基于彈性理念的景觀設計的研究
——以密西西比河區概念方案為例

文／劉耿哲 賓夕法尼亞大學設計學院 碩 士

劉小文 南昌大學建筑工程學院

引言

城市風險問題設計的一個重要解決方案就是通過“彈性”設計進行生態研究。彈性的概念是生態系統能夠進行自我修復的一種能力，也指生態系統被外界因素，如自然災害等影響時所具備的抵抗或恢復到最初狀態的能力。彈性設計應用于多個方面，如土地的開發、水系統的規劃等。探究的范圍可以大到空間的尺度，在城市空間中如何應對濱水的災害、暴風潮來臨時如何避險[1]；小到景觀長廊、漂浮物收集、雨水收集、城市道路、基礎設施等。當災害發生時，城市景觀和建筑的彈性設計應用可以最大程度地消除災害帶來的危害；通過自身的調整，構建一個多層次的、復雜的生態系統。在災難過后快速復原到災難未發生的狀態，降低整個災害對社會自然環境的影響。

在鄉村不斷城市化，城市不斷擴張化的過程中，自然災害發生的頻率急劇增加，這對城市發展產生了明顯的負面影響[2]。所以基于彈性設計景觀的研究，本文以密西西比河概念設計方案為根本，闡述了如何通過“彈性”概念來設計建筑景觀，同時結合曼哈頓BIG U防護性景觀規劃，從防洪功能、生態功能和社會功能方面深度分析探討值得借鑒的內容，有助于建筑景觀社會科學得到良好的發展。

1 案例方案研究

通過對現有成功設計案例的研究和討論，深入分析基于城市風險問題的彈性設計概念的具體實施和組合，通過項目概述、定位、規劃和分區的設計實踐，探索其作用概念使其成為靈活景觀的一部分，為以后的創新改造提供新思路。

1.1 曼哈頓BIG U 防護性景觀規劃

BIG U 方案是創建在曼哈頓下城的景觀設計方案。該方案直接響應該地區的必要需求。從57 West St 向南延伸，再到42 East St，BIG U圍繞著數十英里的地區，其中包括一個非常密集、充滿活力和脆弱的城市地區。

項目設計的主要目的是加強人與自然景觀的聯系，把整個社區串聯起來。使用的手法如加強自行車道和人行橋與濱河景觀的聯系。BIG U項目為了清除高速公路障礙，設計了人行天橋系統，加上可延伸的墻壁用于維持現有交通流線。在景觀高地的設計中，設計師運用濕地生態環境和雨水花園來增強城市公共空間的體驗，營造綠色走廊系統，指引公園入口，使整個景觀生態成為彈性設計中的重要組成部分（圖1）。

圖1 人行天橋（圖片來源：作者根據相關資料改繪）

同時，為了在雨水堆積和洪澇的時候提供保護，項目通過設計橫跨整個布魯克林和曼哈頓大橋的連續性的長凳，利用各種彈性障礙和可延伸性的結構對抗波浪和風暴潮。設計長凳提供且分割了如休閑、市場、社會服務等新空間。同時，地塊的每一片區域，通過運用因地制宜的設計手法，安裝了不同類型的防護裝置。裝置的形態和特點與其所在的地理位置、場地的需求、社會人文的內核息息相關（圖2）。在曼哈頓下城的炮臺公園，項目還設置了新的護堤景觀和綜合性文化設施，同時保護其突出的財政中心。項目設計了多層次雨水防御系統，用于庇護周邊的環境和人群，保護和維護各種設施。

圖2 長凳及防護措施（圖片來源：作者根據相關資料改繪）

1.2 彈性設計的借鑒意義

BIG U 防護性景觀規劃設計項目融合紐約曼哈頓本土文化和設施，運用“彈性價值觀”為社區提供服務。該方案的設計方法源自于社會基礎設施和可持續性這兩個概念。同樣的，BIG U 不僅保護城市免受洪水和暴雨的侵襲，降低城市風險事件的概率。它為社區提供了社會和環境效益，減輕長期壓力（如污染、缺少開放空間），改進空氣和水質量、增強社會凝聚力、新的工作機會、進入海濱的機會等等，并促進改善公共領域。

針對分析如BIG U 這樣的因地制宜的方案，可以幫助全球不同城市應對和改善自然危機，對解決濱水城市的一系列問題大有益處，有助于景觀建筑學科的發展，并實現交叉學科的交融。

2 密西西比河概念設計方案嘗試

2.1 項目概況

密西西比河是美國最重要的水道之一，位列世界第四長河。起源于明尼蘇達州北部，流經整個北部，干流全長約3856km，構建了美國最大的航運網。根據密西西比河的水系結構特征，密西西比河可以被劃分為三個區域：密西西比河的上游、中游和下游。

項目選址于密西西比河上游地區[3,4]，原因是該地區也經歷了過度開發導致的生態惡化階段。主要表現在以下幾個方面：首先是最嚴重的污染問題。隨著河流穿過上游地區的重耕帶，沉積污染物、營養化肥和微生物細菌等進入密西西比河，導致水質惡化、富營養化嚴重。同時，大規模的水利工程建設直接影響河水的流動和分配，破壞水體和沉積物中的營養物質和有毒物質的吸附和解吸，降低水體的自凈能力。

其次，濕地的快速轉變也帶來了很大的問題。密西西比河沿岸濕地轉變為耕地平地的主要原因是三角洲沉積循環、相對海平面上升、海水入侵、地面沉降、大規模冬季風暴和颶風、嚙齒類食草動物對濕地的破壞以及履帶式車輛的使用造成的。同時，伴隨著洪澇災害頻發、防護預警工作不足的問題，整個生態環境受損極為嚴重，造成了巨大的損失。

所以本設計方案選擇典型的城市——明尼阿波利斯市（圖3），主要設計中心位于上圣安東尼瀑布的下部。在歷史上，明尼阿波利斯自古以來就受到洪水的影響，因此建造了多個閘門來引導水流，減少洪水的影響。而明尼阿波利斯上港項目和選址的水壩改造分別于1956年和1963 年進行。最初由美國陸軍工程兵團于1917 年建造，還有一座水電站。水壩和閘門作為商業導航系統一起工作。但隨著社會的發展，這道閘門的作用越來越低，其原有的發電、排水功能也基本被周邊設施所取代。

圖3 明尼阿波利斯市位置（圖片來源：作者自繪）

研究表明，在明尼阿波利斯有超過26%的機會，將受到未來30 年洪水的嚴重影響。除了財產損失外，洪水還會切斷公用事業、緊急服務和交通的通道，并可能影響一個地區的整體經濟狀況。洪水可能會影響社區內的日常生活。所以對洪澇的治理和城市問題的解決已經刻不容緩。

2.2 設計策略

設計主要通過幾個具體的措施來進行彈性理念設計的運用。

（1）設計第一部分旨在解決水的污染淤積問題。洪水淤積的過程會填滿水道和航道，這些粘土、淤泥、沙子和礫石主要被公眾視為廢物，并受到州和聯邦立法層級的監管。然而，它們被困在陸地和水域之間，并且在構建彈性景觀基礎設施方面的潛力在很大程度上尚未得到開發。隨著海平面上升、風暴洶涌和海岸下沉，這些問題需要迫切得到解決。所以設計創建了一系列彈性架構（圖4），這些架構可以部署到密西西比州目前的水環境中進行水源凈化。架構擁有最新的污染處理系統，內置的過濾裝置能夠很好地吸收雜物。同時設計的裝置支撐能夠在水底進行良好的扎根和固定，最后通過附著在水壩內底的儲藏倉進行回收和利用（圖5）。

圖4 彈性架構單元（圖片來源：團隊成員Logan Weaver 繪制）

圖5 架構單元存儲（圖片來源：團隊成員Logan Weaver 繪制）

（2）設計的第二部分是為了恢復和加強自然資源，改善野生動物棲息地和水質。整個建筑也是一個新的生態系統試驗場，為動植物提供能源和各種需求。在原本沿岸景觀河道的基礎上，拓寬合適的排洪溝節點，保證水體的流動性。在汛期來臨時，激增的雨水和洪流可以通過兩側的坡地和孔洞進入排洪溝，得到凈化[5]。在項目后期及場地發展的考慮中，可以將聚集的水資源用于周邊植物的灌溉。改善洪澇雨水的管理系統，進一步完成水資源的再利用。場地的動植物選擇方面，多為耐水濕本土植物和當地本土動物，例如挺水植物具有良好的遮光性，可有效抑制水中藻類的增殖，同時滿足部分城市需求，以及提供各種循環水系統，凈化后的水資源可以輸送到城市的各個地方。動物如潛鳥、海貍等也能夠為生態循環提供重要幫助，促進生態圈的穩定性。同時，動植物還可以對水中的礦物質污染成分進行精制及后續處理（圖6），為社區增添了新的特色。

圖6 防洪沿岸節點和生物多樣性（圖片來源：作者自繪）

（3）設計同時決定通過活動、便利設施和教育吸引游客，以適應不斷變化的社會、經濟和生態現實。在保留明尼阿珀利斯的久遠文化的同時，運用本應廢棄的水閘和大壩工程連接歷史文脈，將對岸兩地以景觀建筑的形式連接，利用文化景觀的彈性內核，讓人們在工作生活中體會城市的文化魅力[6,7]。主要手段是將水閘和大壩道路改為城市的主要休憩空間，交通流線為紅色的人行道和藍色的機動車道（圖7）。在不對整個防洪建筑功能產生影響的情況下，讓其空間在居民生活中得到很好的利用。同時規劃結合本土植物，設計多種功能空間。如空中長廊、觀景花園等獨特的景觀條件。在未來還可以演變成馬拉松等城市活動的場所，增加空間的活力。通過步行、自行車、公交、船和私家車將人們與河流連接起來（圖8、圖9）。

圖7 軸測分析圖（圖片來源：作者自繪）

圖8 水閘大壩設計后剖面圖（圖片來源：作者自繪）

圖9 水閘大壩設計后剖面圖（圖片來源：作者自繪）

設計使得整個城市社區都被激活，游客和當地居民都能更好地體驗大橋和未來城市中心，野生動植物也可以得到良好的棲息，進行繁殖和發展。當洪水來臨時，它還可以用來減輕洪水的破壞，同時減少對城市和棲息地的破壞。通過彈性理念解決的不是簡單建筑物的拆除問題，而是更高層次的改造。使得設計不僅改造了建筑，還改造了整個城市的自然環境，擴大了單個建筑對整個社區的影響。

結語

城市濱水區風險是全球城市需要共同解決的問題，各地的濱水城市同樣面臨極端氣候災害的威脅。現階段關于城市風險問題的設計目的還是僅僅關注如何減輕災害，但是在防治和空間景觀的設計中缺乏很好的導向。如何適應生態變化、如何運用彈性設計理論融合當地文化進行設計，才是未來設計的關鍵。本文以密西西比河概念設計改造方案為嘗試，分析BIG U 的設計手法，將彈性理念進行實施，通過項目的概況、定位進行設計實踐，并探索出該理念在城市景觀中的作用，使其成為彈性景觀的一部分，為未來創新和改造城市提供了新思路。