垃圾填埋场再生公园规划设计的适应性策略体系建构与应用

周聪惠

杨凌晨

从20世纪初西雅图Rainier垃圾填埋场游憩化改造开始[1]，人类对垃圾填埋场治理与再利用的探索已走过百年历程。20世纪中后期，随着城市空间快速扩张，原本位于近郊的大量垃圾填埋场与城区距离被逐渐拉近，并对城市可持续发展造成巨大挑战[2]。为有效管控垃圾填埋场所带来的环境威胁，并为城市持续发展创造机会，美欧国家开始在垃圾填埋场修复治理和再生利用领域展开尝试，其中再生公园成为众多治理和发展项目的主要目标，并产生了良好的环境、社会和经济效益[3]。

由于垃圾填埋场自身条件较复杂，大部分修复治理均难以彻底清除有害物质，所以在再生公园规划设计过程中如何在保障环境安全与人群健康前提下，提供高品质的游憩体验成为各项目必须面对的关键挑战。为应对该挑战，迫切需要从游憩利用视角来审视垃圾填埋场自身的场地条件、运行机制及修复治理特征，探索能够与之高度适应匹配的再生公园规划设计策略体系，从而为当前相关工作的顺利开展提供针对性的技术支持。

1 适应性策略概述

适应性(adaptation)是系统与环境相协调的行为。适应性概念最先出自生物学达尔文的进化论，用于解释生物种群进化与生存环境的关系，指出有机体和自然之间相互关系是协调的。此后适应性观点和原理被应用于科学研究各个领域，在人居环境科学中适应性原理也被大量应用于探讨空间要素与环境要素以及空间要素之间的相互关系当中[4]。

适应性策略在污染场地修复中的系统性应用始于20世纪末美国污染场地修复治理项目当中。80年代，美国针对严重污染场地的修复治理颁布《超级基金法案》①，并依托该法案建构起完整的污染场地修复治理制度。在早期治理项目当中，美国联邦环境保护署通常会对每个场地采用最严格的环境治理标准，以达到彻底移除有害物质和无障碍使用的“永久性治理”(permanent cleanup)目标。由于该做法刚性过大而弹性不足，在许多项目执行中缺乏可操作性，并出现了修复成本过高、过程漫长等问题，造成许多项目修复进度受阻，地块长时间搁置。90年代初，美国开始对能允许容留部分有害物质的适应性修复治理与设计策略进行探讨[5-6]。

适应性策略主要依托场地特征来制定修复治理和设计方案，其优势在于可通过调节修复治理与土地使用目标使修复治理标准选取和设计方案制订过程拥有较大弹性，在保障健康安全使用的前提下控制修复治理成本和时间，提升修复治理工作的可操作性。不利因素则是不能做到彻底移除有害物质，势必导致修复后场地仍存在安全隐患，因此须在规划设计中有效应对有害物质的暴露风险[7]。

2 “环境-空间-设施”(ESF)适应性策略体系

结合国外适应性策略的应用经验以及垃圾填埋场再生公园设计特定要求，研究团队从环境(Environment)、空间(Space)和设施(Facility)三方面入手，提出并建立了专门针对再生公园规划设计的适应性策略体系(ESF适应性策略体系，图1)。

2.1 环境适应性策略

垃圾填埋场通常运营周期较长，早期采用的简易填埋对周边土壤和水体将造成污染，很多难以在修复中根除，而新近封场库区将在长时间持续产生渗沥液、填埋气等填埋衍生物，需安装专门设施导排。因此残留污染和有害物质将长期存在于垃圾填埋场再生公园环境中，并须在规划设计中加以有效管控和应对。

2.1.1 潜在风险规避

潜在风险规避策略的核心是通过分析有害物质危害性及其传播路径来评估各区域潜在风险，在美国超级基金项目中，有害物质危害性评估主要选取废物净含量、废水量、废物源总量、废物源面积4个项目中一项或多项(取决于能获取的有效数据类型)进行评分赋值，并取最高赋值带入到地下水、地表水、土壤和空气4条传播路径中叠加计算得出危害评分值及潜在风险水平[8]。潜在风险评估结果能为再生公园设计布局中规避潜在环境安全风险提供依据。

2.1.2 分时弹性设计

分时弹性设计策略通常应用于填埋库区，是在库区达到稳定状态前根据不同时期场地特性以及垃圾降解活跃程度来做出的适应性安排。该策略在应用时，通常还需根据不同阶段场地潜在风险特征对场地环境、人群活动以及设施设备进行不同强度管控(表1)。

2.1.3 填埋衍生物资源化利用

填埋垃圾衍生物包含渗沥液、填埋气和矿化垃圾等，通常被视为环境的负担和威胁，在再生公园设计的适应性策略体系中则更倾向将视为资源并在设计中整合利用。适应性利用方式则包含景观展示、能源供给、治理辅助以及教育科普等，并在已有实践中取得了良好效果(表2)。

表1 垃圾填埋库区场地分时状态及适宜游憩项目

表2 填埋衍生物资源化利用途径及典型案例

表3 原垃圾填埋场功能区与再生公园适宜发展项目对应关系

图1 基于适应性修复的再生公园设计决策流程

图2 垃圾填埋场再生公园适应性功能布局模式图

2.2 空间适应性策略

2.2.1 适应性功能布局

垃圾填埋场常规功能区包括填埋库区、气液处理利用区、辅助生产区、垃圾预处理区、管理区等。在布局上填埋库区一般位于垃圾填埋场中心位置，在总面积中占比70%～90%，也将是再生公园主体部分。其他功能区围绕库区布置，面积相对较小，并由等级较高的工作道路体系和等级较低的服务道路体系串联。

表4 工程围护系统设施特征及其适应性策略

功能布局适应性策略制定需依据场地特征、潜在风险及设施条件等属性，将原有功能片区与再生公园中游憩活动、管理服务、后勤保障等功能片区进行最优匹配，从而在延续场地原有空间结构基础上，以最小代价实现功能演替(表3，图2)。

2.2.2 竖向地形适应性利用

垃圾堆体的高度和坡度属性很大程度决定了场地竖向地形特征。除新加坡等少数国家外，大部分国家对堆体高度并无明确限制，在西方国家常能看到高度为60～80m的堆体，而为了雨水导排需要，垃圾堆体边坡坡度通常不能过低，而坡度过大时(在我国大于10%)则须采取台阶式收坡。

在适应性策略体系中，原垃圾堆体在再生公园设计中将展现出较高利用价值，并将成为凸显再生公园特有识别性的重要机会。为最大限度保留堆体竖向地形特征，在设计中需结合堆体竖向空间属性与各类游憩项目竖向需求进行对照、适应性匹配和优选，常见的竖向地形景观利用方式有梯田、滑雪(草)场、高尔夫球场、纪念性地标、瞭望台和坡地游径等。

2.3 设施适应性策略

图3 场地生态敏感性评价图

图4 场地潜在风险水平评价图

在填埋场修复中涉及交通、建筑、市政等各类设施，本文着重讨论填埋场独有的工程围护设施系统(engineered containment system)适应性策略的制定。工程围护设施系统设置目的是为防止残留有害物质暴露，其中包括稳固维护、覆盖隔离、雨洪管控、气液收集导排等设施[7]。该类设施通常被视为再生公园设计的约束条件。例如，美国联邦环境保护署在2001年专门颁布《超级基金场地再利用：有害废弃物场地上的游憩使用导则》，并重点罗列垃圾填埋场再生公园设计中针对工程围护系统的保护要点[7]。

如要将此类设施在再生公园的功能和空间体系中加以充分整合，应首先对该系统中各类设施功能、构成和运行机理进行深入解析和设计潜力分析，进而最大化其价值，并使之成为垃圾填埋场再生公园空间和景观体系的独有构成部分(表4)。

3 案例实践——上海老港垃圾填埋场再生公园发展研究及入口服务区改造规划设计实践

上海老港垃圾填埋场位于浦东机场以南，老港乡东，紧邻东海，距市中心约60km，是上海最重要的生活垃圾处置基地，也是目前国内最大、世界第二大生活垃圾填埋场。一期工程于1985年动工，1991年运行。该基地已开展5期工程：一至三期填埋场占地326hm2，现已结束填埋，处于封场或生态恢复阶段；第四、五期填埋场目前正在运行。2012年开始启动总面积15.3km2的郊野公园规划论证和前期准备，2014年开始启动上海老港垃圾填埋场再生公园发展研究及入口服务区改造规划设计实践。

3.1 前期研究与场地分析

结合文献资料和现状调查，综合场地上空间因素和环境因素对场地生态敏感性(图3)以及潜在风险水平(图4)进行分级评价。结果显示，场地西侧一、二、三期封场堆体已基本稳定并开始生态修复，潜在风险较低；中部正在作业的四期工程、综合填埋场和飞灰填埋场距离完全稳定还有较长周期，对游人而言潜在风险水平较高。东部滨水区域有大面积湿地并能吸引大量鸟类，环境优良。在整体空间上，场地中部和东南潜在风险较高，南北纵向排布的堆体实际阻断了西面城市和场地东部滨水地段之间的空间联系。

3.2 ESF适应性策略体系的建立

从环境、空间和设施3个方面入手，研究团队通过前期研究、调查评估、目标定位、策略制定、支撑措施5个环节，建立了上海老港垃圾填埋场再生公园发展和规划设计的适应性策略体系(图5，表5)，并制定了为期30年的修复治理和景观改造计划(图6)。

图5 再生公园适应性规划设计与发展总体策略

图6 现状(2015年)与再生公园发展概念总平面(2045年)

图7 入口服务区场地现状(7-1)及适应性布局方案(7-2)

图8 上海生活垃圾科普展示馆建成前(8-1)、后(8-2)及方案(8-3)

3.3 入口服务区改造规划设计实践

在发展研究基础上，课题团队于2016—2017年完成了将原垃圾填埋场入口服务区(约7hm2)改造为上海生活垃圾科普展示馆的规划设计，可视为对ESF适应性策略体系的初步落实(表6，图7)，当前主体建筑及周边区域已建成投入使用(图8)。

4 结语

随着城市生态修复、空间修补工作的逐渐深入，垃圾填埋场再生公园的发展价值和意义将会愈发凸显。由于场地条件的复杂性和不稳定性，使得垃圾填埋场再生公园发展建设工作很难一蹴而就，往往是周期较长的系统工程。在此背景下，探索建立ESF适应性策略体系，核心是为了通过整合调适环境、空间和设施要素之间的相互关系来应对规划设计中的复杂问题，平衡再生公园发展中的环境、社会与经济目标，从而为项目实现综合效益的最大化创造条件。

表5 上海老港垃圾填埋场再生公园发展的ESF适应性策略体系

表6 原入口服务区适应性改造设计要点

致谢：感谢刘涉川、陈豪、束芸、郑振婷、吕欣易、卓百会在课题研究中的付出和贡献。

注释：

① 1980年美国国会颁布《环境应对、赔偿和责任综合法案》(CERCLA： Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act)。伴随该法案，联邦政府成立“有害物质超级基金应对信托基金”(Hazardous Substance Superfund Response Trust Fund)，作为专项修复治理支持经费，因此法案也被称为《超级基金法案》。