李淙鈺 高駱秋 曹 迪 付彥榮*
城市建設產生的棄土無序回填,引發了消納場封場后面臨的各種生態修復問題,公園化改造為消納場的生態修復利用提供了新途徑。金州公園作為重慶兩江新區核心區重要的生態斑塊和公園體系建設的中心樞紐,決定了公園建設理念具有很強的示范作用和推廣價值。以城市生態修復相關理論為依據,結合重慶金州公園的建設實踐,探討消納場公園化改造中的地形再造、植被恢復、空間組織等思路和技術創新,以及建管環節的多方協同管理模式,以期為消納場公園化再利用提供借鑒。
生態修復;消納場;公園化;再利用
隨著城市地下空間、軌道交通的快速發展,工程棄土的處置成為城市管理的一大難題。在城市綠色發展的背景下,傳統粗放式的工程棄土處置方式已無法滿足城市的可持續發展需要,棄土消納場的生態修復也成為城市無法逃避的問題之一。
工程棄土也稱為建筑棄土,即各類建筑物、構筑物、管網等進行建設、鋪設或拆除、修繕過程中所產生的渣土和淤泥等。工程棄土根據棄土來源和自身性質,可分為工程產出土和工程垃圾土。工程產出土包括良質棄土、疏浚砂石等,是可以直接利用的土工材料;工程垃圾土包括劣質棄土、工程污泥、疏浚泥等,是不可以直接使用的垃圾土[1]。目前,國內大部分城市工程棄土占整個城市建筑垃圾總量的近40%,且難以做到源頭消減、事前解決,導致絕大多數工程棄土未進行必要分類,而是占用大量土地資源直接進行填埋[2]。
近年來,針對棄土的分類、調配管理和資源利用等已開展較多研究,但針對回填消納場的生態修復研究較少。洪月菊等[3]探索了利用工程棄土開展山體修復、公路丘陵防護林帶建設、建設場地預平整、自然地貌與耕地復原、山體公園等綜合性的資源化利用途徑。消納場的公園化改造已有一些案例,如西安文景山公園、北京奧林匹克森林公園(峰高48 m)、武漢關山山體公園[4]等,這些都是利用棄土堆山為基礎建造的,取得了良好的生態效益、社會效益和經濟效益。文章以重慶金州公園為例,介紹消納場公園化規劃設計和建設管理過程中新材料、新技術和新工法的運用實踐,探索高回填棄土場公園化的設計思路、建設要點和再利用策略。
選址于重慶兩江新區的金州公園,占地面積約45 hm2。項目場地為一處城市消納場?;靥顥壨临|量較好,庫容約1 000萬m3,回填分兩個階段進行:第一階段2010 — 2013年回填約700萬 m3;第二階段2016 — 2018年回填約300萬 m3。項目于2016年啟動公園化利用專項規劃,2018年啟動公園化建設,2019年完成。項目實施初期,第一階段回填的棄土已經過5年多的自然沉降,基本穩定(圖1)。

1. 金州公園建設前照片
1.2.1 區位優勢
金州公園是重慶兩江新區核心區重要的生態斑塊和公園體系建設的中心樞紐項目。公園定位為區級綜合性公園,在6 km以內輻射全區主要商業購物、居住生活區,目前覆蓋就近居住人口已達5萬人左右,未來將達到12萬人左右,可以預判公園未來的使用率非常高。
公園的設計和建設,基于城市消納場的基底現狀,積極運用生態修復理念,對場地地形地貌進行重新梳理,修復場地水系統,重塑場地生態,并綜合運用一些工程技術,在短時間內實現對消納場地的公園化改造利用,取得良好的生態和社會效益。
1.2.2 場地穩定性和土質狀況
場地地質穩定性是公園綠地建設的前提,對施工安全和后期景觀的維護有著重要影響。金州公園場地建設初期的土壤密實度約為77%~85%,沉積時間越久密實度越高,大部分區域可以滿足公園化改造要求。
土質狀況是公園綠地建設的重要影響因子,決定了公園環境安全和植物生長狀況。金州公園場地以接收良質棄土為主,這類土本質上是表層土,屬于城市工程產出土,是優質的干凈資源,污染程度低,不用進行專門的污染處理。雖然土壤中建筑垃圾較多,土壤結構差,有機質含量低,不利于植物生長,但是通過技術改良處理,能達到使用要求。
地形是公園綠地建設的基礎,良好的地形條件有助于營造高品質的公園景觀。重慶作為典型的山地城市,本身地形變化較大,溝谷縱橫,同時存在建設用地適應性評價較高的宜建型土地資源緊缺問題[5]。雖然通過回填形成的平壩成為城市宜建用地的重要補充。但是,消納場多選擇高差較大的溝谷地帶,但在回填過程中沒有做好充分的規劃指導,導致原有地形基本被破壞,自然水系也因周邊城市建設有組織接入市政雨污水管網系統而斷流,原始植被除局部能保留外,多以移栽或直接填埋方式處理。金州公園消納場公園化最大的障礙就是地形,回填后形成的場地多由多層臺地組成,臺地間銜接性差,水系無組織,自然植被較少。地形狀況對公園化利用非常不利,需要在實施前進行系統設計和地形重塑。
2.1.1 挖掘場地記憶,修復重現淺丘地貌
通過分析2009 — 2016年間場地衛星圖片(圖2),發現場地的變化是一個“生長”的過程,設計采用“逆生長”手法,著力于恢復公園場地原有的淺丘、濕地、湖泊等獨具特色的地形地貌,還原場地鄉愁記憶。以山丘的形態演繹為靈感出發原點,利用多余土方精心開展微地形營造,形成多個特色山丘,對山丘印象再定義(圖3)。從點、線、面來對應節點、園路、功能三方面,重塑場地形態,實現對山丘生機、生長和生息的表達。山丘的印記追溯著這片土地傳統生活的記憶,如故境新生,從深層次激發人們對于場地的原始記憶。

2. 2009 — 2016年場地衛星圖

3. 山丘印象再定義
2.1.2 修復水系系統,營建海綿式公園
公園位于高回填方區域,考慮公園的地質結構安全因素,設計采取低影響開發理念,重構場地內雨水系統,以“蓄、凈、用、排”的雨水管理措施為主,利用生態草溝、雨水花園、生態濕地進行雨水的凈化和調蓄,將雨水生態處理方式與設計理念充分結合,構建水生態斑塊,營建海綿式公園。利用緩丘地貌創造出一系列深淺不一的水坑和高低不一的土丘,通過土丘及硬質場地的坡度控制排水方向將雨水匯集,經過人工鏡面水體、生態溪溝、跌瀑等過濾后逐步凈化,回歸到北側大的湖體區域,展示出雨水收集凈化的過程。湖體中凈化后的水體循環用做綠化澆灌、景觀用水等,實現了公園雨洪的和諧共生(圖4)。

4. 金州公園雨洪管理技術
2.1.3 重構植物群落,形成多重群落模式
基于場地土壤狀況,使用適應性強、色彩和季相較為豐富的落葉植物、生長較慢的小規格植物,以生物群落復育理念,恢復和重建城市近自然群落,創建野生動植物棲息地。在重塑的山丘坡頂上采用色葉林種植方式,塑造隨季節更替色彩不斷變化的林冠線,主要樹種有欒樹、水杉、烏桕、楓香、紅楓、黃櫨等;在自然坡地上大量運用草花混播種植,構建色彩斑斕的低維護自然野花群落,為野生動物創造友好的生存環境;在坡地邊緣和臨近水濕區域,種植香蒲、花菖蒲、水生美人蕉、花葉蘆竹等濕生植物,構建與地形和生態位相匹配的植物景觀群落。
2.2.1 加強土壤改良,做好綠化基礎工作
對項目范圍內土壤隨機取樣4份,送專業土壤檢測機構對含水率、有機質、有效磷、pH值、有效氮、速效鉀等部分主控指標進行檢測,并按照CJT340-2016綠化種植土壤標準判定(表1)結論為:有機質含量不合格,其他各項指標均合格,但pH值偏堿性、有效磷和有效氮指標均偏低。

表1 金州公園土壤主控指標檢測結果
根據檢測結果,兼顧科學性和可操作性,主要采取以下方法改良土壤:(1)提高土壤有機質含量。公園部分種植區引進合格優質的種植土,根據植物設計方案確定不同的客土厚度。回填后通過人工精細整地,禁止機具對土壤反復碾壓,保護土壤的孔隙度。(2)堿性土壤改良。項目區土壤平均pH值偏堿性,整體施用酸性的有機肥料、微生物肥料、土壤改良劑和泥炭等酸性改良材料,局部針對山茶等喜酸性植物結合石膏粉和硫酸亞鐵等材料進行調酸。(3)提升土壤肥力。以有機改良材料和無機改良材料相結合的施用方式,以施用有機改良材料為主,施用控釋、緩釋肥料等高養分的新型無機改良材料為輔,并結合新型土壤養分改良技術進行改良操作。
2.2.2 新材料、新技術和新工法的運用
金州公園建設中堅持低碳環保理念,最大限度減少花崗巖、青石等天然石材使用,大量運用預制清水混凝土[6]、藝術混凝土、透光混凝土[7]等制作臺階、坐凳、景觀墻體、滑板場等,在場地鋪裝中優先使用竹木等可再生材料和熒石等自發光材料[8]。努力探索并攻克飾面除塵、弧面景墻等施工技術難題,原創“藝術清水混凝土飾面施工除塵設備”“一種弧面透光混凝土景墻結構”等技術。針對公園在高回填地基上建設,不均勻沉降、開裂、垮塌等問題,在全透水建設的框架下,反復試驗,總結出“利于排水的公園人行道結構”“用于坡邊上的景觀步道結構”“嵌草臺階結構”等工藝工法。其中,利于排水的公園人行道結構打破常規,采用仿石材透水路沿石(圖5),美觀實用的同時成功解決了公園人行道透水面層滲水不易排出和表面反堿現象[9]等問題,有效防止高回填區滲水過多而影響路基穩定性,以及道路局部沉降、開裂等風險。

5. 一種利于排水的人行道結構
2.2.3 精細化施工管理
公園建設過程中,堅持運用科學的管理辦法輔助施工管理,提高管理效率。項目管理過程中提出基于航測攝影技術的園林工程施工管理臺,通過控制面板上的觸摸屏進行觸摸控制,且通過航測設備監測的工程數據在顯示屏進行顯示,操作簡單,無需使用過多人工進行檢查,減少了勞動力輸出。相比現有園林工程都是采用人工巡查以及攝影,或者安裝監控攝像頭等方法,新技術在全方位監測工程實施中優勢發揮明顯。
除實際運用“基于航測攝影技術的園林工程施工管理臺”技術外,本項目還總結了“一種土方模型軟件輔助地形設計臺”“公園智慧運營管理監控終端安裝結構”等技術,為實現高質量施工和精細化管理奠定了基礎。
國內文獻在城區設計[10]、河道復興[11-12]、綠地系統規劃[13]、生活垃圾填埋場[14]、城市山體[15]方面的生態修復研究較多,而關于城市消納場的生態修復專項研究較少?;谥貞c金州公園的設計和建造,對城市消納場公園化再利用提出策略和優化建議。
在消納場回填完成封場后,重點展開生態修復,首要任務是修復自然生態基底。(1)地形修復。因回填前未提前規劃公園化后的整體布局,通過微地形整理的設計方式,統籌優化標高系統,制定最優的土石方平衡方案,保證堆土土方安全和塑造優美的地形,搭建公園路網骨架系統。(2)景觀再造。從山、水、林等多個層面多個維度再造景觀,織補城市自然生境,提高后期公園的直接觀感。(3)文化再生。重塑城市、居民與自然環境的關系,以“逆生長”的方式追述場地歷史記憶,將破壞的元素轉置成為特色文化景觀,從而融入場地記憶和場地特色。
金州公園是在消納場回填完成后進行公園化利用的典型案例,存在原生植被破壞、地形混亂、原有表土被填埋等缺陷,如果能夠在回填過程中或消納場規劃時將公園化同步考慮,將會避免很多重復工作并節約大量資源。
(1)規劃先行,城市規劃與消納場選址結合。城市消納場建設屬于利用國有空地進行的臨時活動,多由當地城建部門或環保部門審批,很少經過規劃或國土部門審核,因此很難整合土地利用規劃統籌考慮。在消納場選址時,如果能做到規劃先行,將周邊未建設的路網、城市管網、建設用地地塊綜合考慮,在高程上統一布局,土方統籌調配,既減少了棄土的“產量”,又為公園化再利用創造了條件。
設計初期對場地進行活動適宜性分析,提前布局配套建筑、場地、游步道等對地基承載力要求較高的區域,在棄土回填時做好基礎處理,最大限度避免后期的沉降和可能需要的強夯、換填等重復工作。對于尚未完成回填的消納場,設計可提前介入,對于后期綠化區域采取堆山回填等堆高處理方式增加庫容,而水體區域,可少回填或利用原有高地圍合而成,以減少防漏處理的工作量。
(2)因勢利導,邊回填邊修復。在消納場回填過程中介入公園化再利用專項設計,對已回填和將回填所有棄土統籌考慮,綜合利用。一方面對已回填的區域進行回填式修復,另一方面通過對場地各種敏感性的分析,對未回填區域按建設適宜性等級考慮其與景觀的結合。基于人性化需求,盡可能營造坡度<15°的淺丘地貌和深度<1.5 m的低洼地,便于公園化過程中作為淺丘攀爬或淺水濕地來開展活動。
從新城建設到舊城改造,從地上空間為主到地上地下統籌發展,這期間將依然產生大量的工程棄土,而工程棄土的公園化有助于資源的可持續利用,也利于節省緊缺的城市土地資源。本文通過金州公園的設計和建設,探索城市消納場的場地改造、生態修復、科學施工和精準管理措施,歸納消納場公園化再利用的設計建設思路和方法,具有一定的借鑒作用。同時,也有一些問題仍需進一步解決,包括場地快速穩定和利用、土壤快速有效改良、適生性植物的篩選和應用等方面,仍需進一步探索,提出系統化的技術措施,才能為消納場的公園化利用提供更為扎實的支撐和保障。