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全球城市策略︱應(yīng)對(duì)海平面上升的灰綠交織策略(上)

對(duì)21世紀(jì)的城市而言,氣候變化的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻,從干旱到山火,從風(fēng)暴到海平面上漲,都與之相關(guān)。沿海城市需警醒海平面上升的諸般后果,并有所應(yīng)對(duì)。Island Press出版社于2018年出版《讓城市適應(yīng)于海平面上升:綠色與灰色策略》(Adapting Cities to Sea Level Rise :Green and Gray Strategies)一書,分“城市策略”和“地方策略”兩大部分呈現(xiàn)。城市策略涉及鹿特丹(市政廳欄目此前已對(duì)鹿特丹韌性規(guī)劃提供三篇引介:篇①、篇②、篇③)、紐約(市政廳欄目此前已對(duì)紐約防洪韌性提供兩篇引介:篇①、篇②)、新奧爾良和胡志明市等四個(gè)城市;地方策略包括硬保護(hù)策略(灰色)、軟保護(hù)策略(綠色)、儲(chǔ)水策略和撤退策略四大類別。在此,分上、中、下三篇對(duì)其進(jìn)行推介。

海岸社區(qū)面臨的三種風(fēng)險(xiǎn): 海岸侵蝕、潮汐洪水和海岸洪水




自上而下,是海平面上漲中風(fēng)險(xiǎn)(上漲5英尺)、高風(fēng)險(xiǎn)(上漲10英尺)情景下紐約、新奧爾良、胡志明和鹿特丹四個(gè)城市受威脅范圍。(圖來(lái)自書第4、5頁(yè))
應(yīng)對(duì)海平面上漲:何謂灰色解決方案和綠色解決方案

在風(fēng)暴之前,位于脆弱岸線之上的海灘建筑坐擁美麗海景;在風(fēng)暴期間,海浪作用把沙子從海灘上部搬運(yùn)到下部,導(dǎo)致海灘建筑下部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受損。

海岸防洪灰色基礎(chǔ)設(shè)施示意圖(來(lái)自書第12頁(yè))
灰色解決方案(Gray solutions)和綠色解決方案(Green solutions),是應(yīng)對(duì)海平面上升的兩種不同途徑。
灰色解決方案,又稱硬性解決方案,通常由土木和環(huán)境工程師所開發(fā),是永久性防洪結(jié)構(gòu)。這種硬性解決方案,側(cè)重于控制洪水和海平面上升,如建造海堤(seawalls)、防洪石堤(floodwalls)和護(hù)岸(revetments)。其缺點(diǎn)也較為突出,如破壞生態(tài)系統(tǒng),造價(jià)昂貴,需要維護(hù)。海岸工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一系列艱苦卓絕的干預(yù)措施:人工建造的堤壩和護(hù)岸,用以消解海浪強(qiáng)度,從而減少海岸侵蝕;也在盡力保護(hù)內(nèi)陸免受海嘯和洪水侵襲。當(dāng)前開展了更多探索,如城市內(nèi)部的水廣場(chǎng)等,有助于提升城市內(nèi)部對(duì)洪水的緩解能力。

海岸防洪綠色基礎(chǔ)設(shè)施示意圖(來(lái)自書第13頁(yè))
綠色解決方案,又稱軟性解決方案,是利用生態(tài)環(huán)境原理和實(shí)踐來(lái)防御洪水,減少侵蝕并使得海岸線得以穩(wěn)定。相比灰色解決方案,綠色解決方案可改善海岸生物棲息地并提升美觀。當(dāng)然,其建設(shè)成本和維護(hù)成本也更低。但它們并非永久性的,可能占用更多空間,也易受侵蝕。以沙丘為例。雖然海岸植物能夠?qū)⑸城鹁o密相連,但它們很容易被踐踏。而在人口密集的城市地區(qū),難以制止人們進(jìn)入海岸沙丘地帶。

灰綠交織的解決方案示例,在沙質(zhì)濱海帶上引入自然生態(tài)過(guò)程,加固現(xiàn)有堤防。(來(lái)自書第12頁(yè))
灰綠交織的解決方案,則兼取二者之長(zhǎng)。在海岸上,利用海堤和護(hù)岸保護(hù)內(nèi)陸地區(qū);與此同時(shí),生機(jī)勃勃的海岸線和沙丘也可保護(hù)內(nèi)陸地區(qū),同時(shí)豐富景觀和促進(jìn)生物多樣性。城市內(nèi)部修建水廣場(chǎng),有助于緩解洪水影響;與此同時(shí),城中的公園和濕地,也都能允許在洪水期間被淹沒(méi),它們兼具“海綿”功能。前面提及沙丘,如果在沙丘地帶精心設(shè)計(jì)獨(dú)立的步道或高架平臺(tái),就可達(dá)成灰綠交織的解決方案:這一地帶能夠利用自然生態(tài)過(guò)程提供防洪功能,還可為人提供娛樂(lè)空間。
盡可能探索用自然解決方案替代灰色基礎(chǔ)設(shè)施的功能,這是本書倡導(dǎo)的宗旨,對(duì)應(yīng)的座右銘是:“盡可能軟,必要時(shí)硬”(soft when possible, hard when necessary)。將城市和景觀設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合,不僅僅把海平面上漲視為威脅,還要視其為改善城市地區(qū)和景觀的機(jī)會(huì)。

以沙丘和海岸地形應(yīng)對(duì)風(fēng)暴浪涌。圖片來(lái)源:http://nrcsolutions.org/beaches-and-dunes/
四大洪水管理策略:硬保護(hù)策略、軟保護(hù)策略、儲(chǔ)水策略和撤退策略
無(wú)論灰色解決方案,還是綠色解決方案,都涉及四類洪水管理策略:硬保護(hù);軟保護(hù);儲(chǔ)水;撤退。前兩種是“進(jìn)擊”或“防御”策略,無(wú)論采用灰色(硬)還是綠色(軟)方案,都試圖通過(guò)守住防線(防御),或通過(guò)疏浚和填海造地(進(jìn)擊)主動(dòng)向前推進(jìn)防線,達(dá)到阻水于外的目的。后兩種是“調(diào)節(jié)”策略,通過(guò)將洪水儲(chǔ)存和控制在內(nèi)陸,或通過(guò)抬高地面或轉(zhuǎn)移到更高的地面,達(dá)成“人退”水進(jìn)。
策略一,正是前述灰色基礎(chǔ)設(shè)施,即硬性保護(hù),也是傳統(tǒng)上最常用的策略,至今仍占主導(dǎo)。硬性保護(hù)策略,為水陸之間提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的工程界限。為了更好地將海堤與公共生活融合,可以設(shè)計(jì)賦予多用途,作為娛樂(lè)休閑活動(dòng)空間,比如,可提供攀爬墻或露天劇場(chǎng)。此外,海堤后方可創(chuàng)建其他公共空間,如木板路、廣場(chǎng)、公園或商業(yè)活動(dòng)空間,這能讓城市更具魅力,并引來(lái)投資。以設(shè)計(jì)賦能,讓呆板生硬的海堤邊緣,為人們帶來(lái)有趣而充滿活力的體驗(yàn)。比如溫哥華的海堤,打造成一條28公里長(zhǎng)的綠道,是世界上最長(zhǎng)的不間斷海濱步道,也是該市最受歡迎的休閑地之一。
策略二,軟性保護(hù),對(duì)應(yīng)前文所述“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”,指的是使用“軟的”或基于自然的防洪系統(tǒng)。例子包括“有生命的岸線”(living shorelines)、沙丘和漂浮島嶼。與硬性保護(hù)策略不同,軟性策略并未在內(nèi)陸和洪水之間建設(shè)明確的分界線,海陸交界地帶為多種生物提供了絕佳的棲息地。

紐約曼哈頓島的BIG U項(xiàng)目示意圖,該項(xiàng)目是應(yīng)對(duì)海平面上漲的灰綠交織解決方案(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))
當(dāng)然,灰綠交織的解決方案更為明智。基于當(dāng)?shù)貙?shí)情的混合解決方案更有助于優(yōu)化和協(xié)同。典型的軟性保護(hù)策略,比如“有生命的岸線”。這種平緩傾斜的自然海岸線,充分借助植物和沙,結(jié)合混凝土和巖石等硬質(zhì)景觀,維持生物棲息地。同時(shí)可以減少侵蝕,保護(hù)海岸生態(tài)系統(tǒng),并有助于減少海岸線承受的風(fēng)暴潮強(qiáng)度。去年丹麥國(guó)會(huì)投票通過(guò)一項(xiàng)決議,擬花費(fèi)數(shù)十年建成一座人工島嶼,以灰綠交織的方案阻退上漲的海水,對(duì)哥本哈根加以保護(hù)。同時(shí)在島上新建住房,供3.5萬(wàn)人居住。這也是迄今為止應(yīng)對(duì)海平面上漲最大規(guī)模的城市策略。

鹿特丹水廣場(chǎng)——位于城市中心的混凝土材質(zhì)下沉公園,平日可供娛樂(lè)休閑運(yùn)動(dòng),暴雨時(shí)或海水涌入情景下可供儲(chǔ)水(來(lái)自網(wǎng)絡(luò))
策略三,儲(chǔ)水策略,指的是在內(nèi)陸高處儲(chǔ)水,有助于應(yīng)對(duì)潮汐和未來(lái)海平面上升造成的回流洪水。由于氣候變化導(dǎo)致的更強(qiáng)烈風(fēng)暴,雨水和洪水涌入更高區(qū)域,如前文圖示,儲(chǔ)水策略是防洪計(jì)劃的重要補(bǔ)充。地下儲(chǔ)水空間可待開發(fā),地面上的滯留和儲(chǔ)水池也有待探索。儲(chǔ)水策略可與公園和廣場(chǎng)相結(jié)合,增強(qiáng)人們對(duì)季節(jié)變化和水進(jìn)水退的日常體驗(yàn)。例如,可設(shè)置水廣場(chǎng),即在強(qiáng)降雨或海水或河流泛濫時(shí),直接轉(zhuǎn)變?yōu)楹樗畠?chǔ)水池的城中低洼區(qū)域,如荷蘭鹿特丹的大型水廣場(chǎng)。

沿海濕地通常被稱為“海綿”,因?yàn)樗鼈兡軌蛟谘睾oL(fēng)暴或潮汐時(shí)吸收波浪能量,從而緩解侵蝕。還可通過(guò)降低海浪高度來(lái)減輕沿海洪水的影響。大規(guī)模的完整濕地能有效降低沿海風(fēng)險(xiǎn),相對(duì)較小的濕地也對(duì)鄰近社區(qū)有益。(圖來(lái)自https://nrcsolutions.org/coastal-marshes/)
策略四,是為遠(yuǎn)離風(fēng)險(xiǎn)而撤退。海岸防洪通常涉及海岸和環(huán)境工程以管理風(fēng)暴潮和洪水,撤退則強(qiáng)調(diào)對(duì)人類期望加以管理。可以是無(wú)計(jì)劃撤退,是災(zāi)難來(lái)臨時(shí)的響應(yīng);也可以是有計(jì)劃的“戰(zhàn)略性”撤退,主動(dòng)規(guī)避災(zāi)難帶來(lái)的損失。比如抬高地面的策略,允許海水進(jìn)入濱水區(qū),同時(shí)把道路等基礎(chǔ)設(shè)施抬高,確保其在洪水期間可使用。這就為住宅、辦公、酒店、零售和交通等領(lǐng)域的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。比如,德國(guó)哈芬市(Hafen City,Germany)城市更新項(xiàng)目,在濱海區(qū)新建道路和公共空間,其高度高于正常漲潮7.6米。同時(shí),對(duì)建筑物進(jìn)行防水處理,新建筑物選址都在抬高地面之上。或許,“撤退”的終極形式,是在水上生活——聯(lián)合國(guó)人居署曾征集“漂浮城市”規(guī)劃方案,且傳出這一概念將在韓國(guó)釜山實(shí)施的消息。
硬性保護(hù)、軟性保護(hù)、儲(chǔ)水和撤退四種洪水管理策略,并非相互排斥。在地方和區(qū)域?qū)用娴暮樗芾砭C合解決方案中,上述四種策略通常會(huì)合并使用。接下來(lái)一篇,將對(duì)來(lái)自不同大洲的四個(gè)沿海城市的應(yīng)對(duì)計(jì)劃加以引介,分別是鹿特丹、紐約、新奧爾良和胡志明市。這些城市有著不同的背景,氣候、城市和社會(huì)政治條件各異。每個(gè)城市都基于自身獨(dú)特條件,就海平面上漲采取了不同對(duì)策。

沿海漫溢過(guò)程和不同沿海地形潛在洪水影響示意圖(來(lái)自“一覽眾山小”公眾號(hào)2021年7月16日刊)
在風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)中,如何開展未來(lái)城市設(shè)計(jì)?
在不確定性高企、風(fēng)險(xiǎn)重重的眼下,應(yīng)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已成為全球城市規(guī)劃任務(wù)的一部分。生成設(shè)計(jì)解決方案,以提高城市韌性和降低風(fēng)險(xiǎn),是正在興起的領(lǐng)域,需要工程、城市設(shè)計(jì)、景觀建筑、建筑以及城市和環(huán)境規(guī)劃等學(xué)科共同努力。世界各地的城市規(guī)劃部門,紛紛增加抗災(zāi)專業(yè)人員,進(jìn)行跨專業(yè)協(xié)調(diào),并制定“氣候防御”計(jì)劃。全球許多院校也已引入韌性課程,為適應(yīng)海平面上漲而設(shè)計(jì),正是課程的重要部分。
首先,風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)需要一種全新的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者需要預(yù)測(cè)未來(lái)的不確定性,而非僅針對(duì)靜態(tài)情況設(shè)計(jì)。他們需要與包括水文學(xué)家、工程師和城市規(guī)劃師在內(nèi)的專家跨學(xué)科合作,而非閉門造車。他們還需要與專家之外的多個(gè)利益相關(guān)方合作。簡(jiǎn)而言之,設(shè)計(jì)師需要協(xié)調(diào)綜合解決方案,參與協(xié)同水資源管理過(guò)程,并為不確定的未來(lái)和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
其次,建筑師需要與利益相關(guān)者合作,包括來(lái)自金融、開發(fā)、政府、保險(xiǎn)和社區(qū)的代表。旨在促進(jìn)協(xié)同設(shè)計(jì)的一個(gè)特殊工具是“設(shè)計(jì)研討會(huì)”,這是由不同學(xué)科和利益相關(guān)者共同參與計(jì)劃設(shè)計(jì)的活動(dòng)。工作坊目的是,避免一切照舊,將不同學(xué)科和領(lǐng)域的人聚集在一起,共同制定解決方案。
最后,設(shè)計(jì)師必須接受這樣一個(gè)事實(shí),即城市和自然系統(tǒng)是復(fù)雜的和具有適應(yīng)性的。必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到不確定性,考慮到不同的可能性和情景,并做好適應(yīng)變化的準(zhǔn)備。與以往任何時(shí)候相比,未來(lái)的目標(biāo)都具有更大的變化性。
通過(guò)設(shè)計(jì)城市以應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn),是事半功倍的明智做法。氣候變化是新常態(tài),海平面上升、強(qiáng)烈風(fēng)暴、異常高溫、野火以及其他氣候相關(guān)事件頻頻發(fā)生。本文推薦的書籍,其潛在讀者涵蓋建筑師、工程師、城市設(shè)計(jì)師、景觀設(shè)計(jì)師、政策制定者、開發(fā)商、投資者和社區(qū),亦即,適合于與建設(shè)更具韌性的21世紀(jì)城市有利害關(guān)系的所有人。

哥本哈根港口人工島效果圖。圖片來(lái)源:arkitema





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