“石谷聚落”基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復景觀設計 |秦倩倩，福州大學

獲獎作品信息

作品題目：基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復景觀設計

參賽作者：秦倩倩

指導教師：洪婷婷

畢業(yè)院校：福州大學

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

2. 本作品針對一個全球顯著的環(huán)境問題，聚焦到實際場景，結(jié)合交叉學科、并基于數(shù)據(jù)，提出一套可以復制的設計流程。無論從設計切入點還是手法，以及推理均非常優(yōu)異。

——2021LA先鋒獎評審人評語 / 呂煥來，戴水道景觀設計咨詢（北京）有限公司中國區(qū)總監(jiān)）

? 秦倩倩

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項目簡介

以花江大峽谷干耳盤流域兩個村落組團為研究對象，通過對場地石漠化相關(guān)現(xiàn)狀進行調(diào)研與分析，從而總結(jié)出場地的四大主要矛盾?？傮w規(guī)劃層分析石漠化誘導因子，使用GIS對石漠化場地進行風險分級從而有限的針對性置入策略。由于場地獨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對場地微氣候現(xiàn)狀進行評估，針對不同的風險區(qū)實施不同的微氣候改造策略，由此促進植被正向演替緩解巖石裸露，同時也可以為場地人群提供宜居的生活環(huán)境，實現(xiàn)場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。設計旨在對其他石漠化地區(qū)風險評估具有啟發(fā)作用，是可復制的一種設計應用方式或是景觀流程，有舒展性擴展性。

土地石漠化面積在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達到3600萬km2，同時石漠化給全球10億人的生活帶來了影響。中國是全球石漠化最嚴重的五個國家之一，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)災害，就像沙漠化一樣石漠化是緩慢的演替過程，石漠化災害預警方式可以通過風險等級評估后進行分區(qū)，高效的推進設計。本次設計通過尋找并遏制石漠化擴張邊界，從而針對性置入策略，相對于單純的空間設計或技術(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。場地位于貴州省最長的峽谷，花江大峽谷范圍內(nèi)，同時有著豐富的垂直地貌。在2016年，中國地質(zhì)調(diào)查局相關(guān)機構(gòu)將西南巖溶地帶建立20余個石漠化治理示范區(qū)，場地為治理示范區(qū)之一。

詳細說明：

▼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致水土流失嚴重

▼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.缺水問題嚴重。

▼主要問題? 秦倩倩

除去人為等不可控因素外，從導致石漠化出現(xiàn)的自然因素為出發(fā)點，通過 ARCGIS 對石漠化誘導因子進行分析，將場地分為四個不同風險等級的區(qū)域，高中低以及已經(jīng)石漠化區(qū)域。

▼基于GIS的石漠化風險評估? 秦倩倩

1.已石漠化區(qū)域

A. 位置特點：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. 詳細設計區(qū)域：與花江村相連的山脊處

2.高風險區(qū)域

A. 位置特點：位于高海拔高輻射地域，山脊線之后

B. 詳細設計區(qū)域：花江村集水區(qū)之一

3.中風險區(qū)域

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

B. 詳細設計區(qū)域：場地東南角垂直風低坡區(qū)域

4. 低風險區(qū)域

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

B. 詳細設計區(qū)域：法郎村集水點

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，以及重點設計區(qū)域的確定，在高濕度地區(qū)就地設置景觀基礎設施，引導濕潤的風吹向低濕度區(qū)域。

2.風環(huán)境分析

小氣候營造中影響著地形塑造的區(qū)域選擇，引導場地中濕潤的東部風向進入峽谷區(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)設計過程中提高高輻射區(qū)的植被覆蓋率，以及利用優(yōu)勢低輻射區(qū)塑造小氣候群落，山脊線區(qū)域景觀基礎設施引入太陽能發(fā)電裝置。

結(jié)論

1.高度優(yōu)勢小氣候區(qū)

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

2.中度優(yōu)勢小氣候區(qū)

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

3. 低優(yōu)勢小氣候區(qū)

主要位于陽坡峽谷一級地勢下沉與二級地勢下沉區(qū)域區(qū)域，呈圍合形式包圍村落，整體地勢坡度較高，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

▼基于grasshopper的微氣候現(xiàn)狀層評估分析? 秦倩倩

▼微氣候評估總平? 秦倩倩

設計策略主要針對不同的風險區(qū)域進行設計。根據(jù)石漠化演替過程中的不同的環(huán)境特征，結(jié)合前期分析針對性的對風險等級高的區(qū)域進行更多的人工景觀設施的介入，風險等級低的區(qū)域由于演替時間長，重點采用植被恢復以及景觀微氣候營造的手段。

▼設計愿景? 秦倩倩

▼設計框架分析? 秦倩倩

研究區(qū)域總體面積約為 19.42 k ㎡。本設計詳細設計區(qū)域有四塊，面積約為 100000 ㎡。

▼規(guī)劃總平圖? 秦倩倩

高風險區(qū)域石漠化設計

設計重點為一個創(chuàng)新景觀機制系統(tǒng)的構(gòu)思，引導人為層面的不利條件轉(zhuǎn)化為有利條件，同時調(diào)整畜牧耕作習慣。

▼高風險區(qū)域詳細設計平面圖? 秦倩倩

集水系統(tǒng)

篷布式接雨裝置與地下導水管道結(jié)合，重點設計接雨裝置的結(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

截水溝設計策略主要通過塑造地表模數(shù)的方式對流失土壤以及水源進行攔截，形成獨特的帶狀植被氣候區(qū)。

▼高風險區(qū)石漠化景觀修復策略? 秦倩倩

▼高風險區(qū)集水與種植設計? 秦倩倩

蓄水裝置

重點設計蓄水點的裝置結(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層上與蓄水池結(jié)合的石漠化種植示范點，形成凹地小氣候，同時提供活動場所。

集中養(yǎng)殖場

場地中燒秸稈和分散畜牧導致植被被啃食和石漠化加劇。因此在高風險區(qū)的下坡段設置集中養(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

中風險區(qū)域石漠化設計

本區(qū)域的策略重點為地形塑造，對地形的處理可以調(diào)控此地區(qū)的空氣流動方向和發(fā)展強度，在南坡向夏季主導風向上設置風谷裝置。在最大風向處設置風力缺口，加速濕潤的風通過洼地上方，將高濕度的風帶入進研究區(qū)域的各個角落。

▼中風險區(qū)域設計平面? 秦倩倩

▼中風險區(qū)策略分析? 秦倩倩

▼中風險區(qū)域效果圖? 秦倩倩

低風險區(qū)域設計

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

▼低風險區(qū)域平面圖? 秦倩倩

植物籬設計

低風險邊界石梗坡改梯，運用景觀斑塊邊界優(yōu)勢物種擴散原理，并繪制現(xiàn)場地景觀邊界圖。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)域種植防護林帶，形成環(huán)形植被微氣候區(qū)，同時將脆弱的草被環(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。

低風險區(qū)與其余風險區(qū)的邊界向高危險度區(qū)域種植優(yōu)勢物種。

▼低風險區(qū)域設計原則? 秦倩倩

▼低風險區(qū)域設計策略? 秦倩倩

已石漠化區(qū)域策略

本區(qū)域設計重點為已經(jīng)石漠化區(qū)域的景觀營造，對裸地分類進行細致設計，以及石漠化植被生態(tài)種植體驗坑的設計。

石面掛網(wǎng)耕種，噴射固定劑進行苔蘚植物種植。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。形成獨特的線型觀賞草景觀，形成韻律美與動感美。

石隙表土插入固定廊架，同時在石灰?guī)r表層進行固定，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，對石洞底部進行地表基地處理，開發(fā)人群石漠化景觀種植體驗。

▼已石漠化區(qū)域詳細設計總平? 秦倩倩

▼已石漠化區(qū)域設計效果圖? 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，對場地微氣候的影響如何，在這一章用LADYBUG和HONEYBEE進行模擬。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遠高于原場地。

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的驗證分析? 秦倩倩

本次設計主要創(chuàng)新點在于：

1.技術(shù)手段支持前期分析

本次設計主要運用的軟件輔助分析有 ARCGIS，LADYBUG,HONEYBEE,CFD,ENVI,CLIMATE CONSULT. 進行石漠化風險評估的過程中運用了GIS對場地進行總體加權(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行環(huán)境模擬。對場地中風谷裝置定位，植物籬定位以及積水裝置定位提供依據(jù)。

2.多學科融合的視角推動設計

在本次設計過程中運用了結(jié)構(gòu)學、景觀生態(tài)學、氣候?qū)W、地理學以及景觀美學等理論基礎進行支撐，查閱了大量的文獻推動設計的綜合思考進程。結(jié)構(gòu)學支撐景觀設施的構(gòu)建，生態(tài)學輔助邊界遏制的手段以及植被配置，氣候?qū)W指導微氣候改造測量的理論支撐，景觀美學輔助場地的整體布局設計以及植被、游覽線路的設計。

3.新穎的設計方向

在景觀設計的案例中目前還沒有找到系統(tǒng)的進行石漠化景觀修復設計的案例，石漠化相關(guān)論文主要集中在生態(tài)學以及經(jīng)濟學層面。本次設計提供了一個新穎的設計視角對石漠化地區(qū)進行修復，同時 設計中大膽假設各個模數(shù)地塊的組成方式，在盡可能合理的前提下設計有綜合效益以及有趣的場所。

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

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