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1、大腳革命建設海綿國土大腳革命建設海綿國土-美麗中國的水生態基礎設施美麗中國的水生態基礎設施 1.緣起緣起水問題的綜合癥與解決之道的單一性，是導致中國系統性水危機的根本所在水問題的綜合癥與解決之道的單一性，是導致中國系統性水危機的根本所在,干旱與地下水下降洪水與內澇水環境污染水生態破壞干旱與地下水下降洪水與內澇水環境污染水生態破壞 水問題的綜合癥水問題的綜合癥水資源短缺、水質污染、洪水、城市內澇、地下水位下降、水生物棲息地喪失 水問題解決之道的卻是單一的、片面的構建灰色基礎設施水問題解決之道的卻是單一的、片面的構建灰色基礎設施我們熱衷與通過單一目標的工程措施，構建灰色基礎設施（Grey Infr2、astructure）來解決復雜、系統的問題，結果卻是問題日益嚴重，進入一個惡性循環:更加強悍的鋼筋水泥防洪設施！更加粗大的排澇管道和水泵跨流域的水資源調運更加精密的污水過濾凈化設施。我們熱衷與通過單一目標的工程措施，構建灰色基礎設施（Grey Infrastructure）來解決復雜、系統的問題，結果卻是問題日益嚴重，進入一個惡性循環:更加強悍的鋼筋水泥防洪設施！更加粗大的排澇管道和水泵跨流域的水資源調運更加精密的污水過濾凈化設施。哭泣的母親河哭泣的母親河(2003)南方的河，北方的河，都是我的母親河南方的河，北方的河，都是我的母親河,可是她們都在哭泣：我那殘酷的兒女們啊，為什么要用鋼筋水泥3、捆綁我柔弱的軀體，將我肢解，令我斷流？你可知，流動是我的天性，連續是我的生命。從雪山高原，到林莽峽谷，從平原阡陌，到湖沼海灘，我之于生命的地球，正如血脈之于人類。也因為我的流動和連續，才使你有一個美麗的童年、美麗的夢。可是她們都在哭泣：我那殘酷的兒女們啊，為什么要用鋼筋水泥捆綁我柔弱的軀體，將我肢解，令我斷流？你可知，流動是我的天性，連續是我的生命。從雪山高原，到林莽峽谷，從平原阡陌，到湖沼海灘，我之于生命的地球，正如血脈之于人類。也因為我的流動和連續，才使你有一個美麗的童年、美麗的夢。我那無知的兒女們啊，你們殘忍地將我裁彎取直，摧殘我本來自然而優美的軀體，令我窒息，如同僵尸。我曾經有淺灘深潭4、，如琴弦響著動人的樂曲；春汛到時，我讓洪水緩緩流過；秋旱來臨，我釋放不盡的涌泉；我曾經有鮮嫩的水草在豐腴的肌膚上舞動，幽凹處，青蛙和鯰魚唱著黎明與日暮的歌；我曾經有磐石兀立，向濯足的路人訴說春天的豐潤與秋天的蕭瑟。好大的濃蔭啊，那是烏桕與河柳的投影，陰涼中有成的群鯽魚共享自由與歡樂。我那無知的兒女們啊，你們殘忍地將我裁彎取直，摧殘我本來自然而優美的軀體，令我窒息，如同僵尸。我曾經有淺灘深潭，如琴弦響著動人的樂曲；春汛到時，我讓洪水緩緩流過；秋旱來臨，我釋放不盡的涌泉；我曾經有鮮嫩的水草在豐腴的肌膚上舞動，幽凹處，青蛙和鯰魚唱著黎明與日暮的歌；我曾經有磐石兀立，向濯足的路人訴說春天的豐潤與秋天的5、蕭瑟。好大的濃蔭啊，那是烏桕與河柳的投影，陰涼中有成的群鯽魚共享自由與歡樂。我那卑俗的兒女們啊，你們嫌我草灌叢生，包容泥土與生命萬物，可那何嘗不是我的美德？你們嫌我曲折蜿蜒，自然樸素，可那何嘗不是詩的泉流？你們認賊為父，讓生硬的水泥和花崗巖奸淫我純潔的軀體；你們浮華虛偽，讓意大利的瓷磚、荷蘭的花卉和美利堅的草坪裝飾我的玉體，令我面目全非？南方的人呵北方的人，你們曾經向我排泄著污穢和濁流，而今卻拿我開刀整治，舉著“瀉洪”的利刃，開著“清污”的鏟車我那卑俗的兒女們啊，你們嫌我草灌叢生，包容泥土與生命萬物，可那何嘗不是我的美德？你們嫌我曲折蜿蜒，自然樸素，可那何嘗不是詩的泉流？你們認賊為父，讓生硬的6、水泥和花崗巖奸淫我純潔的軀體；你們浮華虛偽，讓意大利的瓷磚、荷蘭的花卉和美利堅的草坪裝飾我的玉體，令我面目全非？南方的人呵北方的人，你們曾經向我排泄著污穢和濁流，而今卻拿我開刀整治，舉著“瀉洪”的利刃，開著“清污”的鏟車多想問你們多想問你們還記得嗎？我是你們的母親河還記得嗎？我是你們的母親河 反思：治水的小腳主義反思：治水的小腳主義大腳變成了小腳，被肢解、畸形扭曲、喪失功能的體現為小決策與水系統的分割（部門分割、地區分割、功能分割的水管理體制不利于水系統的管理）。大腳變成了小腳，被肢解、畸形扭曲、喪失功能的體現為小決策與水系統的分割（部門分割、地區分割、功能分割的水管理體制不利于水系統的管理）7、。水水-土分離土分離 水水-生物分離生物分離 城城-水分離排水分離排-給水分離防洪給水分離防洪-抗旱分離水是世界上最不應該被分離的元素。“小決策是一切環境問題的根源”（抗旱分離水是世界上最不應該被分離的元素。“小決策是一切環境問題的根源”（Odum）3.出路：大腳革命 跨尺度建立以保障綜合生態系統服務為目標的水生態基礎設施，綜合解決水問題跨尺度建立以保障綜合生態系統服務為目標的水生態基礎設施，綜合解決水問題水問題是個跨尺度、跨區域的系統問題、水問題產生的本質是自然水生態系統的失調，因此解決水問題的出路不在于水體本身，而在于水體之外的環境。解決城鄉水問題，必須把研究對象從水體本身擴展到水生態系統8、，通過生態途徑，對生態系統結構和功能進行調理，增強生態系統的整體服務功能：供給服務、調節服務、生命承載和文化服務供給服務、調節服務、生命承載和文化服務。3.1 水生態基礎設施的規劃(水生態紅線劃定)：3.1 水生態基礎設施的規劃(水生態紅線劃定)：解放大腳，跨尺度建立以保障生態系統服務為核心的水生態基礎設施解放大腳，跨尺度建立以保障生態系統服務為核心的水生態基礎設施XL：國土水生態安全格局和水生態基礎設施：國土水生態安全格局和水生態基礎設施歷史時期洪水分析歷史時期洪水分析 國土尺度洪水調蓄安全格局國土尺度洪水調蓄安全格局低水平洪水調蓄安全格局,占國土總面積的0.8%;中安全水平洪水調蓄安全格局9、,占國土總面積的2.2%高水平洪水調蓄安全格局,占國土總面積的6.2%基于（水）生態基礎設施的中國城市分布格局：淺山區戰略基于（水）生態基礎設施的中國城市分布格局：淺山區戰略（Foothill Strategy,Yu，2013,Harvard Interne national Review）L：區域水生態基礎設施和城市發展空間格局區域水生態基礎設施和城市發展空間格局洪水安全格局洪水安全格局(模擬模擬)基于上述洪水淹沒模擬分析和歷史洪澇災害分析，并通過現狀和潛在具有洪水調蓄功能的區域分析、徑流過程分析，得到洪水安全格局基于上述洪水淹沒模擬分析和歷史洪澇災害分析，并通過現狀和潛在具有洪水調蓄功能的10、區域分析、徑流過程分析，得到洪水安全格局。洪水安全格局洪水安全格局(歷史記錄歷史記錄)北京市地下水補給區北京市地下水補給區通過管理控制格局內土地利用，可以達到保護地表和地下水資源，維護并強化區域水系格局的連續性和完整性，以及減少洪水災害的目的29綜合水安全格局綜合水安全格局o洪水安全格局o地表和地下水源保護區o地下水補給區不幸得到驗證：北京不幸得到驗證：北京721死亡個體分布死亡個體分布整合其他過程的生態格局，建立綜合生態基礎設施整合其他過程的生態格局，建立綜合生態基礎設施Scenario-3Scenario-4Scenario-5Scenario-1 Sprawl as usualL Lan11、dscape leads the way:Urban growth based on EI基于生態基礎設施的城市發展規劃基于生態基礎設施的城市發展規劃應用案例之一：應用案例之一：2012北京萬畝生態林北京萬畝生態林淺山區戰略:與區域尺度生態過程與格局先適應的城市地理北京未來的城市格局Daxing,Beijing,10 Square KilometersM:urban design based on EIAvoid flood and retain waterM：基于水生態基礎設施的新型城：武漢五里界生態城基于水生態基礎設施的新型城：武漢五里界生態城 陂塘系統：土地上的水文化景觀遺產陂塘系統：土12、地上的水文化景觀遺產M:：基于水生態基礎設施的新型城：基于水生態基礎設施的新型城：武漢五里界生態城武漢五里界生態城水安全格局其整合他元素以水生態基礎設施為導向的城市建設模式 以水生態基礎設施為導向的城市建設模式 Existing water Water based EI based EI integrated with EI based circulation EI based land pedestrian&bicycle paths City deign based on EICity based on EI慢行系統的整合慢行系統的整合The city is under construct13、ion and well be built in 5-10 years3.2 海綿國土和海綿城市關鍵技術與工程實踐3.2 海綿國土和海綿城市關鍵技術與工程實踐在城鄉現實環境中實驗了一系列可觀察、可復制的生態基礎設施及“海綿城市”建設的關鍵技術模塊和示范工程。在國內在城鄉現實環境中實驗了一系列可觀察、可復制的生態基礎設施及“海綿城市”建設的關鍵技術模塊和示范工程。在國內200多個城市，并在多個城市，并在10多個國家中推廣應用多個國家中推廣應用 2001 中關村生命科學園中關村生命科學園2008 天津橋園天津橋園2010 秦皇島濱海秦皇島濱海2012 哈爾濱群力哈爾濱群力2013 六盤水六盤水（114、）源頭滲蓄：綠色海綿蓄技術模塊：）源頭滲蓄：綠色海綿蓄技術模塊：問題與挑戰：問題與挑戰：中國城市普遍雨澇，管道排水完全解決問題，也不可持續中國城市普遍雨澇，管道排水完全解決問題，也不可持續對策與示范：對策與示范：將景觀作為生態雨洪滯蓄和凈化設施，將景觀作為生態雨洪滯蓄和凈化設施，用用10%的城市用地，來消納城市雨澇的城市用地，來消納城市雨澇，實現城市對水的彈性管理，并形成地下水補充、濕地恢復與保護等多種生態系統服務。，實現城市對水的彈性管理，并形成地下水補充、濕地恢復與保護等多種生態系統服務。哈爾濱群力濕地公園哈爾濱群力濕地公園桑基魚塘智慧使用后測定：使用后測定：10%的海綿綠地解決城市雨澇，15、雨水得到凈化并有效補充地下水，建造和維護費用節約的海綿綠地解決城市雨澇，雨水得到凈化并有效補充地下水，建造和維護費用節約70%2013,early Summer,toward north east20122014實驗表明：實驗表明：10%的城市海綿，就可以解決雨澇的城市海綿，就可以解決雨澇(2)過程慢流：消能減速技術過程慢流：消能減速技術六盤海綿系統與水環境綜合治理六盤海綿系統與水環境綜合治理以水城河為核心的雨洪濕地網絡系統 梯級濕地結合分散式污水處理設施，多層級凈化河流水質 雨水：通過梯級雨洪濕地多層次凈化后進入河道道；污水：采用分散式污水處理設施，嚴格控制排放水標準，出水經濕地凈化后進入河16、。陂塘與梯田技術陂塘與梯田技術城市生態系統得到全面改善，被凈化的水體，成為市民休憩的酷愛。城市生態系統得到全面改善，被凈化的水體，成為市民休憩的酷愛。(3)末端彈性適應：與洪水為友的生態防洪技術末端彈性適應：與洪水為友的生態防洪技術問題與挑戰：單一目標的工程防洪，造成生態與環境問題，已成普遍困惑問題與挑戰：單一目標的工程防洪，造成生態與環境問題，已成普遍困惑對策與示范：對策與示范：Geodesign技術與洪水適應設計，將景觀作水適應媒介技術與洪水適應設計，將景觀作水適應媒介浙江臺州永寧江案例浙江臺州永寧江案例改造前改造前 改造后改造后 The ecologically recovered ri17、parian wetland conducive to the natural processes of flooding and native species is also accessible to people，野草之美，大腳之美，野草之美，大腳之美浙江金華，與洪水為友：燕尾洲公園浙江金華，與洪水為友：燕尾洲公園浙江金華，與洪水為友：燕尾洲公園建成景觀鳥瞰（雨季），浙江金華，與洪水為友：燕尾洲公園建成景觀鳥瞰（雨季），20年一遇的洪水淹沒的實景。即便如此，步行橋仍然維護兩岸的有效通行年一遇的洪水淹沒的實景。即便如此，步行橋仍然維護兩岸的有效通行建成景觀鳥瞰（旱季），梯田防洪堤因為有雨季18、洪水帶來的泥沙沉積，使適應于旱澇的禾本科植被得以茂盛地生長。游人在其中歡快游憩建成景觀鳥瞰（旱季），梯田防洪堤因為有雨季洪水帶來的泥沙沉積，使適應于旱澇的禾本科植被得以茂盛地生長。游人在其中歡快游憩(4)最小干預：綠蔭里的紅飄帶最小干預：綠蔭里的紅飄帶The site:1.At the periphery of the city,development is underway,want to be urbanized and“modernized”2.excellent vegetation,good ecological condition3.dirty,garbage dump,and s19、ecurity problem4.inaccessibleThe red ribbonGoogle earthA Beautiful MessConde Nast Traveler names 7 modern architectural wondersQINHUANGDAO,CHINARed RibbonTanghe River ParkOn the outskirts of the fast-growing Chinese city of Qinhuangdao,about 180 miles east of Beijing,development threatened to turn t20、he riverbanks into a paved-over urban space.The Beijing-based architectural firm Turenscape instead conceived Tanghe River Park,a garden cum ecological oasis.Through it,for a third of a mile,runs the Red Ribbon,a steel bench snaking its way amid the undergrowth.The design orients the visitor,gives a21、 frame of reference for the garden,provides seating,and,after dark,sheds light from the fixtures embedded in the structure.Thanks to its illumination,there are no lampposts in the park;the only other structures are small boxlike pavilions found along the ribbons length.（5）水質凈化：加強型人工濕地技術模塊）水質凈化：加強型人工22、濕地技術模塊問題與挑戰問題與挑戰：中國：中國75%地表污染地表污染,50%濕地棲息地消失，面源污染普遍存在濕地棲息地消失，面源污染普遍存在對策與示范：對策與示范：建立高效、復合功能的濕地凈化系統，將嚴重污染水體或中水水質提升為地表水標準建立高效、復合功能的濕地凈化系統，將嚴重污染水體或中水水質提升為地表水標準III 類；每公頃每天凈化類；每公頃每天凈化800噸水噸水.為處理中國為處理中國75%地表污染水體，提供一個可復制、大面積推廣的范例。地表污染水體，提供一個可復制、大面積推廣的范例。上海后灘公園：上海后灘公園：3Ha 濕地，凈化濕地，凈化2400方水，可供方水，可供5000人使用人使用。將23、水凈化過程變成生產和恢復棲息地、以及為市民提供休憩和審美教育的過程。將水凈化過程變成生產和恢復棲息地、以及為市民提供休憩和審美教育的過程。農業造地、施肥與灌溉的智慧的啟迪農業造地、施肥與灌溉的智慧的啟迪源：跌水曝氣源：跌水曝氣 匯與收獲匯與收獲 Created a life supporting system for biodiversity and low maintenanceInletOutletSt.1St.2St.3St.4St.5St.10St.7St.8St.9St.6TNTPtotal phosphorus（6）巧用資源：生態系統仿生修復技術模塊）巧用資源：生態系統仿生修復技術24、模塊挑戰：挑戰：全國城市有大量的棕地，生態修復已成為重要難題，土地污染和鹽堿地綠化成本巨大全國城市有大量的棕地，生態修復已成為重要難題，土地污染和鹽堿地綠化成本巨大對策及示范對策及示范：通過模擬生態系統自我再生過程，實現高度人工化環境中的土地生態修復，使生態修復和重建的過程成為多種態系統服務的提供過程天津橋園：通過模擬生態系統自我再生過程，實現高度人工化環境中的土地生態修復，使生態修復和重建的過程成為多種態系統服務的提供過程天津橋園,600畝畝AcidAlkaline利用雨水進行土壤利用雨水進行土壤PH 值的調節值的調節Management of PH values生態修復后的景觀，城市廢棄地25、變成了生機勃勃的公園生態修復后的景觀，城市廢棄地變成了生機勃勃的公園146持續改善城市環境，建造和維護費用不足常規公園持續改善城市環境，建造和維護費用不足常規公園1/3.（7）回歸生產：雨水不是負擔）回歸生產：雨水不是負擔沈陽建筑大學校園沈陽建筑大學校園Water are harvested,crops(rice and buckwheat)are used for the landscape,frogs and fishes are raised to keep the ecological balance and double the productivity.On this backgr26、ound,the paths across the fields connect different functional buildings,study platforms are distributed for off class uses 收集雨水，澆灌稻田收集雨水，澆灌稻田The paths across the fields are connections between different functional buildings(between student dormitories to classrooms and laboratories).Sheep are raised27、 to consume the left over of the native crops 校園放羊校園放羊 Rice fields are made penetrable using concrete narrow paths,that allow students and faculty to touch and feel the rice.A professor on his way to classThe Rice Harvesting Day:The last Saturday of October each year was designated as the Rice Harve28、sting Day,when all the students and faculty members participate in harvesting the their own rice.This way the long lost tradition of rice culture in China becomes a campus culture.收割節收割節Golden Rice becomes an icon:the rice produced on the campus is harvested and distributed as“Golden Rice,”serving b29、oth as a keepsake for visitors of the school,and also as a source of identity for the newly established,suburban campus.（8）技術模塊的整合應用）技術模塊的整合應用包括國家海綿城市行動及國外工程包括國家海綿城市行動及國外工程全國全國200多個城市，累計多個城市，累計1300多個工程多個工程 美國美國Boston（建成）（建成）,Seattle（在建），（在建），Minneapolis,Austin,Pomona法國：法國：Chteau Chaumont（建成）印度尼西亞：（建30、成）印度尼西亞：Bali (在建在建)俄羅斯：俄羅斯：Kasan 的的Kaban 湖區印度尼西亞：巴厘島湖區印度尼西亞：巴厘島5平方公里在建平方公里在建集成案例之一：遷安三里河，集成案例之一：遷安三里河，11公里城市河流綜合治理公里城市河流綜合治理修復后的城市生態廊道修復后的城市生態廊道世界樣板工程，美國教科書封面世界樣板工程，美國教科書封面集成案例之二：“海綿城市”從家開始集成案例之二：“海綿城市”從家開始2010 2013 2014 Community education:Small solution to big problem小改變解決大問題如果所有屋頂雨水得到收集，城市無澇如果所有建31、筑無需空調，則可免建10個三峽電站Small solution to big problemCollect 52 Tons of rain waterSave 2000 KW of electricityProduce 18 kg of vegetable2000 kilowatts of electricity.If every apartments in China like that,we can save 3 three Gorges DamsSo right now,we are turning this living wall a replicable product and wi32、ll be available at a minimum cost干旱洪澇干旱洪澇水環境污染水生態破壞水環境污染水生態破壞結語：結語：面對面對 水系統的綜合癥，我們必須有綜合的、系統的解決途徑：水生態基礎設施水系統的綜合癥，我們必須有綜合的、系統的解決途徑：水生態基礎設施思想上需要革命，思想上需要革命，方法上需要創新，方法上需要創新，體制上需要打破邊界，體制上需要打破邊界，專業上需要整合。專業上需要整合。我們需要一場革命，大腳的革命！我們需要一場革命，大腳的革命！新美學、新城市、新生活、新文化新美學、新城市、新生活、新文化-大腳革命，通過建立水生態基礎設施，建立國土海綿系統，走向水生態文明大腳革命，通過建立水生態基礎設施，建立國土海綿系統，走向水生態文明