葛礼德:“基于三重底线的城市地表水管理”的项目经验和最佳实践案例(含现场视频)

2019-10-26

深圳市当代艺术与城市规划馆

摘要: 由于城市的快速发展及城市化用水需求,城市的水文环境发生了改变,在面对洪涝灾害时,水文环境的脆弱性越来越凸显。如何在管理城市地表水时获取环境、社会和经济价值?AECOM生态环境规划执行董事葛礼德先生以“基于三重底线的城市地表水管理”为题,分享了其团队在各地的项目经验。

葛礼德(David Gallacher)

葛礼德博士是香港的环境专家,拥有20年以上的专业顾问和学术经验。在香港大学获得淡水生态学博士学位后,他开始从事环境咨询工作。曾在香港、上海、新加坡和印度德利工作,负责项目广泛涉及环境规划,影响评估和监控,生物多样性管理和栖息地创建以及可持续城市设计。葛礼德目前担任AECOM香港执行董事,并负责大中华地区的生态环境规划和其相关的基础设施工程工作。

Dr. David Gallacher is an environmental specialist based in Hong Kong with over 20 years academic and professional experience. After gaining his PhD in freshwater ecology at Hong Kong University, he began working in environmental consultancy. He has been based in Hong Kong, Shanghai, Singapore and Dehli, working on a wide range of project types including environmental planning, impact assessment and monitoring, biodiversity management and habitat creation, and sustainable urban design. David is currently an Executive Director with AECOM Hong Kong, and is leading the environmental design of planning and infrastructure works across the Greater China region.


活动回顾

(葛礼德部分从1:24:26起)

感谢主办方的邀请,我在香港、深圳工作大概有20年,我想跟大家分享我们在环境和水务方面的工程案例,如何去改善城市水生态;也跟大家分享一下我们在工作上的一些体会、经验,以及我们看到的一些问题。在这个过程中大家有机会看到案例分析,以及具体区域性、特色性的方案。

关键问题

对华南地区和全中国来说,水管理和水环境方面也都面临很多问题,比如污染、海面上升等关键性问题。在过去的10-15年中,污染情况得到了一定程度上的治理,但还是会有一些没有解决的污染性问题,特别是城市化带来的水污染和内涝威胁。我们也必须要更多地关注水质管理,尤其是在华南地区。

中国山西汾河
图片来源:http://voices.nationalgeographic.org/2013/06/10/can-we-end-the-global-water-crisis/

由于城市的发展速度越来越快,城市化用水导致水文环境有所改变,所以在面对洪涝灾害时,水文环境的脆弱性越来越凸显。同时,由于饮用水和农业灌溉的抽取消耗,导致了水质型水资源的短缺。可以看到香港的这张图片(下图),香港设计的储水规模还是非常大的,但全年大部分时间它属于干旱的状态,没有发挥应有的价值。

中国香港黄龙坑明渠,图片来源https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_rivers_and_nullahs_in_Hong_Kong#/media/File:Wong_Lung_Hang_nullah_(Hong_Kong).jpg

在过去,我们管理雨洪的传统做法一般把水渠理直加宽,下图在日本拍的这张照片是亚洲城市水渠比较典型的形态,我们可以看到他没有考虑到非常多的生态平衡功能,基本上就是做雨洪的控制。

日本东京城市水渠

所有这些问题的上层原因就是气候变化,刚才Henk Ovink也说了非常多,比如说2012年的桑迪飓风,造成了上千人丧生,200亿美元的经济损失。这样一些大型自然灾害也带来了公众思考,如何在城市环境下就水患做更多的预防、改善和治理工作。

从项目层面,我们如何去解决这类问题?其实对水敏感城市设计(Water Sensitive Urban Design, WSUD)这些概念在几十年以前就已经成立,现在中国也提到很多海绵城市的建设。其实WSUD就是把天然水平衡运用在城市的大环境当中,也就是说尽可能收集降水,在其他季节使用这些收储来的水,以此取得自然水资源平衡的环境。

对水敏感的城市设计(Water Sensitive Urban Design)

我们做了很多项目,有来自于澳洲的例子,也有来自于香港的项目。这些项目的共同之处就是尽可能最大化利益以及效应,解决一些底层的问题,更好地维持经济、社会和环境三重底线的平衡。
 
我们说一下细节,环境价值是非常必要的,有生态价值、防洪管理价值,同时能够控制水土侵蚀,改善水质和空气质量和城市热岛效应,如果能够通过非常好的操作方式,也可以形成碳汇作用。

新加坡碧山宏茂桥公园,图片来源:
http://www.landezine.com/index.php/2012/06/kallang-river-at-bishan-ang-mo-kio-park-by-atelier-dreiseitl/bishan-park-by-atelier-dreiseitl-landscape-architecture-04/

在德国也有与提升社会价值相应的项目,我们通过恢复的城市湖泊和河流,提供绿色开放的空间供人休闲、运动,也可以慢行、骑行和休憩,同时进行其他公共活动等。

美国芝加哥河,图片来源:https://www.trinityhs.org/student-life/blazers-in-the-know/2016-high-school-expeditions/

最后还有经济价值,AECOM之前也做了很多项目,通过一系列的基础设施提高就业机会,还形成二级效应,比如说为相应的土地增加财产价值,也获得了很多私营部门投资、政府投资。通过项目的操作也能够大大减少雨水管理的成本,不仅能够防治灾害,同时也能够改善空气质量、控制空气污染,从而大大减少健康医疗上投入的成本。另一方面,如果更多人能够享受开放空间,在良好城市环境下生活,也有助于减少保健成本的投入。

美国圣安东尼奥河,图片来源:
http://www.travelandleisure.com/slideshows/americas-coolest-river-walks#1



实例研究

下面跟大家讨论一下实例研究,在全球范围当中的一些项目,它能够很好地显示基于这三重底线的计划、规划是非常成功的。

案例研究:英国伦敦河修复

英国伦敦河修复前

首先是在英国伦敦河的项目,这是非常典型的英式河流的例子。上图是在改造之前通过缆车拍的一些照片,可以看到环境以及水质是非常差的,没有人愿意在这周围居住。但是整个河流会作为2012年伦敦运动会的地表,很多项目场馆设施都靠近河流的下游。通过奥运会的规划,伦敦河得到有效的治理和生态修复,同时营造了城市开放空间,旁边还建设了欧洲最为现代化、最大型的停车场。

这个项目在环境设计方面有几个亮点。我们在做这种项目时首先不会只聚焦在河流本身,而是通过更广阔的视野看整个项目,构想在开发过程中如何布局。在开发过程中,对设计范围内的部分地形进行整地工作,如对地形高度进行相应调整(如抬高、挖深、拓宽),在基础设施方面进行相应的设备更新。这样才能整体提升河流覆盖及周边土地的质量,同时以抵御100年一回的洪水周期为设计目标,从而有效应对气候变化和强降雨事件。下图是这个设计的目标,通过这种方式进行整合设计。

英国伦敦河修复项目

另外一个亮点。尽管伦敦河设计范围不大,但并不是一个设计就能够解决所有片区的问题,需要因地制宜,根据场地不一样的水文条件采用定制化和最适用的设计手法解决问题。可以看出不同区域当中有不同场地情况,可以通过整个河流拓宽解决当地的一些水文问题,通过不同的河岸整治设计之后,局部拓宽河道,有助于提供多样的亲水方式。

用定制化的设计解决问题

针对场地的生态多样性价值,我们进行了区域的研究。英国有非常好的生态系统的规划,通过政府发布的生物多样性保护战略与行动计划作为纲领,能够识别出哪些栖息地或者哪些生物需要保护,进而在项目设计中给予重视。

从下图可以看到这个项目的设计是非常有趣的,河流的水位非常低,需要有非常多的步行道,因为正逢奥运会,我们也设计了很多桥梁。这种桥梁不仅能够具有防护作用,也能够具有公益效应和休闲功能。

还有一些关于植被的考虑,在最近几个项目中我们也关注植被的生态价值。如下图所示,我们在一些湿地旁边设置了不同种类的植被,这些植被广泛使用了本地物种,不仅能带来景观价值,还能带来很多的社会效应、经济效应以及生态效应。

植被



案例:美国纽约沿海岸线规划与设计

我想展示的第二个项目是防洪的执行措施,在纽约Sandy飓风来袭之后我们做了这个项目。

图片来源:http://ngm.nationalgeographic.com/2015/02/climate-change-economics/coastal-cities-map

上图是美国国家地理针对暴风潮的影响、堤防系统的脆弱性、相应的气候变化和海平面上升进行相应分析,得出在2050年之前为海平面上升而建造保护措施的估计费用,可以看到广州在这个名单中排第二,可幸的是深圳不在这个名单之中,但是未来也需要非常警惕。
 
对于一些亲水的城市来说,通过物理的方式构建高墙作为堤岸的堤防系统很难使用。日本在1970年的时候开发了“超级堤防”的概念,做了下图这个项目,他们把整个城市的地面抬高,通过斜坡的方式将堤防纳入城市结构,让整个城市都能非常亲水,整个区域非常有趣。

图片来源:https://farm3.static.flickr.com/2595/4132684316_d4c2a6a4c6_o.jpg

但是对于有些城市,尤其是密集型的城市,不可能用日本的方式这么去做。Henk Ovink刚才提到的由丹麦建筑公司BIG领导的的曼哈顿BIG “U”项目就采用了创新方法。他们对寸土寸金的曼哈顿海岸线进行相应的项目规划,利用小规模堤坝建筑把堤岸驻扎在不一样的地区,这种小型堤坝非常巧妙地融入了景观设计,能够获得非常好的社会效应和经济效应。我们的项目(下图)同样位于哈德孙河,从2017年一直延续至今。


案例:中国香港沿海岸线规划与设计

还有一些沿海的规划,之前我的办公室在香港,香港是寸土寸金的,所以香港非常盛行填海造陆,通过这种方式获得土地,建造更多的公屋和居住用地。填海造陆带来的环境问题有很多,比如需要考虑到沙粒安置的问题,需要管理沿岸线,需要保证相应的防洪措施、解决洋流的问题,需要用一些工程式的设计方式。香港有相应的公司去设计新的方法保护填海造陆地区,同时创造更加多的生态、经济和社会效应。
 
为了设计这种海岸线,你需要保持很多的生态敏感性,有很多的顾虑。首先需要快速响应环境条件,因为项目地非常接近香港机场,需要了解一下具体的天气环境以及海岸线暴露的面积。在进行项目运营中,会遇到环境敏感的植被,海岸线复杂的地区,需要因地制宜地进行设计。

第二个设计原则是对海岸线的面积以及坡度进行管控,如果通过垂直的方式设计海岸,它是非常陡峭的,需要考虑这个海岸线的生态价值,如果你有更加缓的坡度,有高光区能够保持这个生态系统的一些功能,就能够提供更好的条件给更多的贝壳动物或水生动物、两栖动物生存。这样的巧妙设计也能够达到生物多样性的目的。

第三个设计原则,我们需要明白海岸线并不是割裂的,而是连接出海口以及陆地的生态系统,是一个过渡带。我们需要好好地考虑海岸线表面的复杂性,这是非常重要的一个方面。对于整个自然系统来说,基石表面有非常大的复杂性,牵涉到很多价值,它可以为很多动物提供抵御天敌的庇护,也可以在极端炎热的天气为潮间生物减少干燥风险。如果能够保持复杂性,就能够保持更加多的物种,达到保证生物多样性的目的。

我们需要整合所有的原则,把它纳入到海岸线规划当中。下图是第一期工程的一部分,在亲水地区有非常多模块化的设计去满足整个自然地区表面的复杂需求。这种复杂的异质自然表面能够为潮间生物提供避难所,减少干燥风险。我们用这种原则创造的海岸线能够保证生物多样性,把公共服务区域和生态服务区域结合在一起。


案例:澳大利亚可持续排水系统

这是澳大利亚的项目,也是生态可持续的排水系统。大家可能对于其中的一些元素比较熟悉,现在全球都已经有这些概念的植入。

华南地区建筑物密度较高,也需要像这样寻找一些碎片化的空间去储水,并且做水净化。如下图所示,澳大利亚的这个项目并不需要占用非常大的空间:我们在这样紧凑的都市街道中,树木提供了一些遮凉作用,但是树根部分还没有充分发挥它的土壤作用,所以我们做了一种格栅铺排,在根部有限的小部位去做一些格栅的规划,将这种模块化的塑料小插件放到铺装路路面以下,它就能够在树与树之间做地下土壤和水道的联通,体现海绵城市的优势。我们还做了一些统计,包括有无沟渠的渗透率、储水结果以及水治理的对比。


 

案例:新加坡城市综合水管理

这是我要说的最后一个案例,新加坡的滨海湾。大家应该都比较熟悉新加坡,这边有一个非常大型的赌场,一起构成了新加坡滨海湾和沿岸地区的新CBD地标,所以这块土地非常著名。

我们在做这个地块的城市设计和开发时,会考虑如何提高它经受灾害的能力以及可持续性,再以多种设计方案照看到所有不同要素,包括最核心的能源,将这些相关要素协同一致。我们把这种协同方法称为可持续系统集成模型/方法(Sustainable Systems IntegrationModel/Method),所有的元素都在一定程度上互联互通,所以从某种程度上、某些环节可以被其他要素替代。

以新加坡的项目为例来使用可持续系统集成模型/方法,我们可以看到(下图)最上面是能源,下面是景观与生态,协调这些因素就能很好的解决储水和城市热岛的解决方案。

这个项目现在还没有完成,可能还需要花几年时间,整个项目设计能够获得越来越广泛的空间拓展效果,对于整个项目地块水管理的效果也是体现出了越来越多的优势。


大湾区最佳实践和应用

我的案例分享基本结束了。最后一部分提醒大家关注协作机制。很多的城市水资源管理基本上都是比较关注城市的给排水,但最佳的实践还是要各个利益相关方共同协作。国家与城市,做得好的这些城市,通常能够集合各方的力量把水资源加以复兴的城市,尤其是像新加坡ABC机构的人,最能识别出现实问题,达成所有需要覆盖的目标。
 
政府单方面的力量是没办法成功的,还需要公众参与和支持。下图是马来西亚很多年前的项目,第一期工程才刚刚竣工,这个项目的流程会照看到很多公众人群的想法和担忧。我们在做绿地规划设计的时候会特别考虑马来西亚蚊虫叮咬的情况,让在其间活动的公众人群不会受到这种地区性困扰。

生命之河,吉隆坡,马来西亚

跨学科的合作也是非常重要的,通常我们需要来自设计、建筑等多个学科和领域的人共同合作,除了设计师、方案设计师,工程师、水文学家、气候学家、气象学家的贡献和分享也都非常关键。我们的经验得出一个项目需要有一个较高层的人或者机构来出面统筹,因为他们可以出面联系更多不同领域的专家,并且统筹他们的力量做贡献。

我们现在也做很多包括香港和深圳之间的开发项目和设计,都需要多层次的计划方案。在这样一个地区工作,我们通常也会需要和政府反复博弈。尽管大湾区这个独特地块的城市化程度比较高,有着比较密集的城市区域样貌,但是我们也收集了很多来自世界各地的经验,可以应用到这个地区,比如说我们在香港一个工作坊中使用了水处理和水储备项目的案例。

将水处理、储备的案例应用于香港(模型)

另外一些项目经验也非常重要,下图是目前我们与其他机构合作开发的蓄洪湖,该湖可兼作安达臣道石矿场混合用途开发的公园。我们说了很多植被和沼泽地的自然调节作用,作为一种补充因素,也能够在未来发挥更大的作用,同时也能够成就更多的自我可持续性的发展。

蓄洪湖项目

通常这样一些大型项目和长期规划都需要我们在若干年后再回头去看,如图所示是新加坡的一些雨水花园、沼泽花园的设计方案和效果,可以看到从设计之初就应尽量考虑多维因素。我不是来自学术界的,所以我就不会说过多学术界的这些话题,但是对于整体的环境维护来说,生态平衡无疑是不能回避的问题,我们要确保在项目设计之初就设定相应的目标、相应的数据采集以及达标检测。
 
以上是我今天的分享,谢谢大家!

新加坡雨水花园、沼泽花园项目



交流环节

图中依次为:朱闻博、欧文克、Cesar Rocha、葛礼德
交流环节由深圳市水务规划设计院股份有限公司董事长朱闻博先生主持,除分享嘉宾欧文克(Henk Ovink)、葛礼德(David Gallacher)外,来自AECOM的Cesar Rocha也参与了讨论

朱闻博:David Gallacher博士刚才也给我们讲了AECOM在香港、日本、各地做了那么多,尤其是海岸线的案例。应该说AECOM团队在综合治理方面有非常丰富的经验,他们目前也参与了深圳大沙河下游段包括整个大沙河生态走廊项目。我想提的问题是,对于亚洲城市,尤其是湾区城市30年来的快速城市化带来的生态破坏,如河流裁弯取直破坏水系,到今天去修复,提出多规合一的情况,你有什么好的建议使我们能不再重犯这样类似的错误?谢谢。

David Gallacher:在水质方面正如之前所提到的,中国在过往十年当中在水质改善方面也有非常大的进步,比之前工业化水质差的情况有所改善。在土壤污染方面,深圳地区需要思考一下怎么保持土壤,这样也能够保持水资源的改善,深圳也做的非常好,在全球、全国来说也是排头兵,我们的工作需要聚焦在整个城市,城与城之间的合作也是非常重要的,不仅仅是通过管理手段,也可以通过技术的方式,这是我们未来可以采取的方式。在空气质量提升方面,深圳在国际上也是作为排头兵。我们之前也统计了一下深圳干净水的净流量是远远超过香港的,这是深圳非常大的进步,也使得很多人能够享受更好、更优质的环境。

Cesar Rocha:我想补充一些东西,感谢各位邀请我,感谢各位能够专注到我们的演讲当中,非常好的机会能够看到这么多年轻人,让所有人齐聚一堂,非常好,非常荣幸。我们要想清楚事情时,总是需要构建一些系统,需要推荐好的项目、好的技术。但是Henk之前所提到的,要跟自然合作、协作,还需要收集数据,很多人不知道数据存在,也不怎么去收集数据,其实数据非常重要,我们需要了解自然,才能够导出相应的解决方案,在认知上才能够与自然和谐共处。


朱闻博:因为在座各位经常做环境设计、工程设计,这在我们国家的建设体系里面往往是实施阶段。前面有策略、规划、城市设计,或者是国土空间规划,后面有很多专项规划,交通、水务、环保、城管等等,再后来才是工程。我们国家提出多规合一这么多年,面对经过三四十年发展的城市,城市群落已经基本组成,进入到成熟期。在这个时候要生态修复或者说重点偏向的更新改造。我在前几年提出多规合一的基础上,提出水系优先的多规合一,意思是这个片区开发的时候我们更多的要首先关注这个片区的水脉、水系,或者刚才这位先生讲的重视自然资源数据的采集。我不知道几位专家对我们提出水系先导的多规合一有什么样的理解和看法?

Cesar Rocha:让我来试着补充一点,我的背景是做海岸线工程的,我同意你刚才说的一点,但是我同时想说现在发生各种变化,尤其是气候变化。如果我们不首先尝试应对气候变化,就很难可持续。我们做规划的同时必须要了解未来有哪些潜在变化的可能性,预先预见性的准备工作要做到位,预见到未来可能发生的变化,比如说温度变暖、海平面上升、海潮改变、更多潜在的风暴潮等等。

David Gallacher:我的背景是学生态的,所以我总是觉得生态先行,从不同的角度上来说我们有不同的理解。我想在中国使用红线作为规划指导的这个系统其实还是非常复杂的,你们有很多不同的部门、机构一起为规划工作做贡献,水毫无疑问是一个比较中心的问题和驱动因素,帮助我们建立一个合理的红线。在英国和美国,我们把雨水储量当作一种主要的参考标准。我想从水开始或者从水出发是非常重要的,尤其是对于城市开发的规划当中,对水洪、雨洪的管理也是头等重要的。不管是从生态工作者的角度上来说,还是我们在今天做规划的时候,我们都要看实际的情况,规划当然是对未来的规划,包括城市化的进程带来的潜在变化以及文化方面的一些影响。

欧文克:我同意您刚才说的这个观点水务先行;另外还有非常重要的一点,从系统性的角度上深入这个问题,因为水资源不止能够帮助我们,水系统跟整个的生态系统、食物供给、土地供给都是相关的,如果没有做到很好的协作方式,社会力量和环境力量、经济力量就没有办法很好的协同。

我从水务方面做了很多的分享和发起动议,比如说和美国总统这边发起的活动叫做发现水的价值,它是基于几个不同的原则,从水本身的价值,到水系统和经济、社会、文化各个方面的联通和影响效用,用这样的方案去看待环境、生态包括人文社会的发展,可能就会有一个更加综合的方法去驱动未来更有价值的规划。一定要从多个角度看待问题的方法去入手,它能够给我们带来更多的可能性和机遇。


观众:各位专家,大家下午好!我来自深圳水规院,我有一个问题想问David Gallacher先生,刚才您的演讲题目讲的是Triple BottomLine的关系在城市建设里面的一些方法和案例,你在里面谈到了环境的要点,谈到了社会的要点和经济的要点,我想这三个要点关注的方向和核心利益其实不一定一致,有的时候甚至有一些悖论和冲突。所以我想请教Gallacher先生,你们在中国做项目的时候有什么好的途径或者说好的策略和建议,去说服地方的行政长官不要单一的关注经济利益,更多的支持环境可持续发展?谢谢。

David Gallacher:首先感谢你的问题,挺有趣的一个问题,我经常去北京、上海工作,最远的地方黑龙江也都去过,我也确实意识到你提到的这种情况和问题,我想两个主要的因素,当你去跟市长、政府官员沟通的时候,有两个元素要跟他们强调,帮助推行这种可持续发展。第一要非常清楚地说明使用这样一种考量方式有什么样的益处,一定要跟他们阐释得非常清楚,采用综合和可持续的方式有什么样的优势和好处。第二要强调跟他们的合作,要确保这个项目团队层面汇聚了不同领域的人员,并且有清晰的沟通机制,确保我们的想法能够得到充分讨论,在不同的角度得到更好的照看,问题能够得到多方面的解决,谢谢。

欧文克:补充一下,我觉得这个问题不只是中国面对的问题,其他国家也有一样的问题,政府、NGO、私营部门、个人,他们都有着应对这些问题的弱点,因为政治系统、文化体系、制度体系在各国都不一样。所以你提到的政府态度和关注点的问题,不只是中国独有的问题。刚才Gallacher也提到要更有力的把各方的力量汇聚到一起,形成一股真正有影响力的力量,试图跟政府沟通,尽可能多的汇聚不同的理解,科学家和社区以及能力方,让他们坐到一起来讨论。我知道这项工作绝对不容易,在美国也不会容易,在欧洲也不会容易,所以我觉得在中国从文化方面来说还是有优势的,你们对于这个环境问题的意识比世界上其他国家要好很多,虽然对于这个生态有很多的破坏,但是从文化层面来说我们是领先于世界的。当我们提到技巧方面,中国是更加大的;在技能方面,这是废话,中国太大了,不用强调。如果中国能够变得更好的话,整个世界会变得更好,你需要把这个技能落地,赋能到生态,这样整个世界都能够得益。

整个世界中有很多国家、有很多合作伙伴都是愿意跟中国合作的,合作能够让我们共赢,这一点都不容易,在中国也不容易,但是我们要有非常多的希望。我们对于社会、政治、环境和生态方面的复杂性都是非常了解的,都能够从其他地区汲取经验,但是在中国的经验也能够影响到其他地区很多事件。

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