世界尽头的雪与风—Norilsk的SO2 | Needle成果展
世界尽头的雪与风
Norilsk的SO2
课题关键词：采矿业 二氧化硫 环境污染
场地概况
诺里尔斯克是俄罗斯克拉斯诺亚尔斯克边疆区的一个城市，位于世界上最冷的地带，生活条件极端恶劣，该地区一年之中的平均温度为﹣10℃。最低温度可以达到﹣58℃。该区域每年差不多三个月都看不到阳光，处于极夜状态，而在六月和七月，则没有夜晚。
地理区位
极昼极夜状况
气候状况
诺里尔斯克主要以采矿业为主，其最大经济收入来源镍矿开采，诺里尔斯克冶炼厂的采矿设施可为大约20万人提供支持，但它也造成了世界上最严重的空气污染。矿工必须从硫化矿石中提取金属，该过程每年产生190万吨二氧化硫，超过法国的全部二氧化硫产量。
矿的运输和加工流程
而诺里尔斯克城市所处的谷地环境加之北极地区的高压天气模式，又导致了城市上空逆温层的形成，高浓度的二氧化硫被困在城市环境中。
大量的二氧化硫会刺激眼睛，呼吸系统并引起酸雨。在诺里尔斯克采矿设施周围，大量的枯死森林证明了酸雨的影响。2003年的一项研究发现，针叶中含硫量最高的树木产于森林中受损最严重的地区，该地区距离冶炼厂最近。
诺里尔斯克西部拥有3个冶炼厂，2个矿山，其中1个为露天矿床，一个选矿厂。三个冶炼厂呈“三角形”分布在诺里尔斯克的城郊，在一年四季，无论风向哪个方向吹，冶炼厂排放的SO2都会弥漫在城市中。场地的主风向为东南风，因此城市东南角的铜冶炼厂排放出的二氧化硫对城市的影响最为严重。
外圈的线条则依次则表达了一年四季中风强度状况、下雪量、用电量，以及二氧化硫浓度的变化情况。冬季二氧化硫的浓度略低于夏季，风强度则为冬季略高于夏季。
场地问题
二氧化硫浓度过高
长期的空气污染对当地人健康造成了极大损害，轻则消化系统紊乱、过敏、哮喘，重则罹患肺癌、血癌、心脑血管疾病等。
土壤重金属污染严重
重金属的冶炼导致当地方圆30km内生态系统破坏严重。
用电量需求大
诺里尔斯克有着世界上最冷的冬天，最低温度可达零下55度，持续九个月的寒冬将人们的生活范围限制在室内。冬季供暖及极夜现象。
策略推导
通过查阅资料，我们了解到“地形-风场-二氧化硫”有着紧密的关系。
风影效应：风在流动过程中遇到障碍物时会绕过障碍物流动并在障碍物的背风面形成无风区域，这个无风区就是障碍物的风影区。
峡谷效应：风在流入建筑物或者植物列植而形成的峡谷通道时，空气的突然变小使气流受到通道两侧的挤压力，气流会加速通过通道，当气流流出通道后，其速度又被衰减，这种气流在通过峡谷空间被加速的现象叫风场的峡谷效应。
而查阅诺里尔斯克的当地植物信息时，我们发现也存在一些可以吸收二氧化硫的树种，例如松树、柏树、云杉等。结合当地终年下雪的天气状况和发达的矿业，通过探索地形——风场——二氧化硫的关系，最终我们确定了设计策略：在地形引导风向的基础上，用土、尾矿和雪堆积地形，结合植物种植，缓解场地的二氧化硫问题。
在进行地形堆积时，主要分为夏季和冬季两个阶段，夏季在挖矿、运输矿的过程中，分出一部分尾矿在特定地点进行地形堆积，冬季则对雪进行收集运输，在尾矿和土的地形基础上继续塑造地形。到了夏季，一部分的雪作为灌溉水融化，另一部分则可用于融雪发电。
策略形成
思维导图：风速决定SO2的浓度，风速越大SO2浓度越小，风向决定SO2是否吹向城市，同时场地到城市边界和冶炼厂（SO2源）的距离，也决定SO2对人类健康的威胁程度。根据风与地形间的关系，我们将地形塑造分为三个区域：阻隔区、引导区和吸收区。
阻隔区
风向不是位于主导风向下游的场所，同时由于现状地形，没有起到阻隔的作用等，会导致二氧化硫会吹向市区一些地方。利用风影效应，对风减速，地形背面会形成“无风区”，阻隔二氧化硫吹向城区。在阻隔区排布3-4行高大乔木（常绿比落叶阻隔效果更好），配合地形对风形成阻挡作用。
引导区
风向位于主导风向下游的场所，同时由于现状地形，没有起到引导风向作用等，导致二氧化硫会吹向市区一些地方。利用峡谷效应和风影效应，对风加速引导或减速引导，从而使风能够改变原有风向，减少二氧化硫吹向城区。
吸收区
在阻隔区和引导区设置后，在所形成的风点，利用现状地形或改造地形，结合植物与水的策略，吸收二氧化硫的示范点。吸收区又分为扩散交汇点吸收区、城区与工业区交汇点吸收区和城区内部吸收区。通过现状或改造地形形成小气候条件.利用大多数植物可在较短时间内恢复其吸收和溶解 SO2的能力。
Phase1：
Phase2：
Phase3：
不同时间阶段下的阻隔区、引导区、吸收区地形的变化状况
不同阶段下总地形的变化状况
整体地形规划
夏季的城市内部吸收区和扩散交汇点吸收区
吸收区运用的地形塑造材料基本为尾矿堆积＋表层土覆盖地形：
·种植草本灌木
·主要作用：引导风向、土壤改良
以及部分不含尾矿地形：
·种植灌木乔木
·主要作用：①阻隔引导风向 ②吸收二氧化硫
夏季的城市内部吸收区和扩散交汇点吸收区
冬季的引导区和阻隔区
阻隔区有部分为纯尾矿围合地形：
·多存在于工业区附近
·主要作用：阻隔引导风向
引导区和大部分阻隔区运用的是尾矿堆积＋表层土覆盖地形：
·种植草本灌木
·主要作用：引导风向
冬季的引导区和阻隔区
城市内部吸收区增设景观设施，满足城市公园的功能需求；阻隔区在山体的基础上增设滑雪场，为人们增加休憩游玩的地点。
效果图
最终成果
