针对黄土地貌下遗址外围景观风险与缺陷防治的设计措施
——以赤峰二道井子遗址公园为例
2019-01-10张忠国刘鹏飞
苏 毅,王 博,张忠国,刘鹏飞
(北京建筑大学建筑与城市规划学院,北京 100044)
1 背景与意义
黄土地貌在我国有广泛的分布,总面积逾60万km2,跨内蒙古、陕西、山西、河南等多个省、自治区[1]。从蓝田人等旧石器文明,到仰韶、红山等新石器时代文明,以至于后世的夏、商、周、秦等朝代的演替中,黄土地貌往往都构成了历史兴衰变迁的自然背景舞台。今天,我国的黄土地貌分布区,广泛存在着各历史时期遗留下来的多种类型的遗址。
黄土地貌下遗址外围景观设计的范围,通常为遗址保护范围以外的建控地带或风貌协调区,有时也包括更大面积的外围公园绿地,有些城市还特别设立了“遗址公园”。
现实中这些景观绿地的设计,因为与遗址尚有一定距离,对其风险和缺陷进行防治还没有受到充分重视。在黄土地貌下,一些地质风险,如冲沟、地下裂缝是容易发育的,甚至有一定隐蔽性,有时候可能严重到发生了地陷才被发现,若不防微杜渐,将问题消灭于萌芽状态,甚至可能会影响到遗址本体的保护。而一些固有的缺陷,比如视觉单调、风沙寒冷等问题,由于遗址位置已经固定,不像普通的城市公园有更大的选址灵活性,需要更细心处理,以免影响到遗址展陈工作的顺利开展。
2 研究对象与问题
二道井子遗址位于内蒙古赤峰市,属于夏家店下层文化,最早发现于赤峰的松山区夏家店村,距今约 4 000年,这是一支分布在燕山南北的早期青铜文化,它与中原二里头文化、东方的岳石文化并立为夏和先商时代的三大文化系统。二道井子遗址发掘区面积约72 000 m2,已被列入第七批全国重点文物保护单位(图1)。
图1 二道井子遗址考古时的鸟瞰图(来源:红山文物局提供)
2013年3月,国家文物局下发了《关于做好二道井子遗址保护工作的意见》[2]。同年4月,由北京建工建筑设计研究院、北京建筑大学建筑与城市规划学院、内蒙古自治区文物保护中心联合编制了《内蒙古自治区赤峰市二道井子遗址文物保护规划》[3]。同年5月,中国文化遗产研究院、内蒙古自治区文物考古研究所和内蒙古自治区文物保护中心,联合编制了《二道井子考古遗址公园总体规划》[4]。保护区划总面积113.93 hm2(按电子地形图统计),包括二道井子遗址的保护范围和建设控制地带,保护区划中保护范围总面积27.61 hm2,保护范围内包括现存的居住遗址区、作坊遗址区、墓葬区、夏家店下层文化遗址可能分布区(图2)。
图2 展馆位置与基地范围(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
2015—2018年间,北京建工建筑设计研究院和北京建筑大学,根据国家文物局的意见、文保规划等上位规划,完成了二道井子考古遗址公园外部景观方案及施工图的设计(图3)。
图3 二道井子考古遗址公园总平面图(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
二道井子遗址公园,是一处典型的黄土地貌下的遗址公园,设计团队从风险管理的角度出发,认为二道井子遗址公园如果要转危为安,化不利大环境为可接受的小环境,既要防治黄土地貌普遍存在的4大地质风险:雨害冲蚀、盐析出、植物根系破坏、荷载与震动破坏,还需要改善北方关外黄土区冬季风沙、风寒比较严重和环境单调等环境缺陷。
3 设计措施
本文按照景观设计的通常流程,对黄土地貌下遗址外围景观设计要点进行总结,分前期分析、总体布局、植物、小品铺装、景观建筑6个层次来讲解一些主要的设计措施。
3.1 前期分析明确地质风险
黄土地貌下遗址建控地带或公园范围的设定,要从地貌成因的角度去考虑。采用对遗址范围外的冲沟、公路等地物进行补充航拍,而更大范围则参考了SRTM卫星的60 m精度DEM数据。通常,黄土地貌下土遗址的外围环境研究范围,或包括途经土遗址径流的全部坡面汇水区的范围。当各方面的地形数据齐备后,在ArcGIS里对地形进行分析,含高程、坡度、汇水分区、径流路径等项目。
在二道井子遗址外围的GIS分析图中(图4),可以较清晰地分析出坡度较大区域,以及冲沟区域,而这些区域有较大危险。对于冲沟潜在发育的范围和方向,也有个大致的判断,这利于后面针对性地施治。
图4 基地现状地形(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
3.2 总体布局考虑化解降水侵蚀、改善风沙环境与降低火险
黄土地貌下遗址外围景观的总体构图,首先要考虑到遗址保护的实际需求,不宜完全用构图象征去约束。总体布局要考虑到地形水文条件和功能性,并可多注意环境保护与生态性方面的需求。黄土通常具有多孔和各向异性的特点,在外界震动下可能产生裂缝,在水流冲击下容易发育出冲沟,形成“千沟万壑”的景象。因而可能产生震动与荷载较大的车道,在黄土环境中,宜注意布置在远离土遗址的位置。也要充分考虑到坡面排水顺畅,防止产生新的小冲沟。在二道井子遗址景观的总体构图中,采用了一种模拟天然河流的近似菱形的道路纹理,这种纹理对坡面地面做了切分,局部小裂缝和小冲沟被限制在这些菱形的小格内,也防止沟壑的形成。同时,坡面的水流,也可以便捷地顺着这些菱形的道路排走,不会流向遗址区(图5)。
图5 景观中的菱形小格对截断冲沟发育的作用分析图(来源:根据地形图及设计总平面图绘制)
道路路径和室外活动场地的位置设置,要考虑防风防寒。我国黄土地区分布以北方为主,冬季受西北沙漠地区扬起的风尘的影响大。近年来随着防护林的修建和生态治理,沙尘暴天气大有减少,但大风仍是不可避免。主入口方向和主要参观动线,特别是从停车场到展示馆的路径,除了要考虑附近道路连通的便捷,最好也能考虑能背靠秋冬季节的劲风方向。有时候,道路的便捷性与风向的舒适性有矛盾,例如二道井子就是这样,此时结合挡土墙、局部微地形起伏,或较密集的灌木丛,对寒风予以遮挡改善。
另外,黄土区遗址外围景观的水景布置一定要慎重。从水源来说,黄土地区多处于干旱半干旱地区。蒸发量大,难以维持过大的水面;黄土具有湿陷性,若有渗漏,可能导致地面崩塌,甚至威胁遗址本体。但在严格控制水景面积、水面高程,并增加防渗措施的基础上,画龙点睛地保留或营造一点水景也未尝不可:不少遗址远在城市供水区外,秋冬季节容易产生火灾,局部的小水池可兼做消防水池使用。例如,在二道井子遗址中,即设置了一个小面积的水池,面积为170 m2,容积大约510 m2,采用了延展性很好的橡胶膜,防止渗漏,满足了消防用水需要。
3.3 植物设计中减少额外用水与防止不利的扎根
黄土地貌下遗址外围的景观栽植,宜采用本地树种和对遗址干扰较少的树种,防止根系发育对土遗址的潜在破坏,杜绝在土遗址附近种植根系强劲的植物,如竹。
由于风、地形和降雨的综合作用,黄土地貌下的植物常出现次生林在沟壑内分布,坡上和塬上植物较低矮,甚至以灌木、草甸为主的情况;较干旱地区,阳坡比阴坡茂密,较湿润地区,阴坡比阳坡茂密。在做景观栽植设计之前,设计师要到现场观察,结合航拍,了解真实、具体的情况。大体上按天然植物的长势,进行栽植设计。
二道井子遗址公园设计以黑桦树和油松等乡土树种作为园林景观的主要树种,其中点缀枫树和当地特有的蒙古栎。在灌木层,以黄栌、山杏、山里红为主体植被。这些植物大都具有耐寒、节水的特征。如果引入需要大量灌溉的植物,灌溉时就有可能会导致漫灌水通过地缝渗透到遗址区,发生盐析破坏。所谓盐析破坏[5],是指黄土中含有一定可溶性盐分,通常通过地下潜水或渗入地下的浅层地表水,使盐分融入水中,土体体积大量缩小,失去承载力。从景观设计角度出发,过多的景观灌溉也可能成为盐析出湿陷性破坏的重要成因。特别是在管线穿越道路情况下,若不做好冬季保温,深埋管线,在冬季冻胀和荷载双重压力情况下,容易造成景观灌溉的水管破裂,造成恶果。针对此,我们在遗址埋藏区和潜在埋藏区,避免管线穿越,并对其他区的管线做了加强。在冬季用气泵排空其他区域管线内的存水,预防冻胀破坏。
3.4 小品铺装设计化解黄土环境下的视觉单调
黄土地貌下的小品与铺装,难以追求江南地区清新秀丽的风格,而要强调黄土地形特有的雄浑大气、拙朴厚实的美感。色彩构图方面,可以选择近似色或对比色来体现与黄土环境的关系。
在二道井子遗址公园的小品与标识的设计中,作者采用了几种在夏家店下层文化的彩陶中含有的天然对比色,即来自木炭的黑灰色和来自含氧化铁矿物的红色(图6)。在数量搭配关系,采用近似于出土陶罐的红、黑、白色为1.2 : 1 : 1.1的比例构成,这种数量关系,构成一种色彩并置的对比感,比较鲜明,在黄土环境下容易辨识(图7)。对于缓解视觉单调,有一定作用。
图6 参考夏家店下层文化彩陶色彩比例设计的座椅小品(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
图7 夏家店下层文化彩陶色彩比例(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
而铺装则采用与黄土近似色彩的石材。比如采用土黄色的石材。间或布置一些吸纳尘埃的植物,这样即使在扬尘季节,也不显脏(图8)。
图8 铺装采用近似于黄土色彩的石材(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
除了形式方面的考虑,铺装也具有防止暴雨侵入遗址的功能。二道井子案例中,越接近遗址区的位置,我们采用越多的不透水铺装。由于全球气候变化,华北地区近30年来,夏季暴雨更加暴虐,加剧了雨害冲蚀。这些不透水铺装和合理的水流方向的设置,旨在保证暴雨情况下遗址的安全性。
3.5 景观建筑有利于保持黄土地貌原真性,后期维护成本较低
在所有景观建筑中,难度最大的为大门,二道井子遗址公园的大门方案在4年的设计历程中,九易其稿。此前有多种待选方案,此如模拟天然环境山石的形态,或将文物纹样放大作为象征,或模拟古代木构建造,或采用参数化手法显示某种图案(图9)。最终在专家评审会上,整体采用模拟黄土地貌下,偶然露出地面的天然石块,间或点缀一些天然石块的构思,获得最多的票数(图10)。其他方案虽然具有形象较鲜明或内涵丰富等特点,但模拟山石的方案较为符合国家文物局在《关于做好二道井子遗址保护工作的意见》中“坚持最小干预和可识别原则,有效保护和展示遗址本体及周围环境的真实性与完整性”的要求。它与环境更和谐,结构更坚固,而且立面也不太容易被集尘沾染,后期维护相对节省。
图9 大门部分过程方案(来源:历轮《二道井子展示馆外部景观方案设计》汇报稿)
图10 大门最终方案生成效果图(来源:《二道井子展示馆外部景观方案设计》)
4 思考与总结
二道井子遗址公园景观设计注意了在黄土地貌环境下的风险防治,并尽量克服不利条件,改善展陈环境。目前,遗址公园外部景观设计已获批,并进入施工阶段。未来一段时间,二道井子遗址公园的景观仍离不开恰当的管理维护以及建成后的进一步观察和研究。遗址公园内各种类型构造手法,在黄土环境下的实际耐久性,还需要有比较详细的使用和维修记录来进行判定,并根据记录和反馈,进一步改善未来的设计工作。
从二道井子遗址外围景观的设计过程来看,景观设计不仅要提供美观的视觉景象,更需要提供“化险为夷”的风险管理解决方案,这样才能更有针对性地服务于遗址的保护与展陈工作。
(致谢:本设计在一些问题解决过程和设计方向选择中,获得了多方专家的指导,在此表示真诚的感谢。)