李淙鈺 高駱秋 曹 迪 付彥榮*
城市建設(shè)產(chǎn)生的棄土無(wú)序回填,引發(fā)了消納場(chǎng)封場(chǎng)后面臨的各種生態(tài)修復(fù)問(wèn)題,公園化改造為消納場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)利用提供了新途徑。金州公園作為重慶兩江新區(qū)核心區(qū)重要的生態(tài)斑塊和公園體系建設(shè)的中心樞紐,決定了公園建設(shè)理念具有很強(qiáng)的示范作用和推廣價(jià)值。以城市生態(tài)修復(fù)相關(guān)理論為依據(jù),結(jié)合重慶金州公園的建設(shè)實(shí)踐,探討消納場(chǎng)公園化改造中的地形再造、植被恢復(fù)、空間組織等思路和技術(shù)創(chuàng)新,以及建管環(huán)節(jié)的多方協(xié)同管理模式,以期為消納場(chǎng)公園化再利用提供借鑒。
生態(tài)修復(fù);消納場(chǎng);公園化;再利用
隨著城市地下空間、軌道交通的快速發(fā)展,工程棄土的處置成為城市管理的一大難題。在城市綠色發(fā)展的背景下,傳統(tǒng)粗放式的工程棄土處置方式已無(wú)法滿足城市的可持續(xù)發(fā)展需要,棄土消納場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)也成為城市無(wú)法逃避的問(wèn)題之一。
工程棄土也稱(chēng)為建筑棄土,即各類(lèi)建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等進(jìn)行建設(shè)、鋪設(shè)或拆除、修繕過(guò)程中所產(chǎn)生的渣土和淤泥等。工程棄土根據(jù)棄土來(lái)源和自身性質(zhì),可分為工程產(chǎn)出土和工程垃圾土。工程產(chǎn)出土包括良質(zhì)棄土、疏浚砂石等,是可以直接利用的土工材料;工程垃圾土包括劣質(zhì)棄土、工程污泥、疏浚泥等,是不可以直接使用的垃圾土[1]。目前,國(guó)內(nèi)大部分城市工程棄土占整個(gè)城市建筑垃圾總量的近40%,且難以做到源頭消減、事前解決,導(dǎo)致絕大多數(shù)工程棄土未進(jìn)行必要分類(lèi),而是占用大量土地資源直接進(jìn)行填埋[2]。
近年來(lái),針對(duì)棄土的分類(lèi)、調(diào)配管理和資源利用等已開(kāi)展較多研究,但針對(duì)回填消納場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)研究較少。洪月菊等[3]探索了利用工程棄土開(kāi)展山體修復(fù)、公路丘陵防護(hù)林帶建設(shè)、建設(shè)場(chǎng)地預(yù)平整、自然地貌與耕地復(fù)原、山體公園等綜合性的資源化利用途徑。消納場(chǎng)的公園化改造已有一些案例,如西安文景山公園、北京奧林匹克森林公園(峰高48 m)、武漢關(guān)山山體公園[4]等,這些都是利用棄土堆山為基礎(chǔ)建造的,取得了良好的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文章以重慶金州公園為例,介紹消納場(chǎng)公園化規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理過(guò)程中新材料、新技術(shù)和新工法的運(yùn)用實(shí)踐,探索高回填棄土場(chǎng)公園化的設(shè)計(jì)思路、建設(shè)要點(diǎn)和再利用策略。
選址于重慶兩江新區(qū)的金州公園,占地面積約45 hm2。項(xiàng)目場(chǎng)地為一處城市消納場(chǎng)?;靥顥壨临|(zhì)量較好,庫(kù)容約1 000萬(wàn)m3,回填分兩個(gè)階段進(jìn)行:第一階段2010 — 2013年回填約700萬(wàn) m3;第二階段2016 — 2018年回填約300萬(wàn) m3。項(xiàng)目于2016年啟動(dòng)公園化利用專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃,2018年啟動(dòng)公園化建設(shè),2019年完成。項(xiàng)目實(shí)施初期,第一階段回填的棄土已經(jīng)過(guò)5年多的自然沉降,基本穩(wěn)定(圖1)。
1. 金州公園建設(shè)前照片
1.2.1 區(qū)位優(yōu)勢(shì)
金州公園是重慶兩江新區(qū)核心區(qū)重要的生態(tài)斑塊和公園體系建設(shè)的中心樞紐項(xiàng)目。公園定位為區(qū)級(jí)綜合性公園,在6 km以內(nèi)輻射全區(qū)主要商業(yè)購(gòu)物、居住生活區(qū),目前覆蓋就近居住人口已達(dá)5萬(wàn)人左右,未來(lái)將達(dá)到12萬(wàn)人左右,可以預(yù)判公園未來(lái)的使用率非常高。
公園的設(shè)計(jì)和建設(shè),基于城市消納場(chǎng)的基底現(xiàn)狀,積極運(yùn)用生態(tài)修復(fù)理念,對(duì)場(chǎng)地地形地貌進(jìn)行重新梳理,修復(fù)場(chǎng)地水系統(tǒng),重塑場(chǎng)地生態(tài),并綜合運(yùn)用一些工程技術(shù),在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)消納場(chǎng)地的公園化改造利用,取得良好的生態(tài)和社會(huì)效益。
1.2.2 場(chǎng)地穩(wěn)定性和土質(zhì)狀況
場(chǎng)地地質(zhì)穩(wěn)定性是公園綠地建設(shè)的前提,對(duì)施工安全和后期景觀的維護(hù)有著重要影響。金州公園場(chǎng)地建設(shè)初期的土壤密實(shí)度約為77%~85%,沉積時(shí)間越久密實(shí)度越高,大部分區(qū)域可以滿足公園化改造要求。
土質(zhì)狀況是公園綠地建設(shè)的重要影響因子,決定了公園環(huán)境安全和植物生長(zhǎng)狀況。金州公園場(chǎng)地以接收良質(zhì)棄土為主,這類(lèi)土本質(zhì)上是表層土,屬于城市工程產(chǎn)出土,是優(yōu)質(zhì)的干凈資源,污染程度低,不用進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的污染處理。雖然土壤中建筑垃圾較多,土壤結(jié)構(gòu)差,有機(jī)質(zhì)含量低,不利于植物生長(zhǎng),但是通過(guò)技術(shù)改良處理,能達(dá)到使用要求。
地形是公園綠地建設(shè)的基礎(chǔ),良好的地形條件有助于營(yíng)造高品質(zhì)的公園景觀。重慶作為典型的山地城市,本身地形變化較大,溝谷縱橫,同時(shí)存在建設(shè)用地適應(yīng)性評(píng)價(jià)較高的宜建型土地資源緊缺問(wèn)題[5]。雖然通過(guò)回填形成的平壩成為城市宜建用地的重要補(bǔ)充。但是,消納場(chǎng)多選擇高差較大的溝谷地帶,但在回填過(guò)程中沒(méi)有做好充分的規(guī)劃指導(dǎo),導(dǎo)致原有地形基本被破壞,自然水系也因周邊城市建設(shè)有組織接入市政雨污水管網(wǎng)系統(tǒng)而斷流,原始植被除局部能保留外,多以移栽或直接填埋方式處理。金州公園消納場(chǎng)公園化最大的障礙就是地形,回填后形成的場(chǎng)地多由多層臺(tái)地組成,臺(tái)地間銜接性差,水系無(wú)組織,自然植被較少。地形狀況對(duì)公園化利用非常不利,需要在實(shí)施前進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和地形重塑。
2.1.1 挖掘場(chǎng)地記憶,修復(fù)重現(xiàn)淺丘地貌
通過(guò)分析2009 — 2016年間場(chǎng)地衛(wèi)星圖片(圖2),發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地的變化是一個(gè)“生長(zhǎng)”的過(guò)程,設(shè)計(jì)采用“逆生長(zhǎng)”手法,著力于恢復(fù)公園場(chǎng)地原有的淺丘、濕地、湖泊等獨(dú)具特色的地形地貌,還原場(chǎng)地鄉(xiāng)愁記憶。以山丘的形態(tài)演繹為靈感出發(fā)原點(diǎn),利用多余土方精心開(kāi)展微地形營(yíng)造,形成多個(gè)特色山丘,對(duì)山丘印象再定義(圖3)。從點(diǎn)、線、面來(lái)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)、園路、功能三方面,重塑場(chǎng)地形態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)山丘生機(jī)、生長(zhǎng)和生息的表達(dá)。山丘的印記追溯著這片土地傳統(tǒng)生活的記憶,如故境新生,從深層次激發(fā)人們對(duì)于場(chǎng)地的原始記憶。
2. 2009 — 2016年場(chǎng)地衛(wèi)星圖
3. 山丘印象再定義
2.1.2 修復(fù)水系系統(tǒng),營(yíng)建海綿式公園
公園位于高回填方區(qū)域,考慮公園的地質(zhì)結(jié)構(gòu)安全因素,設(shè)計(jì)采取低影響開(kāi)發(fā)理念,重構(gòu)場(chǎng)地內(nèi)雨水系統(tǒng),以“蓄、凈、用、排”的雨水管理措施為主,利用生態(tài)草溝、雨水花園、生態(tài)濕地進(jìn)行雨水的凈化和調(diào)蓄,將雨水生態(tài)處理方式與設(shè)計(jì)理念充分結(jié)合,構(gòu)建水生態(tài)斑塊,營(yíng)建海綿式公園。利用緩丘地貌創(chuàng)造出一系列深淺不一的水坑和高低不一的土丘,通過(guò)土丘及硬質(zhì)場(chǎng)地的坡度控制排水方向?qū)⒂晁畢R集,經(jīng)過(guò)人工鏡面水體、生態(tài)溪溝、跌瀑等過(guò)濾后逐步凈化,回歸到北側(cè)大的湖體區(qū)域,展示出雨水收集凈化的過(guò)程。湖體中凈化后的水體循環(huán)用做綠化澆灌、景觀用水等,實(shí)現(xiàn)了公園雨洪的和諧共生(圖4)。
4. 金州公園雨洪管理技術(shù)
2.1.3 重構(gòu)植物群落,形成多重群落模式
基于場(chǎng)地土壤狀況,使用適應(yīng)性強(qiáng)、色彩和季相較為豐富的落葉植物、生長(zhǎng)較慢的小規(guī)格植物,以生物群落復(fù)育理念,恢復(fù)和重建城市近自然群落,創(chuàng)建野生動(dòng)植物棲息地。在重塑的山丘坡頂上采用色葉林種植方式,塑造隨季節(jié)更替色彩不斷變化的林冠線,主要樹(shù)種有欒樹(shù)、水杉、烏桕、楓香、紅楓、黃櫨等;在自然坡地上大量運(yùn)用草花混播種植,構(gòu)建色彩斑斕的低維護(hù)自然野花群落,為野生動(dòng)物創(chuàng)造友好的生存環(huán)境;在坡地邊緣和臨近水濕區(qū)域,種植香蒲、花菖蒲、水生美人蕉、花葉蘆竹等濕生植物,構(gòu)建與地形和生態(tài)位相匹配的植物景觀群落。
2.2.1 加強(qiáng)土壤改良,做好綠化基礎(chǔ)工作
對(duì)項(xiàng)目范圍內(nèi)土壤隨機(jī)取樣4份,送專(zhuān)業(yè)土壤檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)含水率、有機(jī)質(zhì)、有效磷、pH值、有效氮、速效鉀等部分主控指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),并按照CJT340-2016綠化種植土壤標(biāo)準(zhǔn)判定(表1)結(jié)論為:有機(jī)質(zhì)含量不合格,其他各項(xiàng)指標(biāo)均合格,但pH值偏堿性、有效磷和有效氮指標(biāo)均偏低。
表1 金州公園土壤主控指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,兼顧科學(xué)性和可操作性,主要采取以下方法改良土壤:(1)提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。公園部分種植區(qū)引進(jìn)合格優(yōu)質(zhì)的種植土,根據(jù)植物設(shè)計(jì)方案確定不同的客土厚度?;靥詈笸ㄟ^(guò)人工精細(xì)整地,禁止機(jī)具對(duì)土壤反復(fù)碾壓,保護(hù)土壤的孔隙度。(2)堿性土壤改良。項(xiàng)目區(qū)土壤平均pH值偏堿性,整體施用酸性的有機(jī)肥料、微生物肥料、土壤改良劑和泥炭等酸性改良材料,局部針對(duì)山茶等喜酸性植物結(jié)合石膏粉和硫酸亞鐵等材料進(jìn)行調(diào)酸。(3)提升土壤肥力。以有機(jī)改良材料和無(wú)機(jī)改良材料相結(jié)合的施用方式,以施用有機(jī)改良材料為主,施用控釋、緩釋肥料等高養(yǎng)分的新型無(wú)機(jī)改良材料為輔,并結(jié)合新型土壤養(yǎng)分改良技術(shù)進(jìn)行改良操作。
2.2.2 新材料、新技術(shù)和新工法的運(yùn)用
金州公園建設(shè)中堅(jiān)持低碳環(huán)保理念,最大限度減少花崗巖、青石等天然石材使用,大量運(yùn)用預(yù)制清水混凝土[6]、藝術(shù)混凝土、透光混凝土[7]等制作臺(tái)階、坐凳、景觀墻體、滑板場(chǎng)等,在場(chǎng)地鋪裝中優(yōu)先使用竹木等可再生材料和熒石等自發(fā)光材料[8]。努力探索并攻克飾面除塵、弧面景墻等施工技術(shù)難題,原創(chuàng)“藝術(shù)清水混凝土飾面施工除塵設(shè)備”“一種弧面透光混凝土景墻結(jié)構(gòu)”等技術(shù)。針對(duì)公園在高回填地基上建設(shè),不均勻沉降、開(kāi)裂、垮塌等問(wèn)題,在全透水建設(shè)的框架下,反復(fù)試驗(yàn),總結(jié)出“利于排水的公園人行道結(jié)構(gòu)”“用于坡邊上的景觀步道結(jié)構(gòu)”“嵌草臺(tái)階結(jié)構(gòu)”等工藝工法。其中,利于排水的公園人行道結(jié)構(gòu)打破常規(guī),采用仿石材透水路沿石(圖5),美觀實(shí)用的同時(shí)成功解決了公園人行道透水面層滲水不易排出和表面反堿現(xiàn)象[9]等問(wèn)題,有效防止高回填區(qū)滲水過(guò)多而影響路基穩(wěn)定性,以及道路局部沉降、開(kāi)裂等風(fēng)險(xiǎn)。
5. 一種利于排水的人行道結(jié)構(gòu)
2.2.3 精細(xì)化施工管理
公園建設(shè)過(guò)程中,堅(jiān)持運(yùn)用科學(xué)的管理辦法輔助施工管理,提高管理效率。項(xiàng)目管理過(guò)程中提出基于航測(cè)攝影技術(shù)的園林工程施工管理臺(tái),通過(guò)控制面板上的觸摸屏進(jìn)行觸摸控制,且通過(guò)航測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)的工程數(shù)據(jù)在顯示屏進(jìn)行顯示,操作簡(jiǎn)單,無(wú)需使用過(guò)多人工進(jìn)行檢查,減少了勞動(dòng)力輸出。相比現(xiàn)有園林工程都是采用人工巡查以及攝影,或者安裝監(jiān)控?cái)z像頭等方法,新技術(shù)在全方位監(jiān)測(cè)工程實(shí)施中優(yōu)勢(shì)發(fā)揮明顯。
除實(shí)際運(yùn)用“基于航測(cè)攝影技術(shù)的園林工程施工管理臺(tái)”技術(shù)外,本項(xiàng)目還總結(jié)了“一種土方模型軟件輔助地形設(shè)計(jì)臺(tái)”“公園智慧運(yùn)營(yíng)管理監(jiān)控終端安裝結(jié)構(gòu)”等技術(shù),為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量施工和精細(xì)化管理奠定了基礎(chǔ)。
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)在城區(qū)設(shè)計(jì)[10]、河道復(fù)興[11-12]、綠地系統(tǒng)規(guī)劃[13]、生活垃圾填埋場(chǎng)[14]、城市山體[15]方面的生態(tài)修復(fù)研究較多,而關(guān)于城市消納場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)專(zhuān)項(xiàng)研究較少?;谥貞c金州公園的設(shè)計(jì)和建造,對(duì)城市消納場(chǎng)公園化再利用提出策略和優(yōu)化建議。
在消納場(chǎng)回填完成封場(chǎng)后,重點(diǎn)展開(kāi)生態(tài)修復(fù),首要任務(wù)是修復(fù)自然生態(tài)基底。(1)地形修復(fù)。因回填前未提前規(guī)劃公園化后的整體布局,通過(guò)微地形整理的設(shè)計(jì)方式,統(tǒng)籌優(yōu)化標(biāo)高系統(tǒng),制定最優(yōu)的土石方平衡方案,保證堆土土方安全和塑造優(yōu)美的地形,搭建公園路網(wǎng)骨架系統(tǒng)。(2)景觀再造。從山、水、林等多個(gè)層面多個(gè)維度再造景觀,織補(bǔ)城市自然生境,提高后期公園的直接觀感。(3)文化再生。重塑城市、居民與自然環(huán)境的關(guān)系,以“逆生長(zhǎng)”的方式追述場(chǎng)地歷史記憶,將破壞的元素轉(zhuǎn)置成為特色文化景觀,從而融入場(chǎng)地記憶和場(chǎng)地特色。
金州公園是在消納場(chǎng)回填完成后進(jìn)行公園化利用的典型案例,存在原生植被破壞、地形混亂、原有表土被填埋等缺陷,如果能夠在回填過(guò)程中或消納場(chǎng)規(guī)劃時(shí)將公園化同步考慮,將會(huì)避免很多重復(fù)工作并節(jié)約大量資源。
(1)規(guī)劃先行,城市規(guī)劃與消納場(chǎng)選址結(jié)合。城市消納場(chǎng)建設(shè)屬于利用國(guó)有空地進(jìn)行的臨時(shí)活動(dòng),多由當(dāng)?shù)爻墙ú块T(mén)或環(huán)保部門(mén)審批,很少經(jīng)過(guò)規(guī)劃或國(guó)土部門(mén)審核,因此很難整合土地利用規(guī)劃統(tǒng)籌考慮。在消納場(chǎng)選址時(shí),如果能做到規(guī)劃先行,將周邊未建設(shè)的路網(wǎng)、城市管網(wǎng)、建設(shè)用地地塊綜合考慮,在高程上統(tǒng)一布局,土方統(tǒng)籌調(diào)配,既減少了棄土的“產(chǎn)量”,又為公園化再利用創(chuàng)造了條件。
設(shè)計(jì)初期對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行活動(dòng)適宜性分析,提前布局配套建筑、場(chǎng)地、游步道等對(duì)地基承載力要求較高的區(qū)域,在棄土回填時(shí)做好基礎(chǔ)處理,最大限度避免后期的沉降和可能需要的強(qiáng)夯、換填等重復(fù)工作。對(duì)于尚未完成回填的消納場(chǎng),設(shè)計(jì)可提前介入,對(duì)于后期綠化區(qū)域采取堆山回填等堆高處理方式增加庫(kù)容,而水體區(qū)域,可少回填或利用原有高地圍合而成,以減少防漏處理的工作量。
(2)因勢(shì)利導(dǎo),邊回填邊修復(fù)。在消納場(chǎng)回填過(guò)程中介入公園化再利用專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),對(duì)已回填和將回填所有棄土統(tǒng)籌考慮,綜合利用。一方面對(duì)已回填的區(qū)域進(jìn)行回填式修復(fù),另一方面通過(guò)對(duì)場(chǎng)地各種敏感性的分析,對(duì)未回填區(qū)域按建設(shè)適宜性等級(jí)考慮其與景觀的結(jié)合?;谌诵曰枨?,盡可能營(yíng)造坡度<15°的淺丘地貌和深度<1.5 m的低洼地,便于公園化過(guò)程中作為淺丘攀爬或淺水濕地來(lái)開(kāi)展活動(dòng)。
從新城建設(shè)到舊城改造,從地上空間為主到地上地下統(tǒng)籌發(fā)展,這期間將依然產(chǎn)生大量的工程棄土,而工程棄土的公園化有助于資源的可持續(xù)利用,也利于節(jié)省緊缺的城市土地資源。本文通過(guò)金州公園的設(shè)計(jì)和建設(shè),探索城市消納場(chǎng)的場(chǎng)地改造、生態(tài)修復(fù)、科學(xué)施工和精準(zhǔn)管理措施,歸納消納場(chǎng)公園化再利用的設(shè)計(jì)建設(shè)思路和方法,具有一定的借鑒作用。同時(shí),也有一些問(wèn)題仍需進(jìn)一步解決,包括場(chǎng)地快速穩(wěn)定和利用、土壤快速有效改良、適生性植物的篩選和應(yīng)用等方面,仍需進(jìn)一步探索,提出系統(tǒng)化的技術(shù)措施,才能為消納場(chǎng)的公園化利用提供更為扎實(shí)的支撐和保障。