水敏性城市設計 丨 讓城市不再有澇災

Water Sensitive Urban Design隨著城市與自然的對立和割裂導致的一系列城市難題的出現，城市的生態建設越來越被人們所重視。景觀都市主義將城市理解為一個生態體系，提倡通過生態整體的規劃和景觀基礎設施的建設，將良好的生態循環系統引入景觀化的城市，使人們獲得健康、美好，可持續發展的城市生活環境。「水敏性城市設計」就可看做景觀都市主義影響下的景觀設計思想和方式之一。而目前被極力提倡的「雨水花園」、「海綿城市」，也可看做是「水敏性城市設計」思想影響下所產生的城市設計理念。

國際水協會給它的定義為：

WSUD（Water Sensitive Urban Design水敏性城市設計）是城市設計與城市水循環的管理、保護和保存的結合，從而確保了城市水循環管理能夠尊重自然水循環和生態過程。

在國際上，其他與WSUD類似的概念包括英國的「可持續性城市排水系統」(Sustainable Urban Drainage System，SUDS)、美國的「低衝擊開發」(Low Impact Development，LID)以及新加坡的「活躍、美麗、潔淨水項目」(Active Beautiful and Clean Waters Programe，ABC)、中國的「海綿城市」設計思想等。WSUD理念則更全面地包含了眾多可持續水管理與城市設計中的交互式因素，因此更有效地融合了未被傳統水系統設計包含的種種考量，並更容易抓住當前水管理改善訴求產生的各種契機。放眼全球，水敏型城市的願景、WSUD實踐的種種成果已逐步成為定義城市尺度規劃策略的主旋律

水敏城市設計基本原則

提高地面可滲透性；

保持水體流動性；

保持水體溶解氧含量；

降低水體溶解態溶解物；

降低水體不溶物負荷；

建立穩定生態系統

水敏城市設計思路

雨水收集；

雨水淨化處理；

雨水儲存再利用

水敏城市設計具體措施

不透水河道改為透水性自然河道；

設置雨水集水箱；

建造涵水景觀；

建築物頂部種植植物

水敏城市設計的價值

水文平衡：通過儲存、滲透和蒸發的自然過程，達到自然水文的平衡；

修復水系：恢復和增加城市的水系

「城市景觀，是在區域及全球生態系統中，由「自然」與「人力」在不同的相對關係中相互作用的產物。空間，是公共領域中，公共設施的基本特徵。然而，在提供空間的舒適性之外，城市景觀更需具有功能性作用。」（1）「生態功能，抓住了諸如可持續水資源管理、微氣候的影響、促進碳沉降，及城市食物生產的潛在用途等問題的關鍵，也正因如此，在傳統之外，我們對現代開放空間和景觀特徵的新「價值」的認知和判斷需建立在對城市景觀的「生態功能」的理解之上。對城市景觀的設計再也不能簡單依賴於對公共空間傳統「價值」和單純景觀特徵的理解來決定。新的設計需基於對系統「生態機能」的深層理解。也只有了解需要保護的價值同時理解生態系統的功能性，並整合兩方面思考後，才能確定設計目標的優先次序，進而真正實現生態型景觀。結合合理的未來應用、社交與娛樂、特徵性及等級梯度，項目所在地的歷史文化、生態基底、地域背景成為發展街道景觀、公共開放空間及私人開放空間的整合策略的驅動力。」「雨水在城市的各個角落以面源的方式生成地表徑流，因此十分適宜以分散的方式在城市中建造生態景觀，實現多重積極效應。如淨化城市雨水，保護並增強自然受納水體環境的生態完整性，把雨水作為城市替代水源的管理模式且有助於減輕城市的熱島效應。水敏型生態景觀的其他生態系統服務功能，包括減少城市內澇，形成城市內的生態多樣性走廊，固碳並潔淨空氣。不僅如此，一個更佳的都市綠色植被景觀和更為清潔的都市河道還將潛移默化地增強公眾的心理健康並帶來積極的經濟效益。」

德國戴水道景觀設計公司 Atelier Dreiseitl

2012新加坡遊憩場地設計獎，2012世界建築節年度最佳景觀設計項目獎 WAF 2012, Excellence on the Waterfront 2012, President's Design Award 2012

一個自然生態擁抱現代都市的健康樂園

改天然河道為排水渠

作為海島城市，新加坡沒有天然的地下蓄水層和廣闊的土地。儘管這個島國處於熱帶地區、降雨量豐富（年降雨量約2400mm，倫敦600mm），但是用來收集和儲存雨水的土地特別有限。

1970年，新加坡開始大規模地將天然河流系統轉變成混凝土河道和排水渠系統，以便更有效地排放雨水和防止洪澇災害。也就是在這個時期，加冷河被改為混凝土河道。這種硬質的工程技術一直為這個國家服務。

而直到今天，新技術和新知識證明：只有採用跨學科思維和綜合解決方案，才能真正解決城市水環境遇到的多方面挑戰和需求。（3）

新的變革：ABC計劃

新加坡從2006年開始推出「ABC計劃」——活躍，美麗和乾淨的水計劃(Active Beautiful and Clean Waters Programe，ABC)，除了改造國家的水體排放功能和供水到美麗、乾淨的溪流、河流和湖泊之外，還為市民提供了新的休閒娛樂空間。同時，提出了一個新的水敏城市設計方法(也被稱為ABC在新加坡水域設計的亮點)來管理可持續雨水的應用。作為一項長期的舉措，截止2030年，將有超過100多個項目被確立階段性實施，與已經竣工完成的20個項目一道，拉近了人與水的距離。

▲ABC水域項目範圍。紅點為ABC計劃項目位置；大紅點為碧山公園加冷河。

▼流域示意圖

ABC「全民共享水資源」計劃，將溝渠和水道改造成美麗的濱水環境，鼓勵社區也加入保持水道清潔的工作，通過創建近水的社區空間，鼓勵人們愛惜水源，保持水源清潔，使新加坡成為一個充滿活力的城市花園。

將原有運河、排水渠和湖泊改造成明快流動、賞心悅目、清澈的溪流、小河和湖；

市民可以在清澈的水邊嬉戲、玩耍，充分利用水的自然特質；

連續流暢的藍色水域和綠色種植帶互相交織，與城市建築融合在一起；

軟景綠坡的自然河流；

建立動植物群落棲息場所；

增加生態多樣性；

創造與河流嬉戲玩耍的互動體驗感；

將人們帶到自然野生生態環境中，親近自然 。

碧山宏茂橋公園是ABC方案下的旗艦項目之一，由於公園需要翻新，公園旁邊的加冷河混凝土渠道需要升級來滿足由於城市化發展而增加的雨水徑流的排放, 因此這些計劃被綜合在一起，進行此項重建工程。

設計師們在一起嚴格制定了一套全面的方法，不僅滿足了河流的排水功能，也巧妙地把河流和公園完美地融為一體，使城市恢復了生物多樣性，並為社區創造了開放的休閒空間。（3）

▼項目位置

▼改造前

▼改造前

▼平面圖示

公園原本的混凝土水渠防景觀功能較弱，且防洪功能有限，每當雨季河水湍急時，洪災的危險很大。加冷河水渠的改造是本項目的最大亮點。2.7km的加冷河從筆直僵硬的混凝土河道被改造成3.2km的蜿蜒自然河道。

加冷河的修復，展示了令人驚喜的變化，這樣一種公園-河道景觀的復興帶來了公園周邊區域環境的優化、增強了社區的聯結，公園內部的整體循環系統得以提升。

德國戴水道設計公司資深合伙人，德國巴府州建築師協會註冊景觀設計師說：「在正常天氣下，這些軟質河岸可以提供人們放風箏、跑步和交友等娛樂活動的開放空間。在一場傾盆大雨過後，靠近河流的公園土地可兼作輸送通道，將水排到下遊。新改造河道的基準線與蜿蜒的河床相結合，創造了各種流水模式，這是天然河流系統的特點，創造了生物多樣性及自然的各種生境。在城市設計中，向自然學習，如何將公共空間設計成多功能的場所是公共空間有效設計的關鍵。」（3）

▼改造預想示意圖

▼改造前的混凝土排水渠

項目將2.7km長的線條筆直僵硬、冷冰冰的混凝土排水溝改建成長3.2km的彎曲、自然式河流，蜿蜒穿過公園。

▼改造後的自然河道

▼改造前後效果對比圖

▼防洪效果實景

土木工程理論與植物和天然材料的結合

加冷河的河道改造是第一個在熱帶地區利用土壤生物工程技術(植被、天然材料和土木工程技術的組合)來鞏固河岸和防止土壤被侵蝕的工程。

▼工程示意圖

迪特爾·格勞先生介紹：「2009年，我們建造了一個試驗床，沿著公園一側長60m的排水渠，運用了10種不同的土壤生物工程技術和各種本地植物來加固河岸。這個測試床是為了優化施工方法和擇優選擇合適的技術和植物。7種技術最終被運用到主河道中，包括梢捆、石籠、土工布、蘆葦卷、筐、土工布和植物。」（3）

此外，河道設計的水力模型也被用於監測和了解動態的河流，並探索河道設計的各種可能性。這有助於確定水流速度較高和土壤較容易被侵蝕的關鍵位置。因此，設計師在這些地方配置比較茁壯的植物，相對柔弱的植物則可以配置在比較平緩的區域。（3）

▲11種不同的技術和14種植物不僅用來鞏固河岸，並且提供動植物群賴以生存的微生境

在碧山宏茂橋公園的施工過程中，引入了土壤生物工程技術來加固河岸。這裡是指土木工程理論與植物和天然材料相結合，如巖石可以控制土壤流失和減緩排水速度；植物不像其他技術之中僅僅發揮美化功用，除了能用以美觀，還可以發揮土壤生物的重要結構作用——植物的根系可以加固河岸，土壤生物工程體系具有自我發展和適應環境的能力，並不斷地自我修復和成長。因此，與混凝土河道相比，它們的安裝成本低，更具可持續性，並且能夠帶來長期的經濟效益。（3）

▼巖石可以控制土壤流失和減緩排水速度

▼大量本土植物的運用

▼大量本土植物的運用

▼生態物種恢復，生物多樣性增加了30％

天然河流孕育了許多生命，再加上土壤生物工程技術的應用，為各種微生物創造了棲息地，不僅增加了生物的多樣性，並且保證了公園內物種的彈性發展，確保了物種長期生存的可能性。

改造後的自然河道與公園裡綠茵茵的草地、寧靜的池塘、翠綠的樹木融為一體，吸引著周圍社區的人們來到這裡欣賞自然。（3）

▲公園為市民提供天然休閒氧吧、遊憩公園和科普基地

除了優美的生態景觀，有效整體的生態循環外，新加坡碧山宏茂橋公園還成功建造了第一個生態淨化群落，提供有效水處理的同時還保持了一個自然、優美的環境。生態淨化群落是自然的清潔系統，包括精心挑選的植物，這些植物通過過濾汙染物和吸收營養物質來淨化水質，設置於公園的上遊區域，生態淨化群落能夠幫助維護池塘內水質的清潔，而無需使用任何化學藥劑。公園內新建的水上遊樂園設施用水即由該池塘提供，並同時進行UV的處理。

▲生態淨化群落位置圖示

▲生態水源淨化系統由原先的池塘改建，共四個梯形的弧形溼地，由上至下栽種溼地植物，用以過濾雨水。過濾後的水將被輸送到水上遊樂場，最後流回池塘。

▲生態淨化群落，每天348m³的河水被淨化，每天8640m³的湖水被淨化

▲池塘的水被生態淨化池淨化處理後，重複利用於遊樂場，節省了新加坡寶貴的飲用水資源

▲水上樂園的水通過被生物淨化群落過濾淨化的水來補充供給

碧山宏茂橋項目不僅打造出了動態的生態水循環系統，還將其他設施進行了提升和改造，重建後的62h㎡的公園，還增添了各種新的設施，提升了其娛樂氛圍。設計師運用從舊混凝土渠道上回收利用的木材為公園建造了3個遊樂場、餐廳和一些新空間。在這裡，人們能更進一步接近自然、欣賞自然。

設計師運用從舊混凝土渠道上回收利用的木材為公園建造了三個遊樂場、餐廳和一些新空間

▼臺階鋪裝材料是從舊河道中收集並回收利用的

迪特爾·格勞先生說：「在設計過程中，我們歡迎學生們前來碧山公園郊遊。在這裡，他們可以細看並觸摸小溪。我們用矽膠打造了青蛙、蜻蜓、小蝸牛與蛇的復膜，讓孩子們把自己的名字刻在上面。然後我們用矽膠復膜製作了五顏六色的混凝土模型，把它們安置在遊樂場裡。所以碧山公園裡有許多孩子籤名的藝術小作品。當他們與家人到公園裡遊玩時，會自豪地說：『你看，這是我的作品！』此種情結能世世代代延續下去，促進人民對碧山公園的歸屬感。」

新加坡碧山宏茂橋項目，實現了城市基礎設施功能性與景觀性的相輔相成，相得益彰，使兩者在彼此的實現過程中得以充分發揮。

碧山宏茂橋公園項目作為藍—綠城市基礎設施的一項新計劃，強調了水資源供給和洪水管理的雙重需求，同時又為城市之中的人們和自然創造了空間。這一項目在政治上和經濟上都具有重要意義，自然化了的河流成為了全國雨水收集系統的一部分，用作飲用水來源，從而有助於新加坡水資源的獨立。

通過學習、測試、提升、改進新的知識，我們才能夠實現這樣的願景，創建出一個城市公園，它能夠同時作為生態的、水利的、休閒的基礎設施，從城市集水區輸送水體，創建城市體核心區域的優美空間，供人們觀察、保護和養育自然生物。一定意義上可以說，這個項目將改變新加坡人的生活。周末孩子們可以來到這裡嬉水遊玩，環保主義者也將談起他們幼年時期學校組織的公園拓展活動。總之，碧山宏茂橋公園和加冷河的修復開闊了我們的設計想像，為新加坡智能、美麗、宜居的國家城市實現增添了重要的一筆！（2）

城市一直以來被認為是大自然的對立面，兩者的割裂使城市脫離自然生態系統的良性循環，使人們的生活接連出現了很多惡性方向的轉變。而如今，二者融為一體的需要越來越突出。城市的韌性需要增強，氣候變化導致的洪災、乾旱在現今和未來將極大地影響城市發展。新加坡ABC水計劃、中國海綿城市、英國的「可持續性城市排水系統」(Sustainable Urban Drainage System，SUDS)、美國的「低衝擊開發」(Low Impact Development，LID)等城市發展理念的提出，都運用了水敏性城市設計思想，符合景觀都市主義的倡導，以景觀規劃主導城市與自然生態體系向相互融合的方向發展。雨水分散收集、流域整合的創新概念能夠幫助城市更好地面對未來的挑戰。

除此之外，調動市民在能夠發生的環節參與設計，更能調動民眾的參與感、互動感和積極性，有利於促進大家共同保護和熱愛自己的城市，共建共享和諧家園。

引文/參閱文章

(1)「生態型景觀，水敏型城市設計和綠色基礎設施」（澳）託尼黃Tony H F Wong 王健斌

(2)「新加坡加冷河-碧山公園河道改造」 來源未知

(3)「加冷河—碧山宏茂橋公園」(德)迪特爾·格勞Dieter Grau

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