重归生存的艺术：以福建武夷山生态防洪模式为例

　　1 前言

　　景观设计学是我们的祖先在谋生的过程中积累下来的种种生存的艺术的结晶，这种艺术来自于对各种环境的适应，来自于探寻远离洪水和敌人侵扰的过程，来自于土地丈量、造田、种植、灌溉、储蓄水源和其它资源而获得可持续的生存和生活的实践（俞孔坚，2006）。“水是城市活的灵魂，如果我们进行错误的城市水系改造，必将导致城市特色流失，功能萎缩，影响城市可持续发展和人对环境的友好。”这是建设部副部长仇保兴在2005年5月30日举行的首届“城市水景观建设和水环境治理国际研讨会”上阐述的观点（仇保兴，2005）。传统的城市防洪体系一味坚持加高、加固堤防，片面夸大人为力量而忽视自然力量的做法被事实证明是完全错误的。传统的防洪做法不仅不能满足人们的安全需要，反而导致了人与自然的对立，而且压制了人们接近自然、追求健康、舒适的情趣的欲望和本能需求。这与现代社会“以人为本”的理念和“促进人和自然的和谐，使人们在优美的生态环境中工作和生活”的社会发展要求是格格不入的。“反规划”思想和生态基础设施的理论和战略（俞孔坚等，2001，2003，2004，2005）的提出给出了一条有效解决目前人地关系紧张和城市安全的途径。对于城市的防洪问题，“反规划”以“设计遵从自然”（McHarg,1959）的理念为指导，通过对洪水现状、过程的分析和评价，提出改变的模型，建立基于不同安全水平下的防洪安全格局，对这些不同的方案进行影响评估，结合不同利益主体的需求，决策者可以找到最适合的解决方案，并且这个方案应该作为城市或区域发展规划和城市设计的刚性控制条件。

　　2 背景

　　武夷山市位于福建省西北部，地处武夷山脉北段南麓，东西宽70公里，南北长72.5公里，全市面积2 800平方公里。全市现辖崇安、武夷、星村、兴田、五夫共五个镇和城东、上梅、吴屯、岚谷、洋庄共五个乡。全市人口在2003年达到22万。
　　武夷山市属中亚热带季风湿润气候区，雨量充沛， 6至7月为雨季，7至8月常有雷阵雨。境内河流密度为每平方公里0.134公里，总流域面积达2 861.4平方公里（其中境外入流面积为129.75平方公里）。全市流域面积在20平方公里以上的河流有36条，崇阳溪是武夷山市境内的主要河流，有东溪和西溪两源。
由于武夷山市城区三面环山，地势低洼平坦，东西溪流汇合于城区北门花桥下，在汇合口以上的流域面积有1 081.05平方公里。由于地形的原因，河流纵坡都比较陡，虽然东溪建有1.0180亿立方米的水库，但水库下游坡度仍达3.1‰，东溪水库泄洪时，洪水20至40分钟就能到达城关，给整个城市的防洪安全带来极大的挑战。

　　3 基于生态基础设施的防洪安全格局的建立

　　3.1方法论：景观安全格局途径
　　景观中存在某些关键性的局部、元素和空间位置及联系，它们对维护景观中某种过程（包括生态过程、社会文化过程、空间体验、城市扩张等）的健康和安全具有关键性的意义，这些具有战略意义的景观局部、元素、空间位置以及联系构成景观安全格局（Security Patterns,简称sp）。通过判别、保护和建立景观安全格局，可以更有效地维护或阻止某种景观过程。不同安全水平上的安全格局为城乡建设决策者的景观改变提供了辩护策略。这种通过尽量少的土地和景观空间的控制来实现对景观过程最可能大的调控的规划的途径，就是景观安全格局途径（Yu,1996；俞孔坚，1998，1999）。景观安全格局的理论和方法在城市防洪安全、生物栖息地的恢复、文化遗产的保护和规划等不同领域都有积极的探索和应用。防洪安全格局的建立是在明确水系现状和存在的问题的基础上，通过GIS技术，确定有潜在调洪功能的湿地，明确可蓄洪水量来建立保障城市和区域安全的洪水安全格局。

　　3.2水系现状
　　水系是城市——生态格局的天然骨架，也是廊道建立的最好的依托（Ahern，1995）。就水系的分级而言，这里我们采用Forman和Gordron曾经转述的一套针对自然河流的分级标准，即一般认为，常年流水或几乎常年流水的最小河流为一级河流，两条第一级河流汇成第二级河流，两条第二级河流汇成第三级河流，依此类推（Forman and Gordron）。这样，可以把武夷山的水系划分为崇阳溪、东溪、西溪、九曲溪、黄柏溪和梅溪这几大水系，通过GIS中的水文分析可以得到其现状水系图（图1）。                                                                                                                               
　　3.3洪水过程
　　大规模降水的集中是导致山区易发生洪水的主要原因。武夷山洪涝灾害多发生在5-7月的雨季，为山溪性的洪水。从东溪西溪汇流口至湖桃农场程溪入口河道比较平顺，河道断面较宽，但在胡桃农场大桥段，河道突然缩窄，最窄处的河道宽度仅有103米，使得整个河道过洪能力降低，造成控制断面上游洪水水位过高，城区下游低洼地带田园、房屋容易被淹。如果洪水超过二十年一遇，胡桃农场场部房屋及其低洼地带的田园就会被吞没（表1）。

　　3.4防洪现状评价
　　武夷山市地处山区，是暴雨山洪的多发地，在防洪的应对措施上应多设置滞洪湿地、分洪区，以及设置适当的水库来削减洪峰。目前武夷山市可用于防洪的水库只有东溪水库一个中型水库，且东溪水库在设计之初并未考虑防洪库容，同时由于东溪水库离下游市区很近，且该段河道比降也较大，造成其对洪峰削减能力有限。 
　　崇阳溪市区段的河道由于城镇建设扩张被侵占而变窄，大大减小了行洪能力。尤其是胡桃农场大桥段的河道更为狭窄，无法抵挡住二十年一遇以上的洪水。“92.7洪水”发生时该段河发生了多处决口，造成了较大的人员伤亡和财产损失。此外，由于河流上游没有设立滞洪湿地、分洪区，从而加大了下游地区的防洪压力。

　　3.5建立防洪安全格局
　　城市河道、江岸变成单纯的防洪功能，用纯粹的修水利的标准而不是生态的标准把河道江岸建成高大的防洪堤，以及河道湖泊的硬化护坡和砌底造成水岸景观的千篇一律是导致城市特色丧失、城市水环境生态功能退化的主因之一（仇保兴，2005）。防洪安全格局建立的出发点就是把洪水当作资源而不是灾害，通过滞洪系统的建立特别是上游湿地系统的建立来保障城市的安全。
　　山区暴雨洪水多发，以及对河流的人工化改造，使得河流逐渐丧失了其自然的泄洪蓄洪、生物栖息地、美学等功能。而国外的研究表明，洪泛平原以及沿河的小面积湿地、沼泽地、湿林地等，对洪涝灾害有重要的调节作用，并提供了多样的环境条件，它们本身也是河流系统的一个组成部分。河流保护范围应该得到扩展，包括水文上有联系的临近区域（Gardiner and Cole，1997）。洪水安全格局就是利用这些拓展区以及河流的支流水系、湿地、湖泊、水库和低洼地构成一个蓄水、涵水的系统。从整个流域出发，预留出可供调、蓄、滞的湿地来满足可供洪水自然宣泄的足够空间。通过对一些关键意义的区域和空间的控制，最大限度地减少洪涝灾害的损失，从而达到安全的目标。其中河道的宽度和湿地的容量是两个最重要的变量。通过GIS技术，利用径流模型和数字高程模型进行洪水过程的模拟，结合当地对不同级别洪水的统计数据，判别不同防洪安全水平下的景观安全格局。由于崇阳溪在武夷山水系中的地位以及水文数据来源的有限性，只对崇阳溪的防洪安全格局进行探讨。
　　3.5.1确定有潜在调洪功能的湿地范围（源）
　　将崇阳溪沿岸的易涝区、洼地、水塘和水田等在洪水调蓄中发挥重要作用的空间，结合GIS中的高程数据和地物图，作为洪水汇聚的源区。蓄滞洪区就是包括分洪口在内的河堤背水面以外临时贮存洪水的低洼地区及湖泊等，其中多数在历史上就是江河洪水淹没和调蓄的场所（《中华人民共和国防洪法》，1997）。主要包括以下几类：
　　a.历史上的易涝区：崇阳溪地势是东北面高、西南面低，特别是从东溪西溪汇流口至湖桃农场程溪入口河道比较平顺，但在胡桃农场大桥段，河道缩窄，控制断面上游洪水水位过高，如果洪水超过二十年一遇，胡桃农场场部房屋及其低洼地带一片的田园就会被吞没。1992年7月4日的洪水就是一个例证。
　　b.沿途地势低洼的湖塘、水田、低洼区域可作为潜在调洪湿地的位置。
　　c.在这些地段的防洪资料基础上，利用GIS中的arc/info径流非强制性溢出分析，通过模拟自然径流沿地形遇到低洼地的停滞点，可以获得这些潜在湿地的位置（图2）。
　　对潜在汇水区的模拟可以找到那些自然的泄洪位置以及汇水面积。经过统计整个市域适宜汇水区有619处，总容量12 040万立方米，汇水区面积为1 853.5万平方米。汇水容量大于1万立方米的汇水区有363处，总容量为11 930万立方米。容量最大的汇水区位于黄柏溪上游浆溪村北侧，汇水容量达12 985 000立方米，面积为887 500平方米。崇安城区上游适宜汇水区有105处，汇水总容量达10 137 500立方米，汇水区面积1 980 000立方米，最大容量汇水区位于崇阳溪上游西溪东岸的四渡，汇水容量达2 940 000立方米，面积为202 500平方米。
　　3.5.2明确可蓄洪水量
　　根据黄河、长江、淮河、海河四大河流的统计，按防洪设计标准确定的洪峰流量分配给蓄滞洪区的比例一般为20%-40%，可以粗略计算武夷山市崇阳溪分配给蓄滞洪区的洪峰流量（表2）。
　　3.5.3确定不同水平下的防洪安全格局
　　研究发现历史易涝区的地势一般都较周围地区低洼，利用这一特点并结合各水文观测站的洪水水位值，根据水流向外扩展的特点，可以确定距离河道一定距离的某些点可能出现的洪水水位。并根据这些水位值，利用ARCGIS的Createtin命令模拟一个洪水表面，即一个各点的值为洪水表面海拔高程的栅格数据，从而可以得出区域内各点的洪水水位的模拟值。然后计算此洪水表面与地形表面的差值（利用ARCGIS的GRID模块工具实现），将得出结果的负值部分忽略，剩余部分就是洪水发生后的淹没水深（洪水表面到地面的高度）。
　　根据各点的淹没水深和淹没区的面积，可以计算出洪水淹没区内的洪水总容量。与前述计算的需调蓄的洪水量比较，如果淹没区可容纳的洪水总量大于需要调蓄的洪水量，说明该格局较为安全，也可以适当调低淹没区水位以寻找安全格局的最低标准；如果淹没区可容纳洪水总量小于需要调蓄的洪水量，说明这一格局未达到安全格局的标准，需要人工挖深或拓宽洪水淹没区。针对不同安全级别（10年一遇、20年一遇、50年一遇）重复上述分析过程，可以得到对于不同安全级别情况下应建立的蓄滞洪区范围，也就是不同安全水平下的防洪安全格局（图3）。
　　防洪安全格局的建立，让城市决策者清楚的知道哪些地方是不适宜城市建设的，是最危险的，哪些地方是可以建设的，是不用担心洪水威胁的。在城市建设的过程中应该尽量避免挤占洪水的空间，还洪水以自由，这样不仅使自身的安全得到有效的保障,而且也可以使河流生态系统的服务功能得到充分的发挥，是当代人正确对待洪水、与洪水为友的艺术，是生存的艺术在当代的应用。

　　4 结语

　　防洪安全一直是很多城市需要面对的几大城市问题之一，尤其对于像武夷山这样深受洪水威胁的山地城市来说，防洪问题更是事关城市生死存亡的大计。基于“反规划”思想建立的防洪安全格局，将整个地域作为一个活的系统，通过模拟水的自然过程，还洪水以空间，以达到防洪安全并且实现引导、框限城市扩张的目的。这样的城市形态更加接近自然，能够达到“天-地-人”和谐共生的局面，城市也不会再是千篇一律的模式，城市的特色，特别是水系的特色得到了最深刻的体现。防洪安全格局的建立是景观设计作为“生存的艺术”在解决类似武夷山这样山区城市防洪问题上的回归，为山区城市的防洪提供了借鉴。

参考文献：
[1] The Art Of Survival:Recovering Landscape Architecture.Kongjian Yu and Mary Padua
[2] Yu, K.J.,Security patterns and surface Model in landscape planning.Landscape and urban planning,1996,36(5):1－17
[3] 仇保兴.城镇水环境的形势、挑战和对策——在首届中国城镇水务发展战略国际研讨会上的演讲[J].给水排水动态，2005（6）
[4] 引自江泽民总书记在庆祝中国共产党成立80周年大会上的讲话[c].1991
[5] 俞孔坚，李迪华，韩西丽.论“反规划”[J].城市规划，2005，9：64-69
[6] 俞孔坚.景观生态战略点识别方法与理论地理学的表面模型[J].地理学报，1998，53：11－20
[7] 俞孔坚.生物保护的景观安全格局[J].生态学报，1999，1：8－15
[7] 郭丽静.山区城市防洪对策研究[J].科技情报开发与经济，2005，24：76－77
[8] 丘强.“反规划”理念在山地城市空间拓展中的应用[J].规划师，2006，4：26－29 
[9] 麦克哈格.设计结合自然[M].芮经纬译.北京：中国建筑工业出版社,1992

作者简介：祝明建，北京大学深圳研究生院、北京大学景观设计学研究院。