浅谈洪水韧性城市实践经验
2021-05-17魏云方遥
魏 云 方 遥
(南京工业大学建筑学院,江苏南京 211816)
2020年入汛以来,我国南方城市经历了多轮强降雨,多个地区发生了较严重的洪涝灾害,造成百余人死亡或失踪,洪水灾害仍是滨水城市面临的一大重要威胁,防洪治水已刻不容缓。多数城市期望借助防洪工程设施抵御洪水,但防洪工程会对河流生态系统造成破坏,埋下更大的洪水隐患。近年来,洪水风险管理出现了一种新的发展模式,即降低洪水风险、增强韧性[1]。
1 洪水韧性城市相关概念
1.1 韧性城市
最早的韧性思想是1973年C.S.Holling提出的“工程韧性”(engineering resilience),随着研究系统逐渐复杂,不断更正韧性的概念,韧性研究逐渐从自然生态学向人类生态学发展,逐渐演变为“生态韧性”(ecological resilience)以及“社会-生态韧性”(social-ecological resilience)[2-3]。20世纪90年代末,韧性理念被首次用于城市规划领域,指城市和区域通过提前预防、缓冲,在面对不确定城市问题时确保自身正常运转的能力。梅罗(Meerow)等人将韧性城市定义为:城市系统及其所有时空尺度的社会-生态-技术网络受干扰时维持或及时恢复到所需功能,并适应变化和快速转变限制当前或未来适应能力的系统[4]。
目前,有关韧性城市的探索主要集中在两个方面:一个是城市系统应对特定威胁例如洪涝灾害、地震,并及时恢复的能力——城市特定韧性;另一个是城市系统面对不确定性变化和干扰时维持自身结构和功能的整体能力——城市一般韧性[4]。本文主要研究对象是城市特定韧性中的洪水韧性。
1.2 洪水韧性城市
近年来,韧性理念在应对城市洪涝灾害领域中愈发普及。廖桂贤[5]从工程韧性和生态韧性的角度解读,认为强调“复杂的人与自然结合”的生态韧性更适合“源于河流与城市的交互作用”引发的都市洪灾。杨江[6]认为,提升城市的洪水灾害韧性,应当立足于保持冗余、社区参与、整体治理、智慧管理等重点方向,并针对性制定措施或明确目标,提出在城市“规划-建设-运行”的过程中,从构建城市公共安全体系视角建设洪水韧性城市。常规的防洪措施在抵御洪水的同时将人与自然放在了对立面。洪水泛滥是一种自然过程,防洪工程设施将城市保护在干燥稳定的环境中,削弱了城市的洪水韧性,一旦出现超过设防标准的洪水,城市将完全失去应对能力。风险管理理念认为,利用防洪工程设施抵御洪水的本质是延缓洪水的灾害,但会带来更大灾害。
21世纪以来,多个国家与国际组织积极推进韧性城市研究,例如美国洛克菲勒基金会资助建立的“百大韧性城市”项目;英国伦敦针对持续洪涝灾害提出的《管理风险和增强韧性》适应规划等。在防洪治水的理念、策略及措施上,国内外许多城市的经验值得借鉴。
2 国外城市防洪治水经验
2.1 荷兰奈梅亨城
荷兰被称为“低地之国”,海岸线冗长,地势低洼,近20%国土源于人工填海,国家长期面临洪水风险。1953年以来,荷兰政府开展了两轮抗洪计划,然而随着全球变暖,海平面上升,特大暴雨与强降雨日益增多,气候灾害加剧,防洪标准频率不断提升,与洪水对抗的思维不再适应当前的状况,在此背景下,荷兰启动了第三轮计划:还地于河、与水共存。荷兰防洪治水计划历程如图1所示。
图1 荷兰防洪治水计划历程
“还地于河”计划是一项庞大的河川流域计划,奈梅亨城是“还地于河”计划中施行“退堤”设计的典型城市。瓦尔河东西向穿越奈梅亨城,计划将北岸堤坝向北迁移350 m,增加河流横断面,提高洪水承载力,降低水位峰值,在洪水来临时提供更大的行水面积与蓄洪量。减少洪水风险的同时加大了城市南北城区沟通发展的难度。对此,“还地于河”计划制定相应措施:
(1)对奈梅亨城交通系统进行梳理与整合,通过环形路网将城市整体衔接,保障了南北城区的基础交通。(2)在考虑现行聚居情况的基础上,对河道中的沙洲、岛屿进行整合、部分保留及改造。(3)为了促进跨河发展,计划在河北岸与城市中心区之间建造一个加长岛屿并新建3座跨河桥梁,增加城市南北地区的联系。(4)计划在岛上修建一处河流公园,强调人水共存空间,提高城市的洪水韧性。公园依据河流动力学原理设计了一些雨季可淹没的人工桥、道路等,让游人体验河流的时序变化,并将考古和历史元素融入设计中,提升城市形象,为城市带来休闲、生态与美学价值。
奈梅亨河流公园规划如图2所示。
图2 奈梅亨河流公园规划平面图
2.2 日本鹤见川流域
日本的治水对策多以河川流域为单位进行。鹤见川流域河道曲折,水流湍急,历史上洪灾频发,快速的城镇化进程更加剧了灾害的发生。为此,日本有关部门采取了全流域综合整治策略,以恢复流域本身的蓄水滞洪能力,主要措施分为河流对策与流域对策两大类。
(1)河流对策。包括河道疏浚、建立多功能滞洪区与地下调洪水库三方面。通过拓宽河道、挖掘泥沙提升河道断面的径流量,升级改造堤防与护岸防止洪水决堤泛滥。同时,在横滨市修建一处多功能滞洪区,洪水来临时可以削减洪峰流量,减少下游洪灾威胁。滞洪区四周有体育馆与河边公园围绕,必要时公园可以成为滞洪场所。此外,提高地下排水设施的容量与密度,洪峰来临时暂时储存过量洪水,洪水消退时再通过水泵抽出引入河道,降低城市内涝风险。鹤见川流域多功能滞洪区平面图如图3所示。
图3 鹤见川流域多功能滞洪区平面图
(2)流域对策。流域对策将整个鹤见川流域划分为三类:持水区、滞洪区与低洼区,并分别制定了相应对策。持水区要求保护森林、植被与农田,设立蓄洪池,非灾时可用作公共空间,灾时用以储蓄雨水。在城市地面使用渗透铺装与雨水收集、下渗、利用设施,例如雨水箱与下渗井。滞洪区明令禁止城市开发建设活动,保证滞洪区的洪水容纳能力。低洼区增加排水与蓄洪设施,结合景观建设雨水花园、防灾水库等。鹤见川流域地下蓄洪管道分布如图4所示。
图4 鹤见川流域地下蓄洪管道分布图
3 我国城市防洪治水经验
长江是世界水能第一大河,无数个依托长江而生的城市在享受沃腴土地的同时也遭受着洪涝灾害。由于工业化、城镇化的快速进展,长江上游堤坝不断加高,武汉与河流的共生关系受到阻断[7]。为了减轻洪涝灾害,恢复生物多样性,连接断裂的滨江环境,武汉市在长江文明之心总体规划中提出建设长江主轴滨水公园。
河流文化在武汉已经根深蒂固,尽管洪涝频发,但人们仍然乐于光顾河畔公园,享受亲水空间的乐趣。为了弘扬河流文化,规划改变了以往一味抵御洪水的做法,引水入滩,将流动的洪水作为景观的基本元素,使得公园滨河景观随着长江水的季节性涨落发挥不同的功能,为游客提供动态的休闲娱乐体验。
规划疏浚河道并对河漫滩的地形进行处理,营造生态环境复杂多样的湿地和微型栖息地,结合水位变化种植丰富的植被以保持水土,为不同高度的水位设计不同的空间使用方式。水位较低时,河床作为供游客漫步的草丛,为游客提供丰富的休闲空间,堤岸与河漫滩均可供游客深入体验;中水位时,河漫滩允许被部分淹没,营造别样的滨水景观,为野生动物提供栖息地,湿地中提前预留的分洪渠更可以成为划船等游乐项目的绝佳场所,提供丰富多样的水上活动;洪水来临时,防洪墙以下被淹没,活动场地被河流兼并,湿地积蓄洪水带来的营养丰富的沉积物,河滩成为野生动物的栖息地,为城市提供生态功能。
武汉长江主轴滨水公园设计概念分析如图5所示。
图5 武汉长江主轴滨水公园设计概念分析图
4 洪水韧性城市经验借鉴与总结
随着人类活动对山川、河流及气候条件的影响不断扩大,洪涝灾害愈发恶化。近百年来,“与洪水为伴”(living with floods)的理念不断被多个国家采纳、实践,也为我国洪水韧性城市实践工作提供了借鉴意义:
(1)为洪水预留缓冲空间。洪水风险具有不确定性,在对河道进行设计和处理时应为可能到来的洪水预留弹性波动空间,在保证河流生态系统能够正常循环的前提下增加洪泛平原,允许洪水适度淹没,例如河流缓冲带的绿地、湿地、农田等。
(2)提高滨水绿地多样性。滨水绿地是水的重要载体之一,不仅可以保持水土,还可以被河流容纳,提高河流的承载力。《上海市河道规划设计导则》提出对河道规划的统筹范围由“水域本体”向“水陆统筹”转变,关注水岸联动、水绿交融、水田交错[8]。不能将滨水绿地简单视为水域与城镇的分割线、缓冲带,应当在保护滨水地带生态系统与生物多样性的同时,将滨水绿地与城市绿地相连,成为城市生态网络的毛细血管。
(3)提高滨水设施多样性。我国目前对滨水岸线的处理仍比较单一均质化,严守“建筑退界”要求,割离了水与人的活动。因此,在滨水设施方面,可以增加与水的互动,允许“临水”与“望水”,如休闲码头、水上表演等功能。
(4)将治水工作与其他专业结合。治水工作需要考虑的不仅是水利工程,更要结合空间规划、交通、景观等方面的专业知识,制定更生态、更宜居的措施。从政策角度改变人们对于山川河流的不当利用;从设计角度,在水利设施的保障下将洪水融入城市空间,提高城市应对水患的能力,与洪水和谐共处,与自然和谐共存。