重歸生存的藝術：以福建武夷山生態防洪模式為例

　　1 前言

　　景觀設計學是我們的祖先在謀生的過程中積累下來的種種生存的藝術的結晶，這種藝術來自于對各種環境的適應，來自于探尋遠離洪水和敵人侵擾的過程，來自于土地丈量、造田、種植、灌溉、儲蓄水源和其它資源而獲得可持續的生存和生活的實踐（俞孔堅，2006）。“水是城市活的靈魂，如果我們進行錯誤的城市水系改造，必將導致城市特色流失，功能萎縮，影響城市可持續發展和人對環境的友好。”這是建設部副部長仇保興在2005年5月30日舉行的首屆“城市水景觀建設和水環境治理國際研討會”上闡述的觀點（仇保興，2005）。傳統的城市防洪體系一味堅持加高、加固堤防，片面夸大人為力量而忽視自然力量的做法被事實證明是完全錯誤的。傳統的防洪做法不僅不能滿足人們的安全需要，反而導致了人與自然的對立，而且壓制了人們接近自然、追求健康、舒適的情趣的欲望和本能需求。這與現代社會“以人為本”的理念和“促進人和自然的和諧，使人們在優美的生態環境中工作和生活”的社會發展要求是格格不入的。“反規劃”思想和生態基礎設施的理論和戰略（俞孔堅等，2001，2003，2004，2005）的提出給出了一條有效解決目前人地關系緊張和城市安全的途徑。對于城市的防洪問題，“反規劃”以“設計遵從自然”（McHarg,1959）的理念為指導，通過對洪水現狀、過程的分析和評價，提出改變的模型，建立基于不同安全水平下的防洪安全格局，對這些不同的方案進行影響評估，結合不同利益主體的需求，決策者可以找到最適合的解決方案，并且這個方案應該作為城市或區域發展規劃和城市設計的剛性控制條件。

　　2 背景

　　武夷山市位于福建省西北部，地處武夷山脈北段南麓，東西寬70公里，南北長72.5公里，全市面積2 800平方公里。全市現轄崇安、武夷、星村、興田、五夫共五個鎮和城東、上梅、吳屯、嵐谷、洋莊共五個鄉。全市人口在2003年達到22萬。
　　武夷山市屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，雨量充沛， 6至7月為雨季，7至8月常有雷陣雨。境內河流密度為每平方公里0.134公里，總流域面積達2 861.4平方公里（其中境外入流面積為129.75平方公里）。全市流域面積在20平方公里以上的河流有36條，崇陽溪是武夷山市境內的主要河流，有東溪和西溪兩源。
由于武夷山市城區三面環山，地勢低洼平坦，東西溪流匯合于城區北門花橋下，在匯合口以上的流域面積有1 081.05平方公里。由于地形的原因，河流縱坡都比較陡，雖然東溪建有1.0180億立方米的水庫，但水庫下游坡度仍達3.1‰，東溪水庫泄洪時，洪水20至40分鐘就能到達城關，給整個城市的防洪安全帶來極大的挑戰。

　　3 基于生態基礎設施的防洪安全格局的建立

　　3.1方法論：景觀安全格局途徑
　　景觀中存在某些關鍵性的局部、元素和空間位置及聯系，它們對維護景觀中某種過程（包括生態過程、社會文化過程、空間體驗、城市擴張等）的健康和安全具有關鍵性的意義，這些具有戰略意義的景觀局部、元素、空間位置以及聯系構成景觀安全格局（Security Patterns,簡稱sp）。通過判別、保護和建立景觀安全格局，可以更有效地維護或阻止某種景觀過程。不同安全水平上的安全格局為城鄉建設決策者的景觀改變提供了辯護策略。這種通過盡量少的土地和景觀空間的控制來實現對景觀過程最可能大的調控的規劃的途徑，就是景觀安全格局途徑（Yu,1996；俞孔堅，1998，1999）。景觀安全格局的理論和方法在城市防洪安全、生物棲息地的恢復、文化遺產的保護和規劃等不同領域都有積極的探索和應用。防洪安全格局的建立是在明確水系現狀和存在的問題的基礎上，通過GIS技術，確定有潛在調洪功能的濕地，明確可蓄洪水量來建立保障城市和區域安全的洪水安全格局。

　　3.2水系現狀
　　水系是城市——生態格局的天然骨架，也是廊道建立的最好的依托（Ahern，1995）。就水系的分級而言，這里我們采用Forman和Gordron曾經轉述的一套針對自然河流的分級標準，即一般認為，常年流水或幾乎常年流水的最小河流為一級河流，兩條第一級河流匯成第二級河流，兩條第二級河流匯成第三級河流，依此類推（Forman and Gordron）。這樣，可以把武夷山的水系劃分為崇陽溪、東溪、西溪、九曲溪、黃柏溪和梅溪這幾大水系，通過GIS中的水文分析可以得到其現狀水系圖（圖1）。                                                                                                                               
　　3.3洪水過程
　　大規模降水的集中是導致山區易發生洪水的主要原因。武夷山洪澇災害多發生在5-7月的雨季，為山溪性的洪水。從東溪西溪匯流口至湖桃農場程溪入口河道比較平順，河道斷面較寬，但在胡桃農場大橋段，河道突然縮窄，最窄處的河道寬度僅有103米，使得整個河道過洪能力降低，造成控制斷面上游洪水水位過高，城區下游低洼地帶田園、房屋容易被淹。如果洪水超過二十年一遇，胡桃農場場部房屋及其低洼地帶的田園就會被吞沒（表1）。

　　3.4防洪現狀評價
　　武夷山市地處山區，是暴雨山洪的多發地，在防洪的應對措施上應多設置滯洪濕地、分洪區，以及設置適當的水庫來削減洪峰。目前武夷山市可用于防洪的水庫只有東溪水庫一個中型水庫，且東溪水庫在設計之初并未考慮防洪庫容，同時由于東溪水庫離下游市區很近，且該段河道比降也較大，造成其對洪峰削減能力有限。 
　　崇陽溪市區段的河道由于城鎮建設擴張被侵占而變窄，大大減小了行洪能力。尤其是胡桃農場大橋段的河道更為狹窄，無法抵擋住二十年一遇以上的洪水。“92.7洪水”發生時該段河發生了多處決口，造成了較大的人員傷亡和財產損失。此外，由于河流上游沒有設立滯洪濕地、分洪區，從而加大了下游地區的防洪壓力。

　　3.5建立防洪安全格局
　　城市河道、江岸變成單純的防洪功能，用純粹的修水利的標準而不是生態的標準把河道江岸建成高大的防洪堤，以及河道湖泊的硬化護坡和砌底造成水岸景觀的千篇一律是導致城市特色喪失、城市水環境生態功能退化的主因之一（仇保興，2005）。防洪安全格局建立的出發點就是把洪水當作資源而不是災害，通過滯洪系統的建立特別是上游濕地系統的建立來保障城市的安全。
　　山區暴雨洪水多發，以及對河流的人工化改造，使得河流逐漸喪失了其自然的泄洪蓄洪、生物棲息地、美學等功能。而國外的研究表明，洪泛平原以及沿河的小面積濕地、沼澤地、濕林地等，對洪澇災害有重要的調節作用，并提供了多樣的環境條件，它們本身也是河流系統的一個組成部分。河流保護范圍應該得到擴展，包括水文上有聯系的臨近區域（Gardiner and Cole，1997）。洪水安全格局就是利用這些拓展區以及河流的支流水系、濕地、湖泊、水庫和低洼地構成一個蓄水、涵水的系統。從整個流域出發，預留出可供調、蓄、滯的濕地來滿足可供洪水自然宣泄的足夠空間。通過對一些關鍵意義的區域和空間的控制，最大限度地減少洪澇災害的損失，從而達到安全的目標。其中河道的寬度和濕地的容量是兩個最重要的變量。通過GIS技術，利用徑流模型和數字高程模型進行洪水過程的模擬，結合當地對不同級別洪水的統計數據，判別不同防洪安全水平下的景觀安全格局。由于崇陽溪在武夷山水系中的地位以及水文數據來源的有限性，只對崇陽溪的防洪安全格局進行探討。
　　3.5.1確定有潛在調洪功能的濕地范圍（源）
　　將崇陽溪沿岸的易澇區、洼地、水塘和水田等在洪水調蓄中發揮重要作用的空間，結合GIS中的高程數據和地物圖，作為洪水匯聚的源區。蓄滯洪區就是包括分洪口在內的河堤背水面以外臨時貯存洪水的低洼地區及湖泊等，其中多數在歷史上就是江河洪水淹沒和調蓄的場所（《中華人民共和國防洪法》，1997）。主要包括以下幾類：
　　a.歷史上的易澇區：崇陽溪地勢是東北面高、西南面低，特別是從東溪西溪匯流口至湖桃農場程溪入口河道比較平順，但在胡桃農場大橋段，河道縮窄，控制斷面上游洪水水位過高，如果洪水超過二十年一遇，胡桃農場場部房屋及其低洼地帶一片的田園就會被吞沒。1992年7月4日的洪水就是一個例證。
　　b.沿途地勢低洼的湖塘、水田、低洼區域可作為潛在調洪濕地的位置。
　　c.在這些地段的防洪資料基礎上，利用GIS中的arc/info徑流非強制性溢出分析，通過模擬自然徑流沿地形遇到低洼地的停滯點，可以獲得這些潛在濕地的位置（圖2）。
　　對潛在匯水區的模擬可以找到那些自然的泄洪位置以及匯水面積。經過統計整個市域適宜匯水區有619處，總容量12 040萬立方米，匯水區面積為1 853.5萬平方米。匯水容量大于1萬立方米的匯水區有363處，總容量為11 930萬立方米。容量最大的匯水區位于黃柏溪上游漿溪村北側，匯水容量達12 985 000立方米，面積為887 500平方米。崇安城區上游適宜匯水區有105處，匯水總容量達10 137 500立方米，匯水區面積1 980 000立方米，最大容量匯水區位于崇陽溪上游西溪東岸的四渡，匯水容量達2 940 000立方米，面積為202 500平方米。
　　3.5.2明確可蓄洪水量
　　根據黃河、長江、淮河、海河四大河流的統計，按防洪設計標準確定的洪峰流量分配給蓄滯洪區的比例一般為20%-40%，可以粗略計算武夷山市崇陽溪分配給蓄滯洪區的洪峰流量（表2）。
　　3.5.3確定不同水平下的防洪安全格局
　　研究發現歷史易澇區的地勢一般都較周圍地區低洼，利用這一特點并結合各水文觀測站的洪水水位值，根據水流向外擴展的特點，可以確定距離河道一定距離的某些點可能出現的洪水水位。并根據這些水位值，利用ARCGIS的Createtin命令模擬一個洪水表面，即一個各點的值為洪水表面海拔高程的柵格數據，從而可以得出區域內各點的洪水水位的模擬值。然后計算此洪水表面與地形表面的差值（利用ARCGIS的GRID模塊工具實現），將得出結果的負值部分忽略，剩余部分就是洪水發生后的淹沒水深（洪水表面到地面的高度）。
　　根據各點的淹沒水深和淹沒區的面積，可以計算出洪水淹沒區內的洪水總容量。與前述計算的需調蓄的洪水量比較，如果淹沒區可容納的洪水總量大于需要調蓄的洪水量，說明該格局較為安全，也可以適當調低淹沒區水位以尋找安全格局的最低標準；如果淹沒區可容納洪水總量小于需要調蓄的洪水量，說明這一格局未達到安全格局的標準，需要人工挖深或拓寬洪水淹沒區。針對不同安全級別（10年一遇、20年一遇、50年一遇）重復上述分析過程，可以得到對于不同安全級別情況下應建立的蓄滯洪區范圍，也就是不同安全水平下的防洪安全格局（圖3）。
　　防洪安全格局的建立，讓城市決策者清楚的知道哪些地方是不適宜城市建設的，是最危險的，哪些地方是可以建設的，是不用擔心洪水威脅的。在城市建設的過程中應該盡量避免擠占洪水的空間，還洪水以自由，這樣不僅使自身的安全得到有效的保障,而且也可以使河流生態系統的服務功能得到充分的發揮，是當代人正確對待洪水、與洪水為友的藝術，是生存的藝術在當代的應用。

　　4 結語

　　防洪安全一直是很多城市需要面對的幾大城市問題之一，尤其對于像武夷山這樣深受洪水威脅的山地城市來說，防洪問題更是事關城市生死存亡的大計。基于“反規劃”思想建立的防洪安全格局，將整個地域作為一個活的系統，通過模擬水的自然過程，還洪水以空間，以達到防洪安全并且實現引導、框限城市擴張的目的。這樣的城市形態更加接近自然，能夠達到“天-地-人”和諧共生的局面，城市也不會再是千篇一律的模式，城市的特色，特別是水系的特色得到了最深刻的體現。防洪安全格局的建立是景觀設計作為“生存的藝術”在解決類似武夷山這樣山區城市防洪問題上的回歸，為山區城市的防洪提供了借鑒。

參考文獻：
[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] 仇保興.城鎮水環境的形勢、挑戰和對策——在首屆中國城鎮水務發展戰略國際研討會上的演講[J].給水排水動態，2005（6）
[4] 引自江澤民總書記在慶祝中國共產黨成立80周年大會上的講話[c].1991
[5] 俞孔堅，李迪華，韓西麗.論“反規劃”[J].城市規劃，2005，9：64-69
[6] 俞孔堅.景觀生態戰略點識別方法與理論地理學的表面模型[J].地理學報，1998，53：11－20
[7] 俞孔堅.生物保護的景觀安全格局[J].生態學報，1999，1：8－15
[7] 郭麗靜.山區城市防洪對策研究[J].科技情報開發與經濟，2005，24：76－77
[8] 丘強.“反規劃”理念在山地城市空間拓展中的應用[J].規劃師，2006，4：26－29 
[9] 麥克哈格.設計結合自然[M].芮經緯譯.北京：中國建筑工業出版社,1992

作者簡介：祝明建，北京大學深圳研究生院、北京大學景觀設計學研究院。