基于弹性理念的景观设计的研究
——以密西西比河区概念方案为例

文／刘耿哲 宾夕法尼亚大学设计学院 硕 士

刘小文 南昌大学建筑工程学院

引言

城市风险问题设计的一个重要解决方案就是通过“弹性”设计进行生态研究。弹性的概念是生态系统能够进行自我修复的一种能力，也指生态系统被外界因素，如自然灾害等影响时所具备的抵抗或恢复到最初状态的能力。弹性设计应用于多个方面，如土地的开发、水系统的规划等。探究的范围可以大到空间的尺度，在城市空间中如何应对滨水的灾害、暴风潮来临时如何避险[1]；小到景观长廊、漂浮物收集、雨水收集、城市道路、基础设施等。当灾害发生时，城市景观和建筑的弹性设计应用可以最大程度地消除灾害带来的危害；通过自身的调整，构建一个多层次的、复杂的生态系统。在灾难过后快速复原到灾难未发生的状态，降低整个灾害对社会自然环境的影响。

在乡村不断城市化，城市不断扩张化的过程中，自然灾害发生的频率急剧增加，这对城市发展产生了明显的负面影响[2]。所以基于弹性设计景观的研究，本文以密西西比河概念设计方案为根本，阐述了如何通过“弹性”概念来设计建筑景观，同时结合曼哈顿BIG U防护性景观规划，从防洪功能、生态功能和社会功能方面深度分析探讨值得借鉴的内容，有助于建筑景观社会科学得到良好的发展。

1 案例方案研究

通过对现有成功设计案例的研究和讨论，深入分析基于城市风险问题的弹性设计概念的具体实施和组合，通过项目概述、定位、规划和分区的设计实践，探索其作用概念使其成为灵活景观的一部分，为以后的创新改造提供新思路。

1.1 曼哈顿BIG U 防护性景观规划

BIG U 方案是创建在曼哈顿下城的景观设计方案。该方案直接响应该地区的必要需求。从57 West St 向南延伸，再到42 East St，BIG U围绕着数十英里的地区，其中包括一个非常密集、充满活力和脆弱的城市地区。

项目设计的主要目的是加强人与自然景观的联系，把整个社区串联起来。使用的手法如加强自行车道和人行桥与滨河景观的联系。BIG U项目为了清除高速公路障碍，设计了人行天桥系统，加上可延伸的墙壁用于维持现有交通流线。在景观高地的设计中，设计师运用湿地生态环境和雨水花园来增强城市公共空间的体验，营造绿色走廊系统，指引公园入口，使整个景观生态成为弹性设计中的重要组成部分（图1）。

图1 人行天桥（图片来源：作者根据相关资料改绘）

同时，为了在雨水堆积和洪涝的时候提供保护，项目通过设计横跨整个布鲁克林和曼哈顿大桥的连续性的长凳，利用各种弹性障碍和可延伸性的结构对抗波浪和风暴潮。设计长凳提供且分割了如休闲、市场、社会服务等新空间。同时，地块的每一片区域，通过运用因地制宜的设计手法，安装了不同类型的防护装置。装置的形态和特点与其所在的地理位置、场地的需求、社会人文的内核息息相关（图2）。在曼哈顿下城的炮台公园，项目还设置了新的护堤景观和综合性文化设施，同时保护其突出的财政中心。项目设计了多层次雨水防御系统，用于庇护周边的环境和人群，保护和维护各种设施。

图2 长凳及防护措施（图片来源：作者根据相关资料改绘）

1.2 弹性设计的借鉴意义

BIG U 防护性景观规划设计项目融合纽约曼哈顿本土文化和设施，运用“弹性价值观”为社区提供服务。该方案的设计方法源自于社会基础设施和可持续性这两个概念。同样的，BIG U 不仅保护城市免受洪水和暴雨的侵袭，降低城市风险事件的概率。它为社区提供了社会和环境效益，减轻长期压力（如污染、缺少开放空间），改进空气和水质量、增强社会凝聚力、新的工作机会、进入海滨的机会等等，并促进改善公共领域。

针对分析如BIG U 这样的因地制宜的方案，可以帮助全球不同城市应对和改善自然危机，对解决滨水城市的一系列问题大有益处，有助于景观建筑学科的发展，并实现交叉学科的交融。

2 密西西比河概念设计方案尝试

2.1 项目概况

密西西比河是美国最重要的水道之一，位列世界第四长河。起源于明尼苏达州北部，流经整个北部，干流全长约3856km，构建了美国最大的航运网。根据密西西比河的水系结构特征，密西西比河可以被划分为三个区域：密西西比河的上游、中游和下游。

项目选址于密西西比河上游地区[3,4]，原因是该地区也经历了过度开发导致的生态恶化阶段。主要表现在以下几个方面：首先是最严重的污染问题。随着河流穿过上游地区的重耕带，沉积污染物、营养化肥和微生物细菌等进入密西西比河，导致水质恶化、富营养化严重。同时，大规模的水利工程建设直接影响河水的流动和分配，破坏水体和沉积物中的营养物质和有毒物质的吸附和解吸，降低水体的自净能力。

其次，湿地的快速转变也带来了很大的问题。密西西比河沿岸湿地转变为耕地平地的主要原因是三角洲沉积循环、相对海平面上升、海水入侵、地面沉降、大规模冬季风暴和飓风、啮齿类食草动物对湿地的破坏以及履带式车辆的使用造成的。同时，伴随着洪涝灾害频发、防护预警工作不足的问题，整个生态环境受损极为严重，造成了巨大的损失。

所以本设计方案选择典型的城市——明尼阿波利斯市（图3），主要设计中心位于上圣安东尼瀑布的下部。在历史上，明尼阿波利斯自古以来就受到洪水的影响，因此建造了多个闸门来引导水流，减少洪水的影响。而明尼阿波利斯上港项目和选址的水坝改造分别于1956年和1963 年进行。最初由美国陆军工程兵团于1917 年建造，还有一座水电站。水坝和闸门作为商业导航系统一起工作。但随着社会的发展，这道闸门的作用越来越低，其原有的发电、排水功能也基本被周边设施所取代。

图3 明尼阿波利斯市位置（图片来源：作者自绘）

研究表明，在明尼阿波利斯有超过26%的机会，将受到未来30 年洪水的严重影响。除了财产损失外，洪水还会切断公用事业、紧急服务和交通的通道，并可能影响一个地区的整体经济状况。洪水可能会影响社区内的日常生活。所以对洪涝的治理和城市问题的解决已经刻不容缓。

2.2 设计策略

设计主要通过几个具体的措施来进行弹性理念设计的运用。

（1）设计第一部分旨在解决水的污染淤积问题。洪水淤积的过程会填满水道和航道，这些粘土、淤泥、沙子和砾石主要被公众视为废物，并受到州和联邦立法层级的监管。然而，它们被困在陆地和水域之间，并且在构建弹性景观基础设施方面的潜力在很大程度上尚未得到开发。随着海平面上升、风暴汹涌和海岸下沉，这些问题需要迫切得到解决。所以设计创建了一系列弹性架构（图4），这些架构可以部署到密西西比州目前的水环境中进行水源净化。架构拥有最新的污染处理系统，内置的过滤装置能够很好地吸收杂物。同时设计的装置支撑能够在水底进行良好的扎根和固定，最后通过附着在水坝内底的储藏仓进行回收和利用（图5）。

图4 弹性架构单元（图片来源：团队成员Logan Weaver 绘制）

图5 架构单元存储（图片来源：团队成员Logan Weaver 绘制）

（2）设计的第二部分是为了恢复和加强自然资源，改善野生动物栖息地和水质。整个建筑也是一个新的生态系统试验场，为动植物提供能源和各种需求。在原本沿岸景观河道的基础上，拓宽合适的排洪沟节点，保证水体的流动性。在汛期来临时，激增的雨水和洪流可以通过两侧的坡地和孔洞进入排洪沟，得到净化[5]。在项目后期及场地发展的考虑中，可以将聚集的水资源用于周边植物的灌溉。改善洪涝雨水的管理系统，进一步完成水资源的再利用。场地的动植物选择方面，多为耐水湿本土植物和当地本土动物，例如挺水植物具有良好的遮光性，可有效抑制水中藻类的增殖，同时满足部分城市需求，以及提供各种循环水系统，净化后的水资源可以输送到城市的各个地方。动物如潜鸟、海狸等也能够为生态循环提供重要帮助，促进生态圈的稳定性。同时，动植物还可以对水中的矿物质污染成分进行精制及后续处理（图6），为社区增添了新的特色。

图6 防洪沿岸节点和生物多样性（图片来源：作者自绘）

（3）设计同时决定通过活动、便利设施和教育吸引游客，以适应不断变化的社会、经济和生态现实。在保留明尼阿珀利斯的久远文化的同时，运用本应废弃的水闸和大坝工程连接历史文脉，将对岸两地以景观建筑的形式连接，利用文化景观的弹性内核，让人们在工作生活中体会城市的文化魅力[6,7]。主要手段是将水闸和大坝道路改为城市的主要休憩空间，交通流线为红色的人行道和蓝色的机动车道（图7）。在不对整个防洪建筑功能产生影响的情况下，让其空间在居民生活中得到很好的利用。同时规划结合本土植物，设计多种功能空间。如空中长廊、观景花园等独特的景观条件。在未来还可以演变成马拉松等城市活动的场所，增加空间的活力。通过步行、自行车、公交、船和私家车将人们与河流连接起来（图8、图9）。

图7 轴测分析图（图片来源：作者自绘）

图8 水闸大坝设计后剖面图（图片来源：作者自绘）

图9 水闸大坝设计后剖面图（图片来源：作者自绘）

设计使得整个城市社区都被激活，游客和当地居民都能更好地体验大桥和未来城市中心，野生动植物也可以得到良好的栖息，进行繁殖和发展。当洪水来临时，它还可以用来减轻洪水的破坏，同时减少对城市和栖息地的破坏。通过弹性理念解决的不是简单建筑物的拆除问题，而是更高层次的改造。使得设计不仅改造了建筑，还改造了整个城市的自然环境，扩大了单个建筑对整个社区的影响。

结语

城市滨水区风险是全球城市需要共同解决的问题，各地的滨水城市同样面临极端气候灾害的威胁。现阶段关于城市风险问题的设计目的还是仅仅关注如何减轻灾害，但是在防治和空间景观的设计中缺乏很好的导向。如何适应生态变化、如何运用弹性设计理论融合当地文化进行设计，才是未来设计的关键。本文以密西西比河概念设计改造方案为尝试，分析BIG U 的设计手法，将弹性理念进行实施，通过项目的概况、定位进行设计实践，并探索出该理念在城市景观中的作用，使其成为弹性景观的一部分，为未来创新和改造城市提供了新思路。