给水排水|水敏性城市设计 · 让城市不再有涝灾
发布者： 发布时间：2015-10-09景观都市主义将城市理解为一个生态体系，提倡通过生态整体的规划和景观基础设施的建设，将良好的生态循环系统引入景观化的城市，使人们获得健康、美好，可持续发展的城市生活环境。
“水敏性城市设计”就可看做景观都市主义影响下的景观设计思想和方式之一。而目前被极力提倡的“雨水花园”、“海绵城市”，也可看做是“水敏性城市设计”思想影响下所产生的城市设计理念。
水敏性城市设计Water Sensitive Urban Design
了解“水敏性城市设计”
什么是“水敏性城市设计”
国际水协会给它的定义为：
WSUD（Water Sensitive Urban Design水敏性城市设计）是城市设计与城市水循环的管理、保护和保存的结合，从而确保了城市水循环管理能够尊重自然水循环和生态过程。
在国际上，其他与WSUD类似的概念包括英国的“可持续性城市排水系统”(Sustainable Urban Drainage System，SUDS)、美国的“低冲击开发”(Low Impact Development，LID)以及新加坡的“活跃、美丽、洁净水项目”(Active Beautiful and Clean Waters Programe，ABC)、中国的“海绵城市”设计思想等。WSUD理念则更全面地包含了众多可持续水管理与城市设计中的交互式因素，因此更有效地融合了未被传统水系统设计包含的种种考量，并更容易抓住当前水管理改善诉求产生的各种契机。放眼全球，水敏型城市的愿景、WSUD实践的种种成果已逐步成为定义城市尺度规划策略的主旋律。
水敏城市设计基本原则
提高地面可渗透性；
保持水体流动性；
保持水体溶解氧含量；
降低水体溶解态溶解物；
降低水体不溶物负荷；
建立稳定生态系统
水敏城市设计思路
雨水收集；
雨水净化处理；
雨水储存再利用
水敏城市设计具体措施
不透水河道改为透水性自然河道；
设置雨水集水箱；
建造涵水景观；
建筑物顶部种植植物
水敏城市设计的价值
水文平衡：通过储存、渗透和蒸发的自然过程，达到自然水文的平衡；
修复水系：恢复和增加城市的水系
水敏性城市设计打造“生态型”景观
城市景观需具功能性作用
“城市景观，是在区域及全球生态系统中，由“自然”与“人力”在不同的相对关系中相互作用的产物。空间，是公共领域中，公共设施的基本特征。然而，在提供空间的舒适性之外，城市景观更需具有功能性作用。”（1）
现代城市景观的新价值:“生态功能”
“生态功能，抓住了诸如可持续水资源管理、微气候的影响、促进碳沉降，及城市食物生产的潜在用途等问题的关键，也正因如此，在传统之外，我们对现代开放空间和景观特征的新“价值”的认知和判断需建立在对城市景观的“生态功能”的理解之上。
对城市景观的设计再也不能简单依赖于对公共空间传统“价值”和单纯景观特征的理解来决定。新的设计需基于对生态系统的“生态机能”的深层理解。也只有了解需要保护的价值同时理解生态系统的功能性，并整合两方面思考后，才能确定设计目标的优先次序，进而真正实现生态型景观。结合合理的未来应用、社交与娱乐、特征性及等级梯度，项目所在地的历史文化、生态基底、地域背景成为发展街道景观、公共开放空间及私人开放空间的整合策略的驱动力。”（1）
雨水特性与水敏型生态景观
“雨水在城市的各个角落以面源的方式生成地表径流，因此十分适宜以分散的方式在城市中建造生态景观，实现多重积极效应。如净化城市雨水，保护并增强自然受纳水体环境的生态完整性，把雨水作为城市替代水源的管理模式且有助于减轻城市的热岛效应。水敏型生态景观的其他生态系统服务功能，包括减少城市内涝，形成城市内的生态多样性走廊，固碳并洁净空气。
不仅如此，一个更佳的都市绿色植被景观和更为清洁的都市河道还将潜移默化地增强公众的心理健康并带来积极的经济效益。”
新加坡碧山宏茂桥公园
Bishan-Ang Mo Kio Park
项目概况
基本概述
项目名称：新加坡碧山宏茂桥公园 Bishan-Ang Mo Kio Park
设计公司：德国戴水道景观设计公司 Atelier Dreiseitl
项目委托：新加坡公共事务局和国家公园委员会
项目面积：52 公顷 (改造前)，62 公顷（改造后）
设计时间：2007—2010年
建成时间：2012年
项目费用：€4500万
所获奖项：2012新加坡游憩场地设计奖，2012世界建筑节年度最佳景观设计项目奖 WAF 2012, Excellence on the Waterfront 2012, Presidents Design Award 2012
成果展示
一个自然生态拥抱现代都市的健康乐园。
|背景|
Back Ground
改天然河道为排水渠
作为海岛城市，新加坡没有天然的地下蓄水层和广阔的土地。尽管这个岛国处于热带地区、降雨量丰富（年降雨量约2400mm，伦敦600mm），但是用来收集和储存雨水的土地特别有限。
1970年，新加坡开始大规模地将天然河流系统转变成混凝土河道和排水渠系统，以便更有效地排放雨水和防止洪涝灾害。也就是在这个时期，加冷河被改为混凝土河道。这种硬质的工程技术一直为这个国家服务。
而直到今天，新技术和新知识证明：只有采用跨学科思维和综合解决方案，才能真正解决城市水环境遇到的多方面挑战和需求。
新的变革：ABC计划
新加坡从2006年开始推出“ABC计划”——活跃，美丽和干净的水计划(Active Beautiful and Clean Waters Programe，ABC)，除了改造国家的水体排放功能和供水到美丽、干净的溪流、河流和湖泊之外，还为市民提供了新的休闲娱乐空间。同时，提出了一个新的水敏城市设计方法(也被称为ABC在新加坡水域设计的亮点)来管理可持续雨水的应用。作为一项长期的举措，截止2030年，将有超过100多个项目被确立阶段性实施，与已经竣工完成的20个项目一道，拉近了人与水的距离。
▲ABC水域项目范围。红点为ABC计划项目位置；大红点为碧山公园加冷河。
▼流域示意图
ABC“全民共享水资源”计划，将沟渠和水道改造成美丽的滨水环境，鼓励社区也加入保持水道清洁的工作，通过创建近水的社区空间，鼓励人们爱惜水源，保持水源清洁，使新加坡成为一个充满活力的城市花园。
ABC计划的目标
将原有运河、排水渠和湖泊改造成明快流动、赏心悦目、清澈的溪流、小河和湖；
市民可以在清澈的水边嬉戏、玩耍，充分利用水的自然特质；
连续流畅的蓝色水域和绿色种植带互相交织，与城市建筑融合在一起；
软景绿坡的自然河流；
建立动植物群落栖息场所；
增加生态多样性；
创造与河流嬉戏玩耍的互动体验感；
将人们带到自然野生生态环境中，亲近自然
|项目|Project
碧山宏茂桥公园是ABC方案下的旗舰项目之一，由于公园需要翻新，公园旁边的加冷河混凝土渠道需要升级来满足由于城市化发展而增加的雨水径流的排放, 因此这些计划被综合在一起，进行此项重建工程。
设计师们在一起严格制定了一套全面的方法，不仅满足了河流的排水功能，也巧妙地把河流和公园完美地融为一体，使城市恢复了生物多样性，并为社区创造了开放的休闲空间。
▼项目位置
▼改造前
▼改造后
▼平面图示
运河改造
公园原本的混凝土水渠防景观功能较弱，且防洪功能有限，每当雨季河水湍急时，洪灾的危险很大。加冷河水渠的改造是本项目的最大亮点。2.7km的加冷河从笔直僵硬的混凝土河道被改造成3.2km的蜿蜒自然河道。
加冷河的修复，展示了令人惊喜的变化，这样一种公园-河道景观的复兴带来了公园周边区域环境的优化、增强了社区的联结，公园内部的整体循环系统得以提升。
德国戴水道设计公司资深合伙人，德国巴府州建筑师协会注册景观设计师说：“在正常天气下，这些软质河岸可以提供人们放风筝、跑步和交友等娱乐活动的开放空间。在一场倾盆大雨过后，靠近河流的公园土地可兼作输送通道，将水排到下游。新改造河道的基准线与蜿蜒的河床相结合，创造了各种流水模式，这是天然河流系统的特点，创造了生物多样性及自然的各种生境。在城市设计中，向自然学习，如何将公共空间设计成多功能的场所是公共空间有效设计的关键。”
项目改造图示
▼改造预想示意图
▼改造前的混凝土排水渠
项目将2.7km长的线条笔直僵硬、冷冰冰的混凝土排水沟改建成长3.2km的弯曲、自然式河流，蜿蜒穿过公园。
▼改造后的自然河
▼改造前后效果对比图
▼防洪效果实景
生态工法：土木工程理论与植物和天然材料的结合
加冷河的河道改造是第一个在热带地区利用土壤物工程技术(植被、天然材料和土木工程技术的组合)来巩固河岸和防止土壤被侵蚀的工程。
▼工程示意图
迪特尔·格劳先生介绍：“2009年，我们建造了一个试验床，沿着公园一侧长60m的排水渠，运用了10种不同的土壤生物工程技术和各种本地植物来加固河岸。这个测试床是为了优化施工方法和择优选择合适的技术和植物。7种技术最终被运用到主河道中，包括梢捆、石笼、土工布、芦苇卷、筐、土工布和植物。”（3）
此外，河道设计的水力模型也被用于监测和了解动态的河流，并探索河道设计的各种可能性。这有助于确定水流速度较高和土壤较容易被侵蚀的关键位置。因此，设计师在这些地方配置比较茁壮的植物，相对柔弱的植物则可以配置在比较平缓的区域。（3）
▲11种不同的技术和14种植物不仅用来巩固河岸，并且提供动植物群赖以生存的微生境
在碧山宏茂桥公园的施工过程中，引入了土壤生物工程技术来加固河岸。这里是指土木工程理论与植物和天然材料相结合，如岩石可以控制土壤流失和减缓排水速度；植物不像其他技术之中仅仅发挥美化功用，除了能用以美观，还可以发挥土壤生物的重要结构作用——植物的根系可以加固河岸，土壤生物工程体系具有自我发展和适应环境的能力，并不断地自我修复和成长。因此，与混凝土河道相比，它们的安装成本低，更具可持续性，并且能够带来长期的经济效益。
▼岩石可以控制土壤流失和减缓排水速度
▼大量本土植物的运用
▼大量本土植物的运用
▼生态物种恢复，生物多样性增加了30％
天然河流孕育了许多生命，再加上土壤生物工程技术的应用，为各种微生物创造了栖息地，不仅增加了生物的多样性，并且保证了公园内物种的弹性发展，确保了物种长期生存的可能性。
改造后的自然河道与公园里绿茵茵的草地、宁静的池塘、翠绿的树木融为一体，吸引着周围社区的人们来到这里欣赏自然。
▲公园为市民提供天然休闲氧吧、游憩公园和科普基地
生态净群落
除了优美的生态景观，有效整体的生态循环外，新加坡碧山宏茂桥公园还成功建造了第一个生态净化群落，提供有效水处理的同时还保持了一个自然、优美的环境。生态净化群落是自然的清洁系统，包括精心挑选的植物，这些植物通过过滤污染物和吸收营养物质来净化水质，设置于公园的上游区域，生态净化群落能够帮助维护池塘内水质的清洁，而无需使用任何化学药剂。公园内新建的水上游乐园设施用水即由该池塘提供，并同时进行UV的处理。
▲生态水源净化系统由原先的池塘改建，共四个梯形的弧形湿地，由上至下栽种湿地植物，用以过滤雨水。过滤后的水将被输送到水上游乐场，最后流回池塘。
▲生态净化群落，每天348m³的河水被净化，每天8640m³的湖水被净化
▲池塘的水被生态净化池净化处理后，重复利用于游乐场，节省了新加坡宝贵的饮用水资源
其他改造
碧山宏茂桥项目不仅打造出了动态的生态水循环系统，还将其他设施进行了提升和改造，重建后的62h㎡的公园，还增添了各种新的设施，提升了其娱乐氛围。设计师运用从旧混凝土渠道上回收利用的木材为公园建造了3个游乐场、餐厅和一些新空间。在这里，人们能更进一步接近自然、欣赏自然。
游乐空间及材料的回收利用
▼设计师运用从旧混凝土渠道上回收利用的木材为公园建造了三个游乐场、餐厅和一些新空间
新的空间
公众参与机制
迪特尔·格劳先生说：“在设计过程中，我们欢迎学生们前来碧山公园郊游。在这里，他们可以细看并触摸小溪。我们用硅胶打造了青蛙、蜻蜓、小蜗牛与蛇的复膜，让孩子们把自己的名字刻在上面。然后我们用硅胶复膜制作了五颜六色的混凝土模型，把它们安置在游乐场里。所以碧山公园里有许多孩子签名的艺术小作品。当他们与家人到公园里游玩时，会自豪地说：‘你看，这是我的作品！’此种情结能世世代代延续下去，促进人民对碧山公园的归属感。”
公众参与机制
迪特尔·格劳先生说：“在设计过程中，我们欢迎学生们前来碧山公园郊游。在这里，他们可以细看并触摸小溪。我们用硅胶打造了青蛙、蜻蜓、小蜗牛与蛇的复膜，让孩子们把自己的名字刻在上面。然后我们用硅胶复膜制作了五颜六色的混凝土模型，把它们安置在游乐场里。所以碧山公园里有许多孩子签名的艺术小作品。当他们与家人到公园里游玩时，会自豪地说：‘你看，这是我的作品！’此种情结能世世代代延续下去，促进人民对碧山公园的归属感。”
启示与思考
新加坡碧山宏茂桥项目，实现了城市基础设施功能性与景观性的相辅相成，相得益彰，使两者在彼此的实现过程中得以充分发挥。
碧山宏茂桥公园项目作为蓝—绿城市基础设施的一项新计划，强调了水资源供给和洪水管理的双重需求，同时又为城市之中的人们和自然创造了空间。这一项目在政治上和经济上都具有重要意义，自然化了的河流成为了全国雨水收集系统的一部分，用作饮用水来源，从而有助于新加坡水资源的独立。
通过学习、测试、提升、改进新的知识，我们才能够实现这样的愿景，创建出一个城市公园，它能够同时作为生态的、水利的、休闲的基础设施，从城市集水区输送水体，创建城市体核心区域的优美空间，供人们观察、保护和养育自然生物。一定意义上可以说，这个项目将改变新加坡人的生活。周末孩子们可以来到这里嬉水游玩，环保主义者也将谈起他们幼年时期学校组织的公园拓展活动。总之，碧山宏茂桥公园和加冷河的修复开阔了我们的设计想象，为新加坡智能、美丽、宜居的国家城市实现增添了重要的一笔！
城市一直以来被认为是大自然的对立面，两者的割裂使城市脱离自然生态系统的良性循环，使人们的生活接连出现了很多恶性方向的转变。而如今，二者融为一体的需要越来越突出。城市的韧性需要增强，气候变化导致的洪灾、干旱在现今和未来将极大地影响城市发展。新加坡ABC水计划、中国海绵城市、英国的“可持续性城市排水系统”(Sustainable Urban Drainage System，SUDS)、美国的“低冲击开发”(Low Impact Development，LID)等城市发展理念的提出，都运用了水敏性城市设计思想，符合景观都市主义的倡导，以景观规划主导城市与自然生态体系向相互融合的方向发展。雨水分散收集、流域整合的创新概念能够帮助城市更好地面对未来的挑战。
除此之外，调动市民在能够发生的环节参与设计，更能调动民众的参与感、互动感和积极性，有利于促进大家共同保护和热爱自己的城市，共建共享和谐家园。
引文/参阅文章
(1)“生态型景观，水敏型城市设计和绿色基础设施”（澳）托尼黄Tony H F Wong 王健斌
(2)“新加坡加冷河-碧山公园河道改造” 来源未知
(3)“加冷河—碧山宏茂桥公园”(德)迪特尔·格劳Dieter Grau
