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黄泛平原区适应性“水城”景观及其保护和建设途径

导读:分析总结了黄泛平原“水城”的景观形态和形成机制,指出这类城市是洪涝灾害的适应性景观。针对近年来“水城”景观被破坏和一系列错误的建设方式,提出“水城”建设不应仅限于提升城市形象,更需致力解决城市面临的洪涝灾害、水资源短缺、水污染、水生态恶化等综合性问题。提出从水伦理、宏观生态基础设施规划和场地生态设计三个层面进行“水城”保护和建设,系统建设以水为核心的城市生态环境。最后对菏泽市的水系统进行了规划探讨,在尊重和保护原有的菏泽水城景观基础上,根据城市发展的需要,设计建立更系统完善的、以水系为核心的生态基础设施,将水系与生物栖息地、城市游憩地和文化遗产等多个系统整合在一起,以便于发挥其综合的生态服务功能。这一系统的建立将可以有效地防止洪涝灾害,并资源化利用洪水,避免单一水利工程带来的弊端。

黄泛平原是指位于黄淮海平原中部的黄河冲积平原,主要包括豫东、鲁西南以及苏、皖北部地区,是历史上有名的黄泛区。近年来,该区古城独特的“水城”风貌逐渐受到关注和重视。多个城市在城市形象宣传、旅游招商以及城市总体规划中都提出了“水城”的概念,如聊城提出的“江北水城”,开封的“北方水城”、“北国水城”,睢县的“中原水城”,以及商丘、淮阳等也提出了类似的概念。其中聊城市政府在2002年提出了打造“江北水城”品牌的战略,2002~2007年连续6年举办了中国聊城“江北水城”文化旅游节,2003年聊城东昌湖、徒骇河、京杭古运河整体作为“江北水城”风景区被评为国家级水利风景区,在2004年获批的城市总体规划中将城市性质定为“中国江北水城”。
  然而,许多人对“水城”真正的内涵仍缺乏了解,将水城附会以风水、八卦等[1],将建设水城理解为打造水景。实际上,黄泛平原古城独特的“水城”风貌是其与黄河洪泛、城市内涝等自然灾害过程长期适应形成的一种地域文化景观,是古人的生存艺术[2],其对今天的城市水系治理、防洪治涝规划以及土地利用规划等仍大有裨益。
  因此,有必要对黄泛平原“水城”的景观形态、形成机制及其背后的治水经验进行深入研究,并探讨在新的城市环境下如何重新定义、拓展“水城”的内涵,从而更好的实现保护文化景观、塑造城市地域特色、解决城市洪涝灾害问题等综合目标。
  菏泽是典型的黄泛区“水城”,以此为案例,本文对黄泛平原“水城”的建设途径进行探索。

  1生存的艺术:黄泛平原“水城”景观解读

  1.1黄泛平原“水城”的景观形态 黄泛平原古城往往在城市内部与周边分布有规模不等的水体,不同于江南水城发达的河道水网,这些江北“水城”以集中分布的面状水体——坑塘、湖面为特色。同时,黄泛平原古城另一重要特征是在城墙外围往往加修用于防洪的护城堤,并大多筑为圆形(在周长相同的情况下,圆形面积最大,是经济合理的选择),而城墙则遵循中国传统建城形制多为方形,形成古城外圆内方的独特结构。水面和外圆内方的城墙与护城堤在不同的分布格局下,形成多种形态的“水城”,可根据水面的位置和形式,大致分为三种(图1):
  (1)“城包水”:这类水城的坑塘湖面分布在方形的城墙以内,面积规模不等,典型的古城包括开封、菏泽、曹县、丰县、巨野等;另外,有一些古城城墙为圆形或不规则形状,构成特殊类型,如长垣、郓城等。
  (2)“水包城”:这类水城的坑塘湖面分布在方形城墙和圆形护城堤之间,面积规模不等,典型的古城包括聊城、商丘、虞城、单县、砀山等;另外,有一些古城护城堤为不规则形状,构成特殊类型,如成武、淮阳等。
  (3)“阴阳城”:这是较为特殊的一类水城。其水面由历史上被洪水冲毁的旧城形成的大面积湖泊构成,新城邻旧城重建,新旧两城构成“阴阳城”——一个是被放弃而成水面的过去“阴城”,一个是新建而有活力的现世“阳城”。典型的古城包括睢县、柘城等。
  上述分类是按坑塘湖面主体部分的分布和特征进行区分的,而很多古城往往有小面积的水面兼具其它类型的特征,成为组合型的水城,典型的如夏邑、睢县等。

  1.2黄泛平原“水城”的形成机制 上述各种“水城”的形成,可从古城经历的洪涝灾害过程和与之相应的古人治水实践两方面进行分析,可以说“水城”就是人与自然力相互作用的产物。
  1.2.1灾害过程 黄河频繁的决溢、泛滥和改道,不仅给平原带来了洪灾,洪水携带的大量泥沙淤积也造成了严重的沙灾。同时,受黄河泛滥影响,平原内水系紊乱,地形平缓,每至汛期又极易形成内涝。地处黄泛平原的各个古城,不可避免受到上述灾害的严重影响,包括:(1)洪涝灾害:以菏泽地区为例,在1949年以前的3000多年间,波及境内的黄河改道12次、黄河决口164次,明代以来的614年间,发生内涝的年份有224年,区内城市都屡遭洪水围困,其中曹县、成武多次因水淹毁城而重建[3]。(2)沙灾:黄河洪水带来的泥沙,由于古城有护城堤和城墙的保护,大多淤积在堤外或城外,造成城、堤以外土地逐年淤高,使平原上的古城多形成“城市小盆地”的特殊地形,如明代河官刘天和言,“滨河郡邑护城堤外之地渐淤高平,自堤下视城中如井然”[4]。这种地势,增加了防洪难度,更使城内积涝难以排出,内涝灾害加重。
  1.2.2 “水城”景观作为洪涝灾害的适应战略 面对上述灾害,古人在千百年的抗争与适应过程中发展了一系列应对措施,主要包括:(1)筑墙修堤。黄泛平原古城城墙自古就不仅是军事防御设施,更是重要的防洪设施,这一地区龙山文化时期的平粮台古城遗址就发现具防洪功能的城墙[5]。在此基础上,古城还普遍于城墙外再加筑用于防洪的护城堤,构成双重防护。历史上,城墙和护城堤的御洪作用是毋庸置疑的。有关大洪水期间各个城池成为庇护乡民之孤岛的记载屡见不鲜[3]。“城市小盆地”特殊地形的形成也有力的证明了城墙、护城堤的御洪功效。(2)隆高堕卑。由于黄泛平原古城“城市小盆地”的特殊地形,地势普遍低洼卑湿,并随着经历洪水次数的增多,这种状况愈演愈烈。因此,开挖蓄涝坑塘,同时取土垫城,提高城市地坪标高是不得已的适应性措施,关于其有效性,历史上有大量记载[6,7]。
  正是上述城市的洪涝灾害经验、以及应对这些灾害的治水实践,造就了黄泛平原众多的“水城”。当城内隙地较多、或城墙外没有护城堤的保护时,坑塘水面主要位于城内,形成“城包水”的水城景观;当城外有护堤,城内建设用地又较为紧张时,坑塘水面主要位于城墙和护城堤之间,形成“水包城”的水城景观,其水面多是以护城河为基础,逐年扩大,最后在城与堤之间形成连绵一体的大湖;当“城市小盆地”的地形发展到较为严重的程度,一旦某次突发的洪水造成护城堤、城墙决口,城市就可能整体沦没水中,成为大湖,新城往往于城外高地另建,便有“阴阳城”的水城景观。
  古城中坑塘水面首要的作用就是蓄积洪涝,它们构成了古城内部的排水和调蓄系统,是解决城市内涝灾害的重要措施,直到今天,依然发挥着作用;坑塘水面还具有水产养殖功能,当地人利用其种蒲网鱼,晒制土盐,颇获资利[8,9];很多古城中的坑塘湖面往往是当地的风景胜地,成为士大夫修筑园亭、吟咏聚会之所[10];一些古城由于被城湖环抱,其军事防御能力有所提高[6]。另外,以今天的视角来看,古城中的坑塘水面还具有蓄积和利用雨洪资源、补给地下水和作为乡土生物栖息地的作用。

  2消失中的“水城”

  1949年以后黄河得到有效治理,实现近60年未发生决口灾害的历史记录,同时随着1980年代以后黄泛平原地区城市建设的快速推进,黄泛平原古城传统的防洪御涝经验逐渐被淡忘,“水城”形态和功能在新的城市建设中正在被破坏:城墙被拆除,护城堤也残缺不全,尤其是城市坑塘湖面被填埋,如菏泽在历史上城内曾有大量坑塘,称为“七十二坑”,水面占古城面积比例约为30%,而到2000年水面面积减少了约一半。类似情况在各个古城都十分普遍(表1)。同时,大量新城在低洼地建设,为解决随之产生的内涝问题,不得不引入排水管网、排水泵站等工程措施,使传统“水城”只须简单工程措施、低成本维持的人水和谐关系被打破,“水城”在更深层面上遭到破坏。
  表1不同时期菏泽地区古城水面面积统计

19501960年代水面面积/ hm2
1990年代水面面积/ hm2
减少比例
菏泽
67.0
37.5
44%
曹县
69.9
44.2
37%
单县
50.0
32.7
35%
巨野
7.6
4.3
43%
郓城
7.2
5.9
18%
(数据来源:据各时期1/5万地形图测算)
  以上变化使城市的防洪御涝能力不断下降;同时,水体面积的减少也使城区的雨洪资源得不到利用,大量本可用于补给地下水、缓解干旱的水资源白白浪费;城市也在这一过程中失去了重要的游憩资源和独特的地域风貌。
  目前,黄泛平原城市除了面临上述旱涝问题之外,还面临其它以水为核心的综合性环境问题,包括水资源短缺、水污染加剧、地下水超采以及水生态恶化等。以开封、聊城、菏泽三城为例,各市人均水资源量仅有全国人均水资源量的10%、8%和14%,均属缺水城市;三市除聊城东昌湖和古运河近年来因引黄冲污使水质可达iii类以上外,其余市区水体水质均为v类或劣v类;目前三市的地下水超采情况均较严重,其中地下水埋深大于6m的超采区面积,聊城占全市面积的50%以上,菏泽达70%以上,开封由于地下水过度开采已出现地面沉降。[11,12,13]随之,城市河流湖泊干涸、污水横流,水生态、视觉景观和环境卫生质量急剧恶化,结果加速了水体填埋以及传统“水城”风貌的消失。
  近年来,不少黄泛平原城市提出建设“水城”的战略,往往急功近利,很多城市的“水城”建设误区重重,表现在:(1)舍本求末:为求水景,大量引黄河水,而不是通过雨洪和污水回用,不但无助于城市生态环境的改善,反而使水景成为负担;(2)嫁祸于人:如通过引黄冲污排向下游;城市内涝问题没有结合水体的开挖增容来从根本上解决,而是依赖排水管网、泵站将珍贵的雨水资源与污水混同排出城外,向下游转移洪涝风险;(3)画蛇添足:城市水系治理常常采用硬质护衬、截弯取直、渠化等工程破坏了水系自然状态,自净能力丧失,水生态系统进一步恶化。

  3回归“生存的艺术”:“水城”保护与建设途径

  黄泛平原传统的“水城”景观,是一种“生存的艺术”,是洪涝等灾害的适应性景观,绝非美化和装饰。今天这些城市所面对的问题和挑战更加严峻和复杂。因此,对黄泛平原“水城”的保护、恢复和建设,必须首先深入理解“水城”景观的形成机制及其作为“生存的艺术”的内涵,应尽量少的采用工程措施,更多的恢复、发挥水体自身具有的生态功能,让自然做功[14]。总体上讲,黄泛平原“水城”的保护建设应从水伦理、整体规划战略和具体设计策略上进行重大革新,回归“生存的艺术”。
  3.1水伦理:与洪水为友,变废为宝 黄河决口泛滥的风险仍将长期存在[15],洪涝灾害仍是黄泛平原城市面临的首要水问题,应当借鉴传统经验,保持城市中合理的水体面积和容量,发挥其雨洪调蓄功能;水资源循环和雨洪利用是当前缓解黄泛平原城市水资源短缺的重要途径,应充分利用城市水体蓄积利用雨洪资源,对污水经过深度无害化处理后再生利用,同时,通过合理的场地设计、建筑设计等手段促进雨水下渗以补充地下水。
  3.2宏观的规划整合:建立生态基础设施,综合解决水环境问题 生态基础设施(ecological infrastructure)是城市及其居民能持续地获得生态服务的关键性景观结构和元素(生态系统)[15,16,17]。这些生态服务,包括提供新鲜空气、食物、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等等[18,19]。以水为核心的生态环境恶化已成为中国城市生态安全的头号问题,最近发生的济南等城市的水涝,太湖、巢湖、滇池等严重水污染给人民生命财产带来的威胁,表明了土地和水的自然系统服务功能的严重下降。城市水环境的恶化在很大程度上源于社会对该问题缺乏系统、全面的认识和解决途径,而是片面依赖工程技术,单一地去解决问题,结果使生命的水系统及其生态服务功能遭到严重破坏[15,20]。综合问题必须用综合的途径来解决,这一途径就是建立生态基础设施[21]。而生态基础设施的建立,必须通过“反规划”途经 [15,16,17]。生态基础设施包括在历史上形成的洪涝适应性景观,不但因为它们的综合生态环境功能,还因为这些景观是独特的文化遗产。
  3.3场地生态设计:保护和恢复水系统的综合生态服务功能 通过合理的生态设计、审慎适度的水利工程干预,改善和恢复城市水体的综合生态功能。水系统的生态化设计是生态学的理论知识与具体工程之间的桥梁,它不仅是水系统本身的生态化设计,如生物护坡、湿地恢复、水生植被配置等,还须考虑其它用地的生态化设计,如城市道路断面、铺装渗水性、雨水收集利用设计、植被的旱涝适应性等设计。
  “水城”建设,需要多学科的参与,综合考虑水生态、水景观、给水、排水、污水处理、再生利用、防洪排涝、以及文化遗产和旅游休闲,实现城市水环境的整体优化。

  4 保护、恢复和重建与黄泛平原相适应的水系统:菏泽“水城”案例

菏泽距黄河直线距离仅约25km,历史上黄河在菏泽境内屡次决口、改道,泛区横扫全境,洪涝灾害深重(图2)。古城曾屡遭洪水围困,形成浅碟状的“城市小盆地”(图3)。菏泽的“水城”景观具有典型性,主要为“城包水”的形态,城内有大面积坑塘。目前,菏泽也面临“水城”消失、城区水体被填、水网密度降低、洪涝风险提高的问题,及其它诸如缺水、污染、地下水超采等综合性问题(图4、图5)。菏泽市在历次城市总体规划中都将“水城”定为城市特色之一,在新的总体规划(2003-2020年)中提出塑造“花城水邑”城市特色的目标,并为此编制城市绿地水系规划。
  基于上述新的水伦理,菏泽城市水系规划设计的核心理念包括:(1)保护和完善千百年来形成的“水城”景观;充分利用雨洪资源,建立调蓄系统;(2)将水系统与绿地系统、生物栖息地系统、文化遗产系统、游憩系统相结合,建立生态基础设施,综合治理以水为核心的生态环境问题;(3)从宏观到微观的各种尺度上,制定规划设计导则,形成一个与土地、植被、城市建设各个子系统有机结合的水环境系统。
  从功能和尺度上,这个水系统分为三个层面:外围防洪系统、城区蓄涝系统、场地雨洪利用生态设计。
  4.1 外围防洪水系景观的恢复和完善 内容包括:(1)构筑城市近郊外环水系和堤防。疏浚现有外围河流,局部地段开挖新河,构成环绕城市的连续外环河道,分流、拦截来自城市西部超常洪水;同时,疏浚与外环水系相连的区域河流,保证城市外围行洪排涝通道的顺畅。(2)构筑多层次的城区外围环状水系和堤防。结合城市外环路建设,利用沿线已有河流和结合道路建设新开挖的河流,形成环绕东西两个主城区的环城河,同时对历史上形成的古城外环水系——护城河和护城堤河也应疏浚和利用,共同构成多层次的环城水系,以适应“城市小盆地”的地形,有效阻挡周围洪涝向城内倒灌。(3)构筑近郊防洪缓冲带。在近郊环城河和城市建成区之间的区域,将城市防洪与农业、林业和水土保持、农田灌溉密切结合,保留整治区内大量的河道、湖塘洼地,提高该区水系的雨洪调节能力,成为城市近郊防洪缓冲带。(图6)
  4.2 城区蓄涝系统的恢复和完善 内容包括:(1)梳理城市内部的现状水系。对目前已严重污染、淤积、濒临填埋的河道坑塘逐步治理改善。(2)恢复部分已消失的河道坑塘。借助不同时期的历史地图,对城区被填埋或被改为暗渠的河道坑塘进行整理。(3)保留新纳入城区的农田渠网。城市新区建设中,保留大量原有农田排灌渠道和植被,纳入城市生态基础设施中。(4)在城区结合低洼地、废窑坑等,增加新的坑塘水面。(5)保护和恢复城市河道水系的连续性、完整性。(图7)
  通过以上措施,城区水面率可由目前的4%增加到11%,城市的雨洪调蓄能力大大增强。鉴于菏泽水资源有限和时空分布不均的现状,这些新增加的水面可部分与绿地相结合,建设为半自然的湿地系统,在不同季节均形成良好的景观。
  4.3生态化的场地雨洪利用设计 通过微观层面的雨水利用措施和绿地水系的生态化设计,使宏观生态基础设施得以落实,并使生态理论和知识转化为水利和景观营造及市政工程,避免诸如水泥护砌等错误的建设方式。其中,城市水系建设中可采用生态护岸、台阶式岸线等设计,促进滨水地带的生态恢复、适应水位变化和消滞洪水,在局部地段建设半自然或人工管理的雨污湿地,改善水质。绿地建设中可采用下凹式绿地等措施促进雨水下渗,补给地下水;结合部分城市道路绿带、高压走廊建立雨水明沟系统,雨季为雨水的蓄排通道,其它季节亦可形成良好的植被景观。以上措施在国内外都已有大量研究和实践[22,23,24]。(图8)
对于场地开发的雨水利用控制,结合现行绿地系统规划中对附属绿地率的控制,参照已有研究和实践[25],提出“场地蓄水率”的控制建议,引导场地开发中采用可渗水表面、结合绿地蓄滞雨水等措施,促进雨水下渗,减少外排径流,减轻城市水系的容蓄压力。
  4.4与城市绿地系统等结合,发挥水系统的综合功能 将水系统与绿地系统、文化遗产系统、游憩系统以及城市雨水排水、污水排水等市政工程系统相结合,建立生态基础设施,以作为城市禁建区(26)。其核心内容是合理划定滨水“绿线”范围,从而在重建水系基础上,重建滨水地带,发挥水系统综合功能。菏泽滨水“绿线”的确定遵循:(1)强调洪涝调蓄、净化水质、水土保持、生物栖息以及文化遗产、游憩等多种功能,根据各功能对植被带宽度的要求[27],综合确定“绿线”控制宽度;(2)与土地利用规划衔接,在空间上落实“绿线”。在当地规划部门协助下,将“绿线”与现状和规划用地布局结合,落实“绿线”的具体用地范围,并提出相应的建设和管理导则。(图9)

  5结语

  黄泛平原古城独特的“水城”景观是黄河洪泛、泥沙淤积以及城市内涝等自然灾害过程的一种适应性景观,是洪涝灾害的自然过程与相应的人类治水实践活动相互作用的产物。反映了古人在不利的环境下如何实现与洪水和谐相处的生存经验,正是这种“生存的艺术”,营造了黄泛平原“水城”安全、丰产而且美丽的景观。所以,黄泛区的水城景观不但是一种文化遗产景观,也是一种当地人与土地及水过程系相协调的、活的文化景观。当前黄泛平原城市正在开展的“水城”建设,对于传统“水城”风貌保护,以及城市综合水问题的解决提供了良机,利用好这一机遇,建设好黄泛平原的“水城”,在当前我国城市水问题日益突出的形势下,无疑具有重要的意义。基于对水城景观的上述认识,本文认为,水城的保护和建设应该避免表面的城市化妆之路,不应停留在“造景”,而应该从水城的功能和形成机理,去保护、恢复和完善水城景观。应该回归生存的艺术,理解和完善水城的景观;应以与洪水为友和变废为宝的伦理,善待水和水景观;从宏观上必须建立生态基础设施,综合解决水系统和水环境问题;从微观上,用生态设计的手法,进行水环境的设计。在对黄泛区的水城景观形成机制和形态特征的认识基础上,本文对菏泽市的水系统进行了规划探讨,尊重和保护原有菏泽水城景观,同时根据城市发展的需要,建立更系统完善的、以水系为核心的生态基础设施,将水系与生物栖息地、城市游憩绿地和文化遗产等多个系统整合在一起,以便发挥其综合的生态服务功能。这一系统将有效地止洪涝灾害,资源化利用雨洪,避免单一水利工程带来的弊端。是一条生态水利的有效途径。

  致谢:对参与菏泽城市绿地水系规划的其余人员:北京大学景观设计学研究院的李迪华、俞来雷、方琬丽、周菁、李春波、王思思、韩辉、王倚天、张伟伟。菏泽市规划局的王立言、刘文林、尹茂林、肖善义、王春民、曹运国、董静、祝成香、周生东等同志,特此表示感谢!

  参考文献
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  作者简介:俞孔坚(1963-),男,浙江金华人,博士,教授,主要从事城市与景观规划设计、城市与区域生态规划、文化遗产等方面的研究。




图1(a) 黄泛平原“水城”类型——“城包水”型荷泽


图1(b) 黄泛平原“水城”类型——“水包城”型聊城

图1(c) 黄泛平原“水城”类型——“阴阳城”型睢县 


图2 历史上黄河在荷泽地区的改造

图3 荷泽地区地形高程图

图4 建国初期—2000年荷泽地区平面图

图5 荷泽地区河网密度分布图

图6 荷泽外围防洪水系格局

图7 荷泽城区蓄涝水系格局

图8(a) 场地雨水管理系统示意图

图8(b) 城市人工湿地和道路雨水明沟示意


图9 荷泽城市水系及生态基础设施规划

来源: 《水利学报》2008(06):688-696
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