绿色公路下的景观设计
——以银百高速大水坑服务区为例
2023-04-15蒋鹏,龚斌,彭静,杨建,朱怡
蒋 鹏,龚 斌,彭 静,杨 建,朱 怡
(1.中交基础设施养护集团,北京 100010;2.中国地质大学(武汉),a.艺术与传媒学院;b.生态修复与景观设计研究中心,武汉 430070)
高速公路的发展是国家建设必然的趋势,但在发展的同时,高速公路与其周围生态环境、人文环境和使用资源之间的共生关系也变得越来越紧张。为了加快中国资源节约型公路环境的构建,从“十三五”规划开始,绿色公路理念在高速公路建设中的重要地位得到体现。为了贯彻落实国家生态文明战略和绿色发展理念,交通运输部基于“四个交通”的发展需求,提出建设绿色公路举措,有力地推动了公路的发展和转型升级。2016 年交通运输部发布了《关于实施绿色高速公路建设的指导意见》(交办高速公路〔2016〕93 号文件),其中明确指出2020 年前高速公路的发展建设目标为完成绿色高速公路建设标准与评估体系的基本确立,把绿色高速公路建设理念更广泛、更深入地引入公路工程,并借此建设成为集系统性、可再现性、推广性于一体的绿色高速公路示范项目。因此,交通运输部在推动绿色公路建设过程中,已在全国确定了3 批共计33 项绿色公路建设典型[1]。
银川至百色高速公路(银百高速)从宁夏回族自治区银川出发,经甘肃、陕西、重庆、贵州、广西等地,终至广西壮族自治区百色境内,该路段是贯通南北纵横的重要通道。从宁夏到甘肃路段,宁东-甜水堡(宁甘界)高速公路于2017 年5 月入选交通运输部第三批绿色公路建设典型名单。该路段绿色公路典型示范项目的确立,进一步促进了地区经济带发展,增加了西部开发战略力度。银百高速沿公路自西向东展布,沿公路经过的工程地形有3 类,即缓坡丘陵区、冲洪积平原区和黄土梁峁沟壑区。这些地形都是全国水土流失重点监管区域,具有地形破碎、植被覆盖少、沙漠化、水资源缺乏等典型特征。本研究以绿色公路建设理念为依托,以银百高速大水坑服务区为例,以绿色设计、绿色建造、绿色运营为切入点,注重生态环境的养护与改善,从资源利用方面进行了分析,以利于创建了宁甘界典型绿色高速公路示范项目,有效地解决了西部干旱脆弱区高速公路施工过程中的关键技术与共性问题。
1 绿色公路概念解析
绿色公路作为绿色交通的重要部分,其目的在于根据系统论及周期成本思想协调好公路建设质量、能源耗用、生态影响、资源利用、污染排放及运行效率等因素,协调好公路规划、设计、施工等整个过程,达到占用资源少、耗能低、污染排放少、环境影响轻,从而获得高质量工程及相应的高效运输服务,使外部刚性约束和公路内在供给达到均衡[2,3]。绿色公路可界定为如下几个方面[1,3]。
1)高效能、高效率、高效益。通过综合运用各种绿色技术和措施,实现整体工作效率和服务能力的最大化。有效地利用自然、社会、经济等资源,最大限度地满足绿色公路的使用要求,达到资源最优配置效率,以最小的生态和资源代价获得可持续发展的最大收益。
2)低消耗、低排放、低污染。绿色公路的材料可以更多地采用可再生材料或者可降解材料循环利用。最大限度地循环利用各种资源,减少污染物排放。公路的修建要重视生态平衡。
3)全寿命周期、全环境要素、全方位控制。根据绿色公路建设目的,综合考虑各方面因素,以达到节约资源、提高能效、控制排放、保护环境的目的,并在公路建设设计与施工中贯彻“节能、高效、环保、卫生”的绿色要求(图1)。
图1 绿色公路内涵解析
2 中国高速公路服务区情况分析
中国高速公路服务区主要由7 类设施构成,包括引道、停车场、旅客休息区、加油区、车辆维修区、绿地、休闲广场[4],如表1 所示。作为人车混杂、车辆大型集散的公共场地,有效地布置服务区各功能设施已经成为服务区安全保障的根本[5]。
表1 高速公路服务区设施构成
根据马斯洛需求理论,高速公路服务区设施仅满足了司乘人员的基本需求,关于景观设计方面存在以下问题。
1)地域文化不突出,服务区整体景观特色不明显,缺乏典型的城市特色。人文景观也只在少数雕塑设计上有表现,自然景观和人文景观融合性较差。
2)绿化资源没有充分利用,景观质量较差。由于受到用地指标限制,大部分服务区绿化率不高,绿地空间往往被服务区游客休息区建筑隔离。由于绿地、休闲广场缺乏休憩设施,司乘人员无法停留,景观营造上植被设计以草坪、低矮灌木为主,缺乏层次感。
3)构筑物设计上由于缺乏整体的服务区定位和空间布局,导致构筑物的呈现不分主次,缺乏识别性和实用性。同时也造成管理和运营上的问题,如摊贩违章摆摊、设施空间不整洁、活动空间流线混乱等。
随着人们生活水平的提高,高速公路服务区所具备的城市定位、功能类型、景观美化需求也发生了转变。服务区规划和设计时应与时俱进,因地制宜地与当地文化特色和旅游景观资源进行有效结合。在保障安全的基础上,营造舒适和人性化的服务区场所。服务区作为高速公路上司乘人员停留时间最长的区域,在设计时也应展现当地文化,同时与生态设计、智慧设计、能源利用等巧妙结合,打造为绿色可持续且有地域文化的服务区[6]。
3 银百高速公路大水坑服务区景观设计研究
3.1 项目概况
银百高速起点位于青银高速北1 km 处,终点接甜罗高速起点,路线总长113.61 km,其中包含服务区2 处,该项目是国家发展和改革委员会核准的第一个新建高速公路PPP 项目,是宁夏第一个采用PPP 模式融资建设的高速公路项目,同时也是宁夏首个绿色公路,并且银百高速建设单位与运营单位相同,可全过程落实绿色设计、绿色施工、绿色运营与绿色养护的“建、管、养、运”一体化的绿色公路理念。本研究依托银百高速公路宁夏段项目对半荒漠化区域高速公路进行了多次调研,发现在半荒漠化区域高速公路服务区的景观构建中,由于西北地区风沙严重、干旱少雨、土壤贫瘠、植被景观效果薄弱的特点,缺少针对场地的设计。其中,大水坑服务区位于银百高速公路项目起点地段,紧挨着盐池县与灵武市,是银百高速公路在宁夏境内的重要节点。
大水坑服务区项目将按照绿色服务区评价标准进行打造,其中房建部分根据《绿色建筑评价标准》(DB 64/T954—2014 宁夏回族自治区地方标准)进行建设。主要涉及低碳、环保、人性化3 个方面,包括服务区污水及固体废弃物生物处理与综合利用设计、雨水收集利用、清洁能源利用等。方案将结合各服务区所处地域环境的实际情况,开展针对性、先进性、专业化的绿色设计。因此,在设计方案中有针对性地开展景观品质提升设计,如将具有代表性的西北地域特色文化植入其中,包括建筑风格、风俗、服饰、美食等。在挑选植物进行搭配时,也以耐干旱的地方乡土植物为主,一方面可以使服务区更加具有地方特色,另一方面可防止外来物种入侵从而破坏生态平衡。
3.2 设计原则
在绿色公路概念背景下,中国高速公路景观设计已经从原来的以“单草理论”发展到现在的“以灌木为主,辅佐草本”的理念,针对特殊地区,如半荒漠化区域也应根据地域特色营造出适应性的景观效果。银百高速大水坑服务区设计原则如下。
1)生态恢复原则。高速公路在修建过程中不可避免地会对路域生态环境造成损害,而绿色公路的目标应将尊重自然作为第一理念,将生态恢复作为终极目标。服务区景观营造时,植被的选取应尽可能选用与本地气候环境相适应的乡土树种,并采取科学合理的种植方法,利用生态环保工程技术手段充分体现“再造生态,融入自然”,最大限度地恢复自然生态环境[7]。
2)低碳设计原则。鉴于西北半荒漠化区域干旱地区雨水较少,常规绿化方法很难达到理想的效果,因此,应考虑采用合理的工程技术手段及生态环保新型材料,以及固土适度绿化种植并配合雨水收集系统及部分滴灌技术以保证植被存活率。此外,还应大力提倡多能和低耗能、主张能源循环利用的理念[8]。
3)地域文化原则。传承、宣扬银百高速所处的西北地方文化、塑造良好的地方形象是高速公路服务区的重要作用[8],将地域文化融入景观小品、构筑物细节、基础设施、文创产品等中,不仅能为司乘人员带来美的享受,也能将银川文化传递给行人,达到景观与区域文化的和谐统一[9]。
综上所述,根据满足多元服务和绿色服务区设计思路,可以在服务区建立多元化服务设施,拓展银百高速公路大水坑区的观光功能,增加汽车露营地、观景台、观光服务站等特色设施,以满足市民舒适化和个性化的出行,同时在服务区建立加气站及新能源汽车充电桩等配套设施。在进行绿色、智慧和多元化的服务区建设中,还应对重要节点景观品质进行相应提升,最终将大水坑服务区打造成集生态、休闲和旅游为一体的复合功能型服务基地[10]。图2 为银百绿色高速公路建设思路。
图2 银百高速创建绿色公路典型示范工程建设思路
3.3 设计策略
服务区景观的营造应具有时代性、功能性、地域性以及多元性特点,要增强服务区景观的效果,必须正确把握半荒漠化地区高速公路服务区的景观设计重点,强调人性化与前瞻性,以绿色生态为前提,以智慧为先导,突出可持续发展,综合考虑半荒漠化地区所在地域、地形及服务区功能等因素,并以此为基础更新设计理念,拓宽设计思路,解放设计思想。营造策略大致可以从以下方面进行阐述。
3.3.1 自然景观营造 半荒漠化地区中,独特的地形地貌形成服务区的公路景观。服务区自然景观营造以亲近自然的理念为主,同时重视人的参与性与景观效果,并在景观总体布局中注重序列性与节奏性的表现。在服务区前1 km 处应加强绿化设计以吸引司乘人员的注意,以此对服务区景观作引入。总体景观设计以流线型动态景观为主、静态景观为辅,以此实现服务区氛围营造、司乘人员视野引导等效果,同时展现半荒漠化地段地域性景观特征[11]。
植物的选取上通过查阅资料和野外调查结果,确定植物宜种区域。在选取植物时要注意季节变化和不可复制性,并以本地植物为主要种植对象,再进行严格考察和研究后选取引进特色植物。植被可以采用生态种植方式,将乔木、灌木、草本地被植物以组团的形式栽培,注意疏密关系,错落有致地进行景观营造,同时也应考虑植被的特性以及工程造价因素,可以选择单植或群植的组团方式,兼顾景观成效的合理性[12]。银百高速公路大水坑服务区植被选择如表2 所示。
表2 银百高速公路大水坑服务区绿化选择统计植物种类
此外,在大水坑服务区停车场区域对小型汽车停车场的混凝土层进行改进,填充种植土,设置雨水槽,铺设植草砖,并在车位一端设置植物灌溉装置,使之提高地表径流排水的顺畅性及植物存活率,如图3 所示。大水坑服务区总体设计如图4 所示。
图3 生态停车设计
图4 大水坑服务区总体设计
3.3.2 人文景观营造 对于半荒漠化区域高速公路服务区,营造地域特色鲜明的人文景观小品是一种直接而又丰富的艺术语言表达,设计师可以通过具体或者是抽象的艺术表达手法赋予其特定的意义和内涵,进一步凸显出主题,引起游客的共鸣[13]。所以,人文景观小品在大水坑服务区中占据重要地位。
具有地域特色的人文景观能让参观者明确自己所在的位置,将参观者直接带入主题,使整体景观环境表现力较强。抽象则是通过非主观的手段,抽象的线条、形状等方式展现在人们面前,让参观者通过小品产生一定的联想,给予参观者丰富的联想空间,使景观主题更加具有内涵和底蕴。在材质选择上,要根据设计的主题进行选择,选取能够直接表明主题的特色材质材料,从而增加景观的主题表现力,有效地契合文化主题。色彩也是重要的元素,在选取颜色方面,根据服务区的主题类型选择相适应的颜色,通过颜色进一步凸显主题。
在服务区建筑、周边小品的设计中,应融入宁夏特有的地域文化,从而继承、保留并宣传当地文化。同时,可以植入历史知名人物和地方风俗人情的内容,丰富进入服务区驾乘人员的环境体验和知识了解。如银川宗教习俗文化伊斯兰教和其相关的清真寺,以及相关节日;饮食方面,有盐池特色滩羊、风味小吃等;自古以来银川就是一座文化多元且鲜明的城市,如中原文化、丝路文化、河套文化、边塞文化、西夏文化等,都是值得进行宣扬和传承的,服务区作为高速公路上来往车辆及人员停留最久的区域,应该将本土文化进行科普和发扬,如图5 所示。
图5 银川市的特色民族文化和特色建筑
3.3.3 绿色设计 大水坑服务区按照绿色服务区评价标准进行打造,其中主要涉及低碳、环保、人性化3 个方面,包括服务区污水及固体废弃物生物处理与综合利用设计、雨水收集利用、清洁能源利用、智慧设计等。
1)清洁能源利用。大水坑服务区建设应设置太阳能光伏发电板、太阳光伏照明系统、太阳能热水系统和风光互补发电系统等。利用服务区空间位置和周边空旷用地坡度朝向设计风光互补发电系统,进行风能、太阳能的综合利用。此外,根据国家绿色交通发展方向,可以在服务区中增设充电桩和加气站,进行清洁能源利用最大化的系统布置[14]。如大水坑服务区有大量闲置屋顶、地面资源,太阳能工程可以有效利用这些区域。根据调研,平均100 m2闲置空地可建太阳能电站4 kW,年均发电量约5 600 kW·h,在停车位的遮阴棚设置太阳能电发电、风力发电设备,为服务区照明提供绿色能源。
2)水资源循环利用。大水坑服务区属于半荒漠化区域,地处西北黄土高原与内蒙古高原的过渡地带,水资源匮乏,且沿线建有收费站、管理站、养护中心和服务区等服务场站。这些地方有人员常年工作生活,尤其服务区大量的人员流动,需要利用更多的水资源。基于此,考虑通过地下水引用、污水循环利用、中水循环利用等方式,促进服务区水资源的高效利用。
服务区污水日均总量小,通常包括生活污水、餐厅污水、洗车加油站污水,且生活污水、洗车污水比重较大。服务区污水中含有大量的氨氮、泥沙、油污和磷等重金属。如未经治理排放或治理达不到标准,将给周围环境带来严重的污染[15]。 基于上述特征,需要在服务区建立专业化小型污水处理系统以确保污水达标排放,从而达到创建绿色服务区的目的。
3.3.4 智慧设计 2021 年1 月,交通运输部发布了《关于服务构建新发展格局的指导意见》,鼓励高速公路服务区结合自身特点和条件适度拓展文化、消费、旅游及客运中转、物流服务功能。随着物联网、云计算、移动互联网、人工智能、大数据以及5G 等新一代信息技术的快速发展,高速公路服务区数字化与智能化对改善运营与经营管理水平、提升市民出行服务品质将起到推动作用[16]。
智慧型高速服务区就是将互联网和服务区相整合,形成线下和线上的互动,资源和需求的匹配,服务和管理相互融合的新型模式,从而使大众在出行方面更便捷,在服务方面也更科学化、人性化。具体体现在将新一代云计算技术、网络、移动服务、传感器技术、人工智能和系统综合技术有效集成,应用到高速公路及服务区,将服务区的设施、管理以及经营服务相结合,对服务区餐厅、酒店、超市、卫生间、修理厂、加油站等基础设施进行信息化建设,同时通过大数据分析游客的需求,从而提供更人性化的服务,也可将其融入到交通、天气、路线和当地的旅游信息中,并向更广泛的范围延伸,形成全面的物联网,构建更安全、便捷的交通出行方式。
4 小结
1)银百高速建设单位和运营单位相同,可以在整个建设过程中贯彻绿色设计、绿色施工、绿色运营及绿色养护等绿色公路建设理念,实现绿色公路建设和养护一体化。本研究在对银百高速公路及其周边特色公路进行考察的基础上,提炼了适用于半荒漠化地区的高速公路服务区的绿色设计途径。
2)通过分析绿色公路相关概念及高速公路服务区发展现状及属性,整理出绿色公路背景下的服务区发展模式。通过整合现有空间、挖掘地域特色、利用绿化资源来达到低消耗、低排放、低污染的绿色服务区建设目标。
3)针对银百高速公路大水坑服务区,遵循生态恢复原则、低碳设计原则、地域文化原则,从自然景观设计、人文景观设计、绿色设计和智慧设计4 个方面详细阐述了基于绿色公路概念背景下的绿色服务区设计。银百高速公路的绿色公路建设措施,对半荒漠化区域高速公路发展形成可复制、可推广的完整示范经验。