學評估結果進行海洋規劃,考慮適合小梅沙的自然本底,在災害預防的前提下,打造安全、有趣的海洋旅游、娛樂項目。

 

參考文獻

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[4]馮璐.彈性城市視角下的風暴潮適應性景觀基礎設施研究[D].北京林業大學,2015.

 

撰寫:楊銘、韋易伶、魏詩夢
排版:楊銘
校驗:何剛
審核:張義英
審定:范嶸

 

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