[区域发展]中国城市绿色发展探索——山水城市的理论与实践

2016年03月24日 来源:国研网 作者:牛雄、胡洁

    习近平同志在中央城镇化工作会议上提出“城市建设水平是城市生命力所在。城镇建设,要依托现有山水脉络等独特风光,让城市融入大自然,让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。由著名科学家钱学森提出来的“山水城市”的概念再次引起设计行业的广泛讨论“。山水城市”理念主张因地制宜,尊重文化,融合中国传统历史文化文脉,能更好的展现城市的文化性、地域性特色,为中国城市化的模式选择和重大问题提供了创新性的解决方案。

  1 中国城市发展面临的问题与原因分析

  1.1 中国城市发展缺乏地域特色

  城市是文明的载体,城市景观体现着一个城市所特有的地域风貌,然而,高速的城市化发展使得城市景观的规划和建设产生严重的趋同现象,即“千城一面”,许多城市地域性风貌消退、城市丧失景观特色。

  城市面貌缺乏,雷同的建筑、千篇一律的街区、毫无特色的城市比比皆是,已到了令人担忧的地步。

  1.2 城市病的爆发

  空气污染、交通拥堵等城市病是随着城市化进程相伴而生的,城市病的本质就是城市资源环境的承载力和城市化发展规模、速度的匹配失衡,核心是可持续发展问题。要解决这一问题,必须立足城市解决这一问题,在城市化道路的选择上寻求突破。

  1.3 中国城市缺乏地域特色的原因分析

  (1)高等学校城乡规划专业以传授西方城市规划理论为主,对传统文化哲学和古代优秀的城市规划理论重视不够,研究不多,将传统哲学和现代城市建设实践结合不足,还未找到切入点,部分学者进行了探索,还未形成理论体系。

  (2)高等学校培养出来的学生从思想上接受西方理论较快,对传统文化哲学知之不多,进入社会,走向城市建设的行政部门、设计单位、开发企业等,头脑武装不足,规划建设出来的东西自然缺乏地域文化特色。

  (3)各级地方政府行政主官,为快速改变城市风貌,推动房地产发展,引进西方的思想和实践较多,传统文化素养不高,各级地方政府城市规划行政主官部门制定城市设计导则和控制性详细规划也缺乏文化特色。

  “山水城市”思想突破了以往改造自然、为人类服务的局限,站在与自然平等的角度,尊重自然,理解自然,在保护自然和生态环境的基础上实现人类社会的发展要求,力求达到人与自然的和谐共荣。

  2 中国古代山水文化与城市营造

  “山水城市”的提出虽然是1990年钱学森先生首次提出的,但其思想可以溯源到中华文化诞生之初。这一思想源于中华文明自身的地域、伴随着中华文明的发展过程而形成,具有很强的生命力和鲜明的特色。

  中华文明的古代世界观中很早就思考了人与自然的关系,进而提出了“天人合一”的思想。受到自然地理因素的客观制约,以及人类生存发展需要的主观追求,共同构成了我国古代山水城市建设思想的原始成因。依山傍水而居,既具有客观的外在必然性,又具有主观的内在驱动力。《管子·乘马》记载“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上,高毋近旱,而水用足,下毋近水,而沟防省”,讲到了城市建成选址和规划基本原则。山水城市的追求在中国古代城市建设思想中一直处于主导地位。中国两千多年的城市建设史,从秦汉时期的咸阳、长安、洛阳,到历代名都杭州、南京、北京,无不印证着这一思想

  2.1 中国的山水文化

  中国文化的起源,与山水息息相关。综观中国山水文化发展的源流,大致经过了由敬畏而崇拜,由崇拜而比德山水,进而产生独立的山水审美意识,并对其进行艺术化的再创作等四个阶段。

  (1) 对山水的敬畏和崇拜

  随着文明的发展,先民对山水由敬畏心理逐渐转变为神性的崇拜,进而逐渐世俗化,以习俗、宗教仪式、神话传说、思维习惯等方式被传承下来。中国历史将祭祀山水视为最高级别的国家仪式和政治活动。如东岳泰山的封禅,就被视为国家繁荣富强和皇帝功业的标志。

  可见,山岳在文化中的重要性。而山水正是通过这样的方式塑造了中华民族先民的宇宙观和世界观。 在中国文化中,山水不仅对中国古代文化宇宙观和自然观的形成产生巨大影响,也成为其重要的标志物。

  (2) 对山水文化的阐发

  随着先民认识世界、改造世界水平的提高,自然之物逐渐进入人们的主观世界,山水不仅成为人们情感和思想表达的手段,同时,先秦哲人们也将深刻思考的价值观与之联系起来,即比德手法。

  例如儒家思想就常把山水与人的品性、道德联系在一起。而道家哲学则更进一步,产生了对宇宙本原和万物普遍规律的认识——“道”。《老子·二十五章》:“人法地,地法天,天法道,道法自然”;而《庄子·齐物论》云:“天地与我并生,而万物与我为一”哲人通过山水的各种隐喻传达出对于宇宙、生命以及由山水所滋养的万物的理解,那就是“天人合一”。

  (3) 山水独立审美思想的形成

  西汉时期,司马相如《上林赋》称上林苑的山水景观特点是“视之无端,察之无涯”,充分说明山水审美的意识已在此时出现。

  山水独立审美思想的出现是一个历史的过程,对自然山水的品味,逐渐催化了独立审美的形成。东汉时佛教传入中国,在魏晋的社会经济发展形势下,与中国本土哲学、宗教产生化学反应,促发了玄学、佛学、道家、儒家等宗教、哲学思想的大发展,进而产生了独立的山水审美思想。

  (4) 山水的艺术表现与再创造

  独立山水审美思想的形成的过程中,也带来了艺术形式对其的表现与再创造,即山水诗、山水画和山水园林。

  文学作品中出现了大量的山水意象与情景,如陶渊明的“采菊东篱下,悠然见南山”;谢灵运的“昏旦变气候,山水含清晖”等。绘画艺术也因山水审美、山水诗的流行而得到了极大的发展。北齐至隋之间的展子虔 (约550年~600年)创作了山水画《游春图》(图3),这不仅是存世年代最久远的山水画,也是现存最古的画卷。

  图1 展子虔 《游春图》


  山水园林作为山水文化和审美的又一表现,也得到了很大的发展。在中国古典园林的全盛期,诞生了大量极高艺术水准的经典山水园。如建于明朝末期的无锡寄畅园,其造园最令人惊叹的手法是:将园外惠山的景色引入园内,形成一幅巧夺天工的天然山水画卷。

  2.2 古代山水城市典范

  古代城市选址以自然条件为依据,与中国传统山水文化结合起来,更进一步的完善了中国古代城市格局的形成。在山水文化的影响下,中国古代城市与山水环境形成了周密的整体构图空间,也深刻的影响着中国社会文化的发展。

  古城营建中非常重视城市的山水环抱关系。其内在哲学道理即“天人合一”,人不逆天而行,而应借势顺天而生。秦时的咸阳宫可谓注重山水方位的最早期范例之一。将南面的秦岭、终南山、东面的骊山、北山山体及渭水都作为宫殿设计的元素;并有“表南山之巅以为阙”的理念,将正南方终南山的两处高峰视为宫殿门阙,充分体现了“体象天地”的规划理念。

  中国历史文化名城杭州是举世闻名的山水城市,其数千年的城市发展与湖山密不可分,形成“一城山色半城湖”的独特风貌。早在五代十国时期,杭州城市雏形初定时就形成了以湖山为中心的格局。之后南宋定都时期,将皇宫为主的城市中心放在东南山的东南侧,背靠西湖,南面钱塘江和大海,充分利用东南山坡极佳的风水环境,将最佳的杭州全景尽收眼底。杭州自然山水骨架与城市形态得到良好的融合,在满足城市功能需求的同时也拥有良好的生态功能,使得杭州成为我国迄今为止最美的、最佳的城市范例。(图4)

  图2 临安城与湖山关系示意图

  再如古都北京则是另一种山水城市模型的范例。北京虽处于平原地区,但古代北京地区丰富的水资源为打造山水城市提供了便利的条件。在天人合一思想的指导下,元明清三代都非常重视人造山水的营建,在城市中心区形成前三海、后三海、琼华岛等山水结构,形成了那个时代实际意义上的中央公园。同时充分利用自然条件,在北京西北部构建三山五园的风景区,将其通过借景纳入大城市景观体系中来。(图3)

  对于城市山水格局的重视不仅体现在慎重审度城市与“自然山水”之间的关系,还体现在积极结合“人造自然山水”元素创建更为理想的城市山水关系上。明清北京城及西北郊皇家园林群的营建可谓将这一理念发挥至了极致。“移天缩地于君怀”,“平地起蓬瀛,城市而林壑”,人工堆筑的景山,琼华岛(始建于辽)及白塔,与西山水脉相连,视线相通,构筑出一条“银锭观山”的绝佳视廊。此外,西北郊“三山五园”皇家园林群的营建,包括对于颐和园昆明湖及瓮山形态的修整,均体现了构建城市山水格局中“虽由人作,宛自天开”的设计理念。

  图3 乾隆三海示意图

  3 山水城市的概念和内涵

  3.1 山水城市的概念和内涵

  山水城市这一概念,钱学森先生首次表述为:“把中国的山水诗词、中国古典园林建筑和中国的山水画融合在一起,创立'山水城市'的概念。”

  在实践中,我们提出“山水城市”是以良好的生态环境为物质基础,并将中国特有的山水文化与自然景观、城市建设结合而成的,有山水画般意境的城市。“山水城市”是自然景观与城市良好结合、融合的,整个人民大众能生活其间的“山水城市”,而不是只供个别人享受的“山水住区”、不是具体的“挖池堆山”。“山水城市”的建设要依靠现代科学技术,运用环境美学,营造能为人民带来身心愉悦的生活环境。

  山水城市的核心归纳为:“尊重自然生态,尊重历史文化;重视现代科技,重视环境艺术,为了人民大众,面向未来发展。”

  3.2“山水城市”模式

  吴良镛根据“山-水-城”三者相互起作用的关系,提出了“山-水-城”三者和谐发展的模式:即“山得水而活”、“水得山而壮”、“城得水而灵”。(图4)

  图4 山-水-城模式(引自吴良镛《人居环境科学导论》)

  山水之城是一种理想追求的境界。我们传承前人的思想并且勇于探索,在城市建设实践中,把自然、人、城市三者构筑成一个大空间体系,就如同太极图阴阳鱼的两半是相互和谐共荣的一样,由此形成了“山水城市”的模式(图9)。在这个模式中,自然不再是人类征服和改造的对象,而是成为与人类平等的一个要素。在“山水城市”模式下,人类不仅要考虑自身的需求,还要考虑自然的需求,以及如何将二者的需求结合起来,而不是矛盾的对立起来。

  图5“山水城市”太极图


  4 山水城市理念的实践

  a) 北京奥林匹克森林公园规划设计

  奥林匹克森林公园位于奥林匹克公园的北部,是北京市最大的公共公园,占地总面积为680公顷。它以“通往自然的轴线”为规划设计理念,取“仁者乐山,智者乐水”的意境,将传统皇家园林“一池三山”的思想和中国文人典型代表陶渊明《桃花源记》中的理想世界结合在一起,总体格局以“山水环抱、起伏连绵、负阴抱阳、左急又缓”的山水组合为特色,营造出兼具有中国传统皇家和文人园林风格的中国自然式山水园。(图6-13)

  公园建成后,不仅成为北京城环境和气候的可持续发展的重要生态地带,北京休闲娱乐最大的城市公园,还向全世界展示了中国古代山水诗、山水画、山水园与城市建设的完美结合,传统文化与现代文化的结合,科学与艺术的结合,体现了“山水城市”的理念。


图6 通往自然的轴线                图7 奥林匹克公园实施总平面图

  图8 奥林匹克公园的山水空间

  奥森公园的水系不单是重要的文化和空间艺术元素,还是关键的城市生态要素。水系从规划设计到建成实施及运行服务,均充分体现了“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”的“海绵城市”建设原则。通过科学的布局和合理的组织,园区内各涉水项目之间实现了整体有机关联运行,使水形、水机、水理、水运、水生、水用、水美等特征均得以良好体现。以下便就奥森水系在水资源管理方面的两项主要成就展开叙述。

  图9  奥运公园建设前原有水系    图10 奥运公园水系总平面图


  (1)生态雨洪工程范例

  首先,公园在规划之初便制定了较高的雨水利用标准,致力于将5年一遇降雨情景下的雨水回用率提升至95%,所采取的工程措施包括“渗、滞、蓄、净、用、排”等。在提升蓄水力方面,通过挖深加宽并调整现状河道的弯曲度及修建人工湖、低洼湿地和生态沟渠等措施,建成后水系蓄水量较现状增加了2.6倍(表01)。在加强入渗方面,公园内的硬质铺装场地广泛采用了露骨料沥青、沙基透水砖等透水材料,还修建了近10公里渗蓄排水沟(图11)及4公里可渗透暗管(表02)。

01 奥森公园水系主要指标设计前后对比


河渠长度

人工湿地

景观水面

河流蓄水量

湖泊蓄水量

建设前

9.497km

 2ha(鱼塘)

12ha

70m3(汛期)

30m3(汛期)

建设后

11km

13.4ha(中水净化湿地)

53.3ha

140m3(汛期)

120m3(汛期)


02 奥森公园生态雨水系统的主要设施统计


排入园内水系面积(ha)

渗蓄排水沟(m)

沉砂井()

渗蓄井

()

渗蓄排水管(m)

渗蓄面积(ha)

北园

192

7850

157

157

3140

31

南园


1850

37

37

740

6.66

合计

367

9700

194

194

3880

37.66

 

  值得一提的是奥森公园偌大的生态雨水系统却实现了低廉的建设成本。全园扣除市政路和临时场馆区后总面积为563.9ha,雨水系统工程成本合计5433.9万元,简单计算后雨水系统面积投资比为9.63元/m2。同时,园区灌溉系统通过雨水回收利用,折抵市政中水供应费合计153.08万元/年。在绿色和平组织对北京奥运会做出的环境评估报告中,曾三次将奥森公园的建设列入"突出成就",其中一项直接指明为雨水循环系统。

  图11 奥运公园中的雨水渗蓄及生态排洪沟

  (2) 全球最大中水回用公园,国内首例人工湿地水体净化技术应用

  针对北京严重缺水的困境,公园流动水系的维持必须依赖中水。为解决中水次生污染的问题,环境工程师与风景园林师首先将中水净化与观赏性、参与性的景观场地设计结合起来,借助人工湿地水体净化的生态功能,使进入奥海的水质接近地表三类水(图11)。另一方面,采用美国国家环保局开发的WASP水质模拟软件,对以主湖为中心的水系进行水质变化模拟,探索出整个湖区的水质恶化规律。最后,根据公园内市政河道的水质变化规律制定出包括汛期小循环及非汛期大循环的水质管理机制(图12)。

  图12  奥森公园人工净化湿地平面示意图



  图13 奥森公园水系统循环设计

   奥森公园水系统是因地制宜、体系化科学构建的雨水回收和生态景观水处置与水运行系统,是在地形系统、植被系统、道路系统、建筑系统、场地构成、景观水系和再生水利用系统等的共同配合下形成的整体。该项目是践行“生态文明建设”和落实“海绵城市”原则的良好案例和真实体现,也是目前我国最具科技内涵、复合技术体系最为完整的已实施景观水系项目。

  4.2 唐山南湖中央公园及城市环形水系景观规划设计

  唐山南湖生态城位于唐山市中心以南1km,面积6.3平方公里,地下多为煤田,历经百余年开采形成大面积煤炭采空区,是对城市影响最大的一处区域。

  是一处建设在采煤塌陷区和垃圾堆放场上的城市绿核。长期的煤炭工业及1976年地震后的仓促重建使唐山市中心城区与采煤塌陷地混杂在一起,严重的地质灾害危险成为城市向南发展的一大障碍。位于城南的大南湖采煤塌陷集中区在仓促的城市建设中退化成郊区最大的垃圾堆放场,污水横流,臭气熏天;与此同时,城市绿地的极度匮乏与市民迅速增长的开放空间需求之间的矛盾日益凸显。

  实现了从不宜建设的污染场地到城市重要生态基础设施的本质性蜕变。单从景观水文方面来看,其成功主要体现在对地质塌陷、土壤及水污染,以及开放空间构建之间关系的处理上。水,作为南湖中央公园的核心元素,形成了蓄水量达1000万m3的大型水资源调节设施,将城市的中水、雨水及采煤疏干水蓄积起来用于灌溉及景观用水。为实现城市水系的整体循环,提升城市防涝水平,并构建连续的城市开放空间系统,又通过附带人工湿地净化功能的通渠将南湖与整个唐山的环城水系连接在一起(图14)。此外,为应对地表沉降问题,在详尽的地质稳定性分析之后,基础设施的建造采用了因地制宜的施工技术,如枝桠床和石笼等。而原场地中的垃圾及废料,则尽量采用就近处理或利用的方式,如垃圾山经包裹、废水废气处理及景观美化成为供人们登高远眺的凤凰台,再如废料粉煤灰、煤矸石被二次加工为现场施工材料等。

  针对南湖这一典型的城市棕地,规划设计将场地内的自然生态、历史文化和现代文明相融合,以保留、恢复、重建原有景观要素——山体、水系、湿地为主,并与人为空间形成镶嵌性的空间组合结构,打造融群众休闲、娱乐、健身和生态绿化为一体的滨水绿色长廊,使得这座凤凰城能焕发生机,从而唤起唐山人民的自豪感,重新塑造幸福感。

图14 唐山南湖生态城核心区总平面               图15 中央公园总平面图


  5 结语

  在中国的城市化进程和新城开发建设中,高速城市化、千城一面以及城市病等问题已经为城市乃至社会的可持续发展形成了根本性的制约。在这种历史背景下,我们提出的“山水城市”理念可作为上述问题的一个完美的解决方案。它将城市建设活动的功能性需求、生态环境的自身需求及山水文化肌理提炼集于一体,为民众提供一个宜居、美观的良好环境氛围。

  理想的宜居城市应该在自然的怀抱中安然成长,而不是在与自然的冲突中盲目前行。“山水城市”这一理念体现人与自然和谐共存的优秀传统,诠释中国人的“山水情结”,将最终成为人们可持续的、宜居的、且有活力的理想居所。我们今天要面对的是13亿人口的发展和300多年全球工业化带来的生态危机,这是一项巨大的系统工程,其层面上至整个国家的经济结构、产业结构调整,下到土地利用规划、水利工程建设等等。只有各相关专业和部门统筹协调,“规划一盘棋,建设一张网”,才有可能最终实现美丽中国的复兴之梦。

  尊重自然生态,尊重历史文化;重视可持续发展,面向未来是“山水城市”永恒的追求。“山水城市”思想的提出是中国经济社会高速发展背景下,中国传统文化与现代西方普世价值融合的产物,是走向未来的具有中国特色的理想城市。