留住雨水:浮山生态修复设计 | Needle成果展

留住雨水浮山生态修复设计
课题关键词:水土流失,山地修复,蓄水
水资源短缺与水土流失现状
青岛市在2020年中社科院发布的《中国宜居城市研究报告》中位列第一,是一座气候宜人的城市。青岛市三面环水,河流湖泊众多,但青岛市水资源总量不足,人均淡水资源量仅247平米(2019年),仅为全国平均水平的11%,远低于国家严重缺水的标准。在城市快速发展建设的过程中,在如公路建设、房地产开发、采石场等区域水土保持措施跟不上开发及保护程度,在2016年的《青岛市水土保持规划》中,2015年青岛市土壤侵蚀总面积1274.44平方公里,占土地总面积的11.29%。宜人的海洋性温带季风气候带来的是青岛地区的降雨时空分布不均,在7、8月份降雨集中的时间极易形成快速地表径流,进一步侵蚀地表,造成水土流失。

历史研究
浮山位于青岛市三区(市南区、市北区、崂山区)交界之处,为崂山山脉的余脉,被称作青岛市的“城市之肺”,它的存在对人们生活环境的改善、城市内气候的调节有着重要的意义,而山麓北面的浮山新区为山东省最大的居民小区,山脚下还分布着其他居民区、学校和商业区。
从1914年的日德浮山争夺战后,浮山的开发就从未停止过。在二十世纪80年代,城市的建设发展带动了对浮山整体的开发,而浮山上丰富的矿产资源成为了一个香饽饽,六十余个矿坑被相继开发,德占时期所建造的建筑花岗岩外立面,大多数采自浮山,如今天安门“人民英雄永垂不朽”的纪念碑则是采自浮山。然而,大量的无秩序采石与场地内部的开发建设对浮山的生态环境造成了无法忽视的影响,因此在1995年,政府颁发了禁止无证开采的通告,在2001年进行封山育林,并在第一次在山体开发了蓄水池用于收集雨水。在2005年全面关停了场地内所有的采石场,明令禁止山地的开发,开始对一个一个采石场进行处理,处理的方式以客土填埋为主。
至今大多数的露天采石场已经初步修复完毕,政府最初规划的城市公园已经初步形成。在人为的初步干预下对浮山整体的修复初见成效。但脆弱的土壤与生长状况不佳的植被,加上分布雨水在时空分布极其不均的情况下,内部依旧形成了一个恶性循环。土壤无法支持植被的生长,植被因此无法发挥稳定土壤的作用,而雨季时雨水的冲刷导致了土壤进一步的流失。

缩小研究区域,针对性解决问题
为了进一步得到浮山水土不稳定的范围,根据《青岛市水土保持规划》可以知道,除了降雨的时空分布不均,影响水土流失的主要因素有地形、土壤、植被覆盖与人为开发。时间定在了生态公园还未正式开发前,场地处于封闭状态,人为的干扰条件被排除,因此我通过对地形、土壤(土壤的分布、厚度与山体的坡度有关)及NDVI的叠加分析得到了浮山内存在水土流失风险(risky zone)的地方,并进一步进行筛选,通过调整之后最终反映在总的MAPPING上的为最后的研究范围。同时MAPPING也展现了场地留有的废弃的石材、战后留有的堡垒等信息。

对设计区域的进一步研究
解决策略—景观基础设施
我又重新分析了于设计区域内的一些信息,包括场地的坡度情况、汇水情况、现存的道路,以及浮山具有观赏性价值的裸露岩石的景观区域。在山地修复工程上有许许多多的工程设施能够解决水土流失的问题,如鱼鳞坑、水平阶、植草护坡、反坡梯田、固土挡土栅等。通过对比与筛选,我选择了能够应对山体破碎、坡度变化大情况,能够保水保土保肥的鱼鳞坑,利用采石场修复后留有的花岗岩碎石,结合当地的速生柳做固土挡土栅固定花岗岩,作为鱼鳞坑的梗,对比传统鱼鳞坑的混凝土砖砌的梗,坑体成本更低,更容易融入到生态恢复的环境当中。根据场地的坡度与径流线,我做了3种buffer,对应了不同的种植分布模式、植被类型与土壤厚度。并展示了植被的人工演替过程,从而加快生态环境达到稳定的过程。


最后通过汇水区域与汇水点的分析,梳理适宜场地的等高线与汇水线,在尽可能减小土方变动的前提下建设坑体,衔接天然的排水沟,结合场地内的原有的蓄水池共计6个,来蓄积溢强降雨的过程中流出的雨水。
至此两种景观基础设施的布置已经完毕,对场地内部的道路和原有的改造遵循了以下原则:1、保留原有的苗圃园/农田肌理 2、道路坡度合理,分为主要在山脚、山腰部分、坡度较缓的环形道路与通往山顶、坡度较大的登山步道 3、道路在尽可能少地穿越risky zone的情况下,连接所布置的景观基础设施。

成果
在适宜活动的蓄水池周围,最小化的改造来创造适宜的活动空间,通过剖面图展现了活动空间内设施的详细构造。通过模型来展现整个的空间。
空间一
位于山顶,视野开阔,承担山顶裸露区域所留下的雨水,有较大的缓冲区域。适宜人们望向青岛城区的碧瓦蓝天,红墙绿树。


空间二
位于山腰,为了平衡土方在蓄水池周围堆草坪缓坡,缓冲较大的坡度区域。是适宜人们休憩,接触自然的地方。


空间三
位于山脚,能够对雨水进行很好的缓冲与净化,无法蓄积的雨水将沿着排水沟进入城市管道。是适宜行动不便、钓鱼爱好者及其他居民的活动地方。


结语
最初的想法是希望能够深化到计算“量”的地步,让整个设计更有理可说,有据可引,并在整体上对浮山进行整体的规划,但很遗憾能力不足和其他原因无法达到最初的想法。
最后很感谢Needle的老师们和同学们的指导和陪伴!
完整图纸




