以“靜”制動：應(yīng)對侵蝕危機(jī)的弗雷澤島東海岸沙丘景觀設(shè)計(jì) | 馬多，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)

獲獎(jiǎng)作品信息

作品題目：以“靜”制動——應(yīng)對侵蝕危機(jī)的弗雷澤島東海岸沙丘景觀設(shè)計(jì)

參賽作者：馬多

指導(dǎo)教師：邵繼中 陳豪 胡峽賓

畢業(yè)院校：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)

該作品關(guān)注海岸帶生態(tài)修復(fù)熱點(diǎn)問題，通過沙丘動態(tài)模擬技術(shù)提出植入沙引擎、隔離改造、先鋒植物等方法應(yīng)對海岸侵蝕問題，形成集沙丘保護(hù)、生物棲息、游人觀賞多功能于一體的復(fù)合型景觀系統(tǒng)。作品思路新穎、邏輯表達(dá)清晰，對可持續(xù)發(fā)展有一定思考。

——2021LA先鋒獎(jiǎng)評審人評語 / 馬向明，廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司  總工程師

理念新穎，以引導(dǎo)而非過度控制，促進(jìn)景觀動態(tài)演進(jìn)的方式，是基于自然的解決方案。表達(dá)清晰，邏輯性較強(qiáng)。

——2021LA先鋒獎(jiǎng)評審人評語 /欒   博，北京大學(xué)深圳研究院綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究所 所長

選題新穎，具有一定的學(xué)術(shù)與實(shí)踐意義。

——2021LA先鋒獎(jiǎng)評審人評語 / 邢   磊 ，北京正和恒基濱水生態(tài)環(huán)境治理股份有限公司  副總裁（高級工程師）

? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

項(xiàng)目簡介

海岸線沙丘在時(shí)間和空間上具有高度動態(tài)變化的特征。沙丘作為人類與海洋之間的一道屏障，其生態(tài)系統(tǒng)十分獨(dú)特且敏感脆弱。極端天氣和人為活動造成的海岸沙丘侵蝕問題被普遍關(guān)注，基于“軟”措施的海岸沙丘生態(tài)恢復(fù)與保護(hù)將成為未來研究的重點(diǎn)。

本設(shè)計(jì)通過海岸沙丘脆弱性評估確定沙丘“動”的位置，并利用沙丘動態(tài)模擬模型研究了“干擾物”與沙丘之間的互動關(guān)系，從而提出一系列“靜”的策略以應(yīng)對海岸沙丘侵蝕危機(jī)，最終形成集沙丘保護(hù)、生物棲息、游人觀賞于一體的復(fù)合型沙丘景觀系統(tǒng)，使海岸沙丘的動態(tài)變化趨于平衡。

弗雷澤島位于澳大利亞昆士蘭州東部海岸線上，是世界上最大的沙島，島上生長著高大茂密的熱帶雨林，擁有獨(dú)特豐富的生物多樣性，屬于世界自然景觀遺產(chǎn)，同時(shí)也是著名的旅游勝地。然而，旅游給場地帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也破壞了沙丘生態(tài)環(huán)境，加速了該島沙質(zhì)海岸的物理結(jié)構(gòu)變化。另外，受強(qiáng)風(fēng)、海浪、潮汐甚至風(fēng)暴潮等極端天氣的影響，沙丘上顆粒較小的沙子正在持續(xù)流失。數(shù)據(jù)表明弗雷澤島正在以0.5m/年的速度向大陸移動，東部海岸受到嚴(yán)重侵蝕，由此衍生的一系列問題還包括沙丘瀕危物種生境破壞和旅游景觀空間衰退。

詳細(xì)說明：

▼自然人文分析? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

為明確弗雷澤島沙丘類型分布，探索自然與人類活動對沙丘侵蝕現(xiàn)象的影響，將加速侵蝕的自然要素與人為要素進(jìn)行疊加分析。其中，沙丘信息包括沙丘類型、活躍程度，影響沙丘運(yùn)動的主導(dǎo)風(fēng)向及大陸架上的沉積物供給。自然條件信息包括植被覆蓋區(qū)域、瀕危生物分布點(diǎn)。人為要素方面疊加了相關(guān)旅游設(shè)施以及交通條件。

經(jīng)過觀察疊加的信息，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)相關(guān)要素在東海岸的沙質(zhì)海灘關(guān)聯(lián)度最高，同時(shí)也是沙丘運(yùn)動最活躍、受侵蝕作用最嚴(yán)重的區(qū)域，因此確定了東海岸沙丘為研究對象。

▼弗雷澤島沙丘環(huán)境研究? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

經(jīng)過資料搜集與問題總結(jié)，將導(dǎo)致沙丘加速運(yùn)動的主要矛盾歸納為自然矛盾與人為矛盾。

自然與沙丘：沙丘受到強(qiáng)風(fēng)的作用逐漸形成“井噴”現(xiàn)象，使得沙丘植被退化，進(jìn)而導(dǎo)致荒漠化加劇。失去植被固定的沙子運(yùn)動活躍程度顯著增加，更易受到侵蝕。同時(shí)，在風(fēng)暴潮等極端天氣的影響下，沿海區(qū)域的沙子被帶到海底，流失嚴(yán)重，導(dǎo)致沙灘寬度變窄，動植物生存空間告急。

人類與沙丘：沙灘越野車與隨意露營等不可持續(xù)的旅游行為破壞了沙丘的物理結(jié)構(gòu)，使得沙子向海移動并流失。而逐漸減縮的沿海沙丘也導(dǎo)致了弗雷澤島珍貴的瀕危物種被迫退讓棲息空間，破壞了生物與沙丘結(jié)構(gòu)的良性互動關(guān)系。

▼矛盾分析? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

為從根源上緩解沙丘侵蝕問題，對弗雷澤島東海岸沙丘進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查。項(xiàng)目選取了五個(gè)脆弱因子并對其進(jìn)行評估，在140公里的東海岸線上以3km為一個(gè)調(diào)查單元，將脆弱性評估結(jié)果分為高、中、低三個(gè)等級，以進(jìn)一步明確問題復(fù)雜與嚴(yán)重程度高的區(qū)域。同時(shí)，對五個(gè)脆弱因子進(jìn)行問題溯源，并根據(jù)問題的分類確定不同階段的目標(biāo)。

該項(xiàng)目以問題為導(dǎo)向提出“以‘靜’制動”的概念，利用大自然做功。通過 “干擾物”的微介入進(jìn)而影響沙丘運(yùn)動，以緩解海岸沙丘侵蝕的現(xiàn)象。同時(shí)賦予干擾物以不同功能空間，引導(dǎo)新的柔和的游憩行為，并為瀕危物種營造安全、適宜的沙丘生境，恢復(fù)韌性沙丘生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)沙丘、生物與人類三者良性共存。

▼概念生成? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

為進(jìn)一步研究不同形態(tài)的“干擾物”與沙丘的互動關(guān)系，在Rhino中運(yùn)用Python Script 進(jìn)行沙丘動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。模擬了在風(fēng)的作用下，障礙物對沙丘運(yùn)動的影響以及每一階段沙丘形態(tài)的變化。實(shí)驗(yàn)共分為4個(gè)步驟，根據(jù)預(yù)期的“干擾物”功能，分別模擬了不同高度、不同角度、不同間距以及封閉狀態(tài)下沙丘的動態(tài)變化。最終得出沉積效率最高的干擾物結(jié)構(gòu)形態(tài)，并運(yùn)用到策略中。

▼動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

根據(jù)沙丘動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了策略中“干擾物”的基本形態(tài)。并綜合上述矛盾分析，設(shè)計(jì)提出4大類策略，分別為：“沙引擎’養(yǎng)灘”、隔離改造、游線引導(dǎo)、阻風(fēng)固沙。共9個(gè)小策略。

1.“沙引擎”養(yǎng)灘：

Stage1-在沙灘寬度小于20m的位置放置干擾物，捕獲海中沉積物。

Stage2-經(jīng)過一定時(shí)間的沉積作用，干擾物周圍逐漸形成淺灘，成為  一道緩解海浪侵蝕的有效屏障，同時(shí)為沿海生物提供棲息地。

Stage3-淺灘逐步形成內(nèi)湖，是良好的濕地環(huán)境，形成安全的娛樂性  水域，提供旅游空間，并吸引動物駐留，在新的沙灘上形成人與生物共生的和諧局面。

2.隔離改造：

越野車路徑隔離-將柱狀“干擾物”排列在沙丘脆弱程度高的區(qū)域。

露營點(diǎn)隔離改造-先鋒固沙植被作為干擾物，在露營點(diǎn)前形成一條植被    隔離帶，利用棧道將游客與沙灘環(huán)境隔離，穩(wěn)定沙丘的同時(shí)豐富沿海景觀，為濱海生物讓出棲息空間。

3.游線引導(dǎo)：

棧道+觀賞亭-賦予“干擾物”以步道系統(tǒng)的功能，并在瀕危沿海生物處設(shè)置觀賞亭，引導(dǎo)柔和的旅游行為。

營造趣味沙丘地形-在旅游適宜區(qū)域放置“干擾物”，沙丘經(jīng)過堆積形成        高低起伏的趣味地形，為游客提供多樣的娛樂休閑空間。

濱鳥棲息空間-利用生態(tài)磚與木樁等材料在海上排列為“干擾物”形態(tài)，為濱鳥擴(kuò)展海上生存空間，格網(wǎng)狀生態(tài)磚在潮汐的作用下滯留魚蝦，吸引鳥類覓食，同時(shí)該結(jié)構(gòu)也可以捕獲沉積物，穩(wěn)定沙丘。

海龜繁殖空間-將“干擾物”圍合出封閉空間，經(jīng)過沙的沉積作用，在其內(nèi)部形成沙丘頂，為瀕危海龜提供安全、適宜的繁殖空間。

4.阻風(fēng)固沙：

先鋒植物固沙-在沙丘脆弱程度高的區(qū)域根據(jù)距離海的距離種植密度分別為12cm/株，18-24cm/株以及36cm/株的先鋒固沙植被。

物理干擾固沙-在沙丘脆弱程度高的區(qū)域設(shè)置可移動的夾角為150°的“干擾物”以沉積沙子，并隨沙丘運(yùn)動改變“干擾物”位置。

▼策略生成? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

經(jīng)過脆弱性評估，選取一個(gè)問題最為嚴(yán)重且復(fù)雜的地塊進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。選址位于弗雷澤島東海岸ELI creek入?？?，沙灘長度500m。小溪南側(cè)沙灘寬度過窄，露營行為對沙灘破壞嚴(yán)重，小溪北側(cè)雨林與沙灘交界處植被退化嚴(yán)重。另外，沙灘上的生物幾乎沒有生存空間。

設(shè)計(jì)分為3個(gè)階段。

第一階段，在沙丘植被退化區(qū)域種植固沙植物，起到穩(wěn)定沙丘恢復(fù)植被的作用，同時(shí)提供沙丘植物園游憩空間；對于海上空間，將“干擾物”排布為鉤狀“沙引擎”，以捕獲海浪帶來的沉積物，同時(shí)可以為濱鳥提供海上棲息空間；利用沙灘棧道保護(hù)沙灘較窄區(qū)域，并將人流引導(dǎo)在沙丘敏感度低的區(qū)域，設(shè)計(jì)集散空間。

第二階段，在新形成的淺灘上設(shè)計(jì)棧道，并作為“干擾物”在風(fēng)的作用下捕獲沙子，同時(shí)棧道將人流引向海域體驗(yàn)水上娛樂項(xiàng)目。

第三階段，淺灘逐漸發(fā)育為較穩(wěn)定的沙丘，并圍合出一片安全的水域，提供多樣的水上娛樂場所；另外，在遠(yuǎn)離娛樂活動的新沙丘排布“干擾物”，固沙同時(shí)為瀕危海龜營造安全沙丘生境。

▼總平面圖? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

將弗雷澤島海灘的旅游垃圾廢物利用，重塑為三種“干擾物”結(jié)構(gòu)。

1.沙灘固沙+植被修復(fù)

將捕獲沉積物的結(jié)構(gòu)單元組合成網(wǎng)狀，在其中種植先鋒草本植被。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)有助于草本植物固定根部，減緩風(fēng)的侵蝕作用；同時(shí)也有助于捕獲風(fēng)帶來的沙子，并在結(jié)構(gòu)附近逐漸堆積。

2.淺灘固沙+海龜保護(hù)

將間距為1.5m的柱子排列為網(wǎng)狀，并配以少量先鋒植被。

3.濱海捕沙+濱鳥保護(hù)

在格網(wǎng)中設(shè)置漁網(wǎng)，其上放置礫石或種植濕生植物以更高效的捕獲沙子。同時(shí)將在潮汐作用下帶來魚蝦滯留其中，吸引鳥類。

▼“干擾物”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及剖面展示? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

▼觀鳥亭效果圖? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

▼露營點(diǎn)及沙丘植物園效果圖? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

▼整體鳥瞰? 邵繼中 陳豪 胡峽賓

特別鳴謝：

該畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題及設(shè)計(jì)過程中，受到多位老師的悉心指導(dǎo)。感謝畢設(shè)導(dǎo)師邵繼中老師的精心點(diǎn)撥與熱忱鼓勵(lì)，感謝Needle Studio的陳豪老師、胡峽賓老師在邏輯梳理與軟件應(yīng)用方面的支持，還要感謝高譽(yù)珈、陳玉婷和肖雅文同學(xué)在項(xiàng)目前期一起搜集資料并提供幫助，最后感謝好友若靜在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的陪伴。

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