“石谷聚落”基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復(fù)景觀設(shè)計(jì) |秦倩倩，福州大學(xué)

獲獎(jiǎng)作品信息

作品題目：基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復(fù)景觀設(shè)計(jì)

參賽作者：秦倩倩

指導(dǎo)教師：洪婷婷

畢業(yè)院校：福州大學(xué)

1. 對(duì)石漠化的環(huán)境進(jìn)行了深入研究，提出比較新穎的解決問題策略，對(duì)于環(huán)境保護(hù)有積極的促進(jìn)意義。

2. 本作品針對(duì)一個(gè)全球顯著的環(huán)境問題，聚焦到實(shí)際場(chǎng)景，結(jié)合交叉學(xué)科、并基于數(shù)據(jù)，提出一套可以復(fù)制的設(shè)計(jì)流程。無論從設(shè)計(jì)切入點(diǎn)還是手法，以及推理均非常優(yōu)異。

——2021LA先鋒獎(jiǎng)評(píng)審人評(píng)語 / 呂煥來，戴水道景觀設(shè)計(jì)咨詢（北京）有限公司中國區(qū)總監(jiān)）

? 秦倩倩

? 秦倩倩

項(xiàng)目簡介

以花江大峽谷干耳盤流域兩個(gè)村落組團(tuán)為研究對(duì)象，通過對(duì)場(chǎng)地石漠化相關(guān)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研與分析，從而總結(jié)出場(chǎng)地的四大主要矛盾。總體規(guī)劃層分析石漠化誘導(dǎo)因子，使用GIS對(duì)石漠化場(chǎng)地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)從而有限的針對(duì)性置入策略。由于場(chǎng)地獨(dú)特的垂直氣候與垂直地貌，策略的思考角度主要為微氣候營造，通過GRSSHOPPER對(duì)場(chǎng)地微氣候現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)實(shí)施不同的微氣候改造策略，由此促進(jìn)植被正向演替緩解巖石裸露，同時(shí)也可以為場(chǎng)地人群提供宜居的生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地資源與土地的可持續(xù)性利用，最終轉(zhuǎn)化石漠化消極景觀為宜居、可賞、可持續(xù)的積極景觀。設(shè)計(jì)旨在對(duì)其他石漠化地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有啟發(fā)作用，是可復(fù)制的一種設(shè)計(jì)應(yīng)用方式或是景觀流程，有舒展性擴(kuò)展性。

土地石漠化面積在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到3600萬km2，同時(shí)石漠化給全球10億人的生活帶來了影響。中國是全球石漠化最嚴(yán)重的五個(gè)國家之一，本次的研究地塊為國內(nèi)石漠化危害最大面積最廣的省份，省內(nèi)石漠化的面積為2.26萬km2。

在景觀學(xué)科的視角下，石漠化環(huán)境作為消極景觀的一部分，不同于突發(fā)災(zāi)害，就像沙漠化一樣石漠化是緩慢的演替過程，石漠化災(zāi)害預(yù)警方式可以通過風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估后進(jìn)行分區(qū)，高效的推進(jìn)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過尋找并遏制石漠化擴(kuò)張邊界，從而針對(duì)性置入策略，相對(duì)于單純的空間設(shè)計(jì)或技術(shù)改造更新更具有綜合性與可靠性。

研究區(qū)域位于貴州省安順市關(guān)嶺布依族苗族自治縣的花江大峽谷干耳盤流域。場(chǎng)地位于貴州省最長的峽谷，花江大峽谷范圍內(nèi)，同時(shí)有著豐富的垂直地貌。在2016年，中國地質(zhì)調(diào)查局相關(guān)機(jī)構(gòu)將西南巖溶地帶建立20余個(gè)石漠化治理示范區(qū)，場(chǎng)地為治理示范區(qū)之一。

詳細(xì)說明：

▼研究背景分析? 秦倩倩

石漠化主要的誘因分為人為原因與自然原因。人為原因是亂砍濫伐、過渡櫵采、不合理的耕作方式、礦業(yè)采集、過渡放牧以及山地開墾，自然原因是植被根系過淺、山高坡陡、成土速率慢以及雨水沖刷導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重

▼石漠化誘因? 秦倩倩

▼花江大峽谷石漠化演替分析? 秦倩倩

導(dǎo)致的問題

1.土地可利用率低下。

2.生態(tài)環(huán)境脆弱。

3.多處安全隱患。

4.缺水問題嚴(yán)重。

▼主要問題? 秦倩倩

除去人為等不可控因素外，從導(dǎo)致石漠化出現(xiàn)的自然因素為出發(fā)點(diǎn)，通過 ARCGIS 對(duì)石漠化誘導(dǎo)因子進(jìn)行分析，將場(chǎng)地分為四個(gè)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的區(qū)域，高中低以及已經(jīng)石漠化區(qū)域。

▼基于GIS的石漠化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估? 秦倩倩

1.已石漠化區(qū)域

A. 位置特點(diǎn)：位于西南角與東北角山脊處，多位于高海拔高坡度以及陰坡區(qū)域

B. 詳細(xì)設(shè)計(jì)區(qū)域：與花江村相連的山脊處

2.高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

A. 位置特點(diǎn)：位于高海拔高輻射地域，山脊線之后

B. 詳細(xì)設(shè)計(jì)區(qū)域：花江村集水區(qū)之一

3.中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

A. 位置特點(diǎn)：在場(chǎng)地中占比最大，主要位于與村落相鄰的緩坡區(qū)，與東南風(fēng)向垂直

B. 詳細(xì)設(shè)計(jì)區(qū)域：場(chǎng)地東南角垂直風(fēng)低坡區(qū)域

4. 低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

A. 位置特點(diǎn)：位于相對(duì)低輻射區(qū)，峽谷平地區(qū)，呈現(xiàn)帶狀分布

B. 詳細(xì)設(shè)計(jì)區(qū)域：法郎村集水點(diǎn)

微氣候現(xiàn)狀分析以及結(jié)論

相關(guān)分析

1.濕環(huán)境分析

小氣候營造中植被的選擇，以及重點(diǎn)設(shè)計(jì)區(qū)域的確定，在高濕度地區(qū)就地設(shè)置景觀基礎(chǔ)設(shè)施，引導(dǎo)濕潤的風(fēng)吹向低濕度區(qū)域。

2.風(fēng)環(huán)境分析

小氣候營造中影響著地形塑造的區(qū)域選擇，引導(dǎo)場(chǎng)地中濕潤的東部風(fēng)向進(jìn)入峽谷區(qū)，緩解石漠化環(huán)境植被的干燥生長環(huán)境。

3.熱環(huán)境分析

在后續(xù)設(shè)計(jì)過程中提高高輻射區(qū)的植被覆蓋率，以及利用優(yōu)勢(shì)低輻射區(qū)塑造小氣候群落，山脊線區(qū)域景觀基礎(chǔ)設(shè)施引入太陽能發(fā)電裝置。

結(jié)論

1.高度優(yōu)勢(shì)小氣候區(qū)

主要位于洼地區(qū)，并且與風(fēng)向進(jìn)入口相鄰，主要分布在東北角落與東南角落，均為峰叢洼地，網(wǎng)絡(luò)狀分布。

2.中度優(yōu)勢(shì)小氣候區(qū)

與高度優(yōu)勢(shì)小氣候區(qū)相鄰，與村落相鄰，以斜坡谷地為主，呈現(xiàn)片狀分布特點(diǎn)

3. 低優(yōu)勢(shì)小氣候區(qū)

主要位于陽坡峽谷一級(jí)地勢(shì)下沉與二級(jí)地勢(shì)下沉區(qū)域區(qū)域，呈圍合形式包圍村落，整體地勢(shì)坡度較高，主要出于地表徑流沖刷區(qū)匯集區(qū)，呈現(xiàn)帶狀分布特點(diǎn)

▼基于grasshopper的微氣候現(xiàn)狀層評(píng)估分析? 秦倩倩

▼微氣候評(píng)估總平? 秦倩倩

設(shè)計(jì)策略主要針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)石漠化演替過程中的不同的環(huán)境特征，結(jié)合前期分析針對(duì)性的對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的區(qū)域進(jìn)行更多的人工景觀設(shè)施的介入，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)低的區(qū)域由于演替時(shí)間長，重點(diǎn)采用植被恢復(fù)以及景觀微氣候營造的手段。

▼設(shè)計(jì)愿景? 秦倩倩

▼設(shè)計(jì)框架分析? 秦倩倩

研究區(qū)域總體面積約為 19.42 k ㎡。本設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)區(qū)域有四塊，面積約為 100000 ㎡。

▼規(guī)劃總平圖? 秦倩倩

高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域石漠化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)重點(diǎn)為一個(gè)創(chuàng)新景觀機(jī)制系統(tǒng)的構(gòu)思，引導(dǎo)人為層面的不利條件轉(zhuǎn)化為有利條件，同時(shí)調(diào)整畜牧耕作習(xí)慣。

▼高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域詳細(xì)設(shè)計(jì)平面圖? 秦倩倩

集水系統(tǒng)

篷布式接雨裝置與地下導(dǎo)水管道結(jié)合，重點(diǎn)設(shè)計(jì)接雨裝置的結(jié)構(gòu)，結(jié)合垂直種植架，種植植物配合施肥袋掛在立體架上，在成熟后移植到高坡地上。

截水溝

截水溝設(shè)計(jì)策略主要通過塑造地表模數(shù)的方式對(duì)流失土壤以及水源進(jìn)行攔截，形成獨(dú)特的帶狀植被氣候區(qū)。

▼高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)石漠化景觀修復(fù)策略? 秦倩倩

▼高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集水與種植設(shè)計(jì)? 秦倩倩

蓄水裝置

重點(diǎn)設(shè)計(jì)蓄水點(diǎn)的裝置結(jié)構(gòu)，種植掛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，以及施肥緩釋塊的結(jié)構(gòu)等。在觀賞以及居民體驗(yàn)層上與蓄水池結(jié)合的石漠化種植示范點(diǎn)，形成凹地小氣候，同時(shí)提供活動(dòng)場(chǎng)所。

集中養(yǎng)殖場(chǎng)

場(chǎng)地中燒秸稈和分散畜牧導(dǎo)致植被被啃食和石漠化加劇。因此在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的下坡段設(shè)置集中養(yǎng)殖區(qū)用糞便和秸稈生產(chǎn)沼氣解決能源問題。有效緩解畜牧業(yè)、能源利用與石漠化生態(tài)環(huán)境間的矛盾。

▼效果圖? 秦倩倩

中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域石漠化設(shè)計(jì)

本區(qū)域的策略重點(diǎn)為地形塑造，對(duì)地形的處理可以調(diào)控此地區(qū)的空氣流動(dòng)方向和發(fā)展強(qiáng)度，在南坡向夏季主導(dǎo)風(fēng)向上設(shè)置風(fēng)谷裝置。在最大風(fēng)向處設(shè)置風(fēng)力缺口，加速濕潤的風(fēng)通過洼地上方，將高濕度的風(fēng)帶入進(jìn)研究區(qū)域的各個(gè)角落。

▼中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)平面? 秦倩倩

▼中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)策略分析? 秦倩倩

▼中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域效果圖? 秦倩倩

低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)

本區(qū)域的設(shè)計(jì)重點(diǎn)為關(guān)注喀斯特地貌景觀格局優(yōu)化。設(shè)計(jì)目的主要為控制水土流失、減緩地表流速、和改善土壤肥力。

▼低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域平面圖? 秦倩倩

植物籬設(shè)計(jì)

低風(fēng)險(xiǎn)邊界石梗坡改梯，運(yùn)用景觀斑塊邊界優(yōu)勢(shì)物種擴(kuò)散原理，并繪制現(xiàn)場(chǎng)地景觀邊界圖。梯墻向后傾斜，高度為 2-3M，底部有排水用的碎石，改變場(chǎng)地濕度。

景觀格局優(yōu)化種植模式

與村落接壤區(qū)域種植防護(hù)林帶，形成環(huán)形植被微氣候區(qū)，同時(shí)將脆弱的草被環(huán)境改為喬木林能有效的，控制家畜隨意啃食場(chǎng)地草被，提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

在垂直等高線的區(qū)域以 6M*6M 的模數(shù)種植固土深根性植被。

低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)與其余風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的邊界向高危險(xiǎn)度區(qū)域種植優(yōu)勢(shì)物種。

▼低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)原則? 秦倩倩

▼低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)策略? 秦倩倩

已石漠化區(qū)域策略

本區(qū)域設(shè)計(jì)重點(diǎn)為已經(jīng)石漠化區(qū)域的景觀營造，對(duì)裸地分類進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)，以及石漠化植被生態(tài)種植體驗(yàn)坑的設(shè)計(jì)。

石面掛網(wǎng)耕種，噴射固定劑進(jìn)行苔蘚植物種植。通過減少地表輻射來緩解微氣候溫度過高，濕度低的問題。

石溝在此類裸地種植草被植物。形成獨(dú)特的線型觀賞草景觀，形成韻律美與動(dòng)感美。

石隙表土插入固定廊架，同時(shí)在石灰?guī)r表層進(jìn)行固定，在石隙上廊架部分纏繞藤蔓植被，形成垂直植被景觀。

石洞石漠化景觀生態(tài)坑，對(duì)石洞底部進(jìn)行地表基地處理，開發(fā)人群石漠化景觀種植體驗(yàn)。

▼已石漠化區(qū)域詳細(xì)設(shè)計(jì)總平? 秦倩倩

▼已石漠化區(qū)域設(shè)計(jì)效果圖? 秦倩倩

前期的一些地表下墊面改造，植被種植方式，地表模數(shù)塑造等，對(duì)場(chǎng)地微氣候的影響如何，在這一章用LADYBUG和HONEYBEE進(jìn)行模擬。最終得到的結(jié)果是，洼地的加深，地表坡的塑造以及植被種植模式的地表輻射緩解遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原場(chǎng)地。

在濕度模擬中在坡地和凹地區(qū)也提高了環(huán)境濕度，減緩了地表水下滲速率，為微氣候綜合營造提供了有利環(huán)境。

▼基于Ladybug和honeybee的驗(yàn)證分析? 秦倩倩

本次設(shè)計(jì)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：

1.技術(shù)手段支持前期分析

本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用的軟件輔助分析有 ARCGIS，LADYBUG,HONEYBEE,CFD,ENVI,CLIMATE CONSULT. 進(jìn)行石漠化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程中運(yùn)用了GIS對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行總體加權(quán)分析，在氣候模擬層用 RHINO 的 GRASSHOPER 的電池插件輸入氣候文件與地形文件進(jìn)行環(huán)境模擬。對(duì)場(chǎng)地中風(fēng)谷裝置定位，植物籬定位以及積水裝置定位提供依據(jù)。

2.多學(xué)科融合的視角推動(dòng)設(shè)計(jì)

在本次設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了結(jié)構(gòu)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、氣候?qū)W、地理學(xué)以及景觀美學(xué)等理論基礎(chǔ)進(jìn)行支撐，查閱了大量的文獻(xiàn)推動(dòng)設(shè)計(jì)的綜合思考進(jìn)程。結(jié)構(gòu)學(xué)支撐景觀設(shè)施的構(gòu)建，生態(tài)學(xué)輔助邊界遏制的手段以及植被配置，氣候?qū)W指導(dǎo)微氣候改造測(cè)量的理論支撐，景觀美學(xué)輔助場(chǎng)地的整體布局設(shè)計(jì)以及植被、游覽線路的設(shè)計(jì)。

3.新穎的設(shè)計(jì)方向

在景觀設(shè)計(jì)的案例中目前還沒有找到系統(tǒng)的進(jìn)行石漠化景觀修復(fù)設(shè)計(jì)的案例，石漠化相關(guān)論文主要集中在生態(tài)學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)層面。本次設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新穎的設(shè)計(jì)視角對(duì)石漠化地區(qū)進(jìn)行修復(fù)，同時(shí) 設(shè)計(jì)中大膽假設(shè)各個(gè)模數(shù)地塊的組成方式，在盡可能合理的前提下設(shè)計(jì)有綜合效益以及有趣的場(chǎng)所。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)依舊存在一些次要因素未進(jìn)行分析，存在一些不全面之處，但是為石漠化地區(qū)提供了景觀與防災(zāi)設(shè)計(jì)的新視角。

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