低衝擊開發在景觀設計上之應用

文:姚奇成

一、永續發展:景觀設計對環境的適應與緩和

自2006不願面對的真相一書將全球暖化的概念廣泛傳達給觀眾以來,已經過了近十年。2015是世界有紀錄以來最熱的一年,2016一月台北迎來三十年來第一場雪。世界各地異常的氣候現象和日益增加的災害頻率已讓全球暖化造成的極端氣候狀態不揭自明。面對這樣的未來環境,永續設計(sustainability design)的想法已漸漸成為各種空間設計中不可或缺的一環。從生態、社會和經濟三個面向共同思考,以讓人類文明能在一個不滅的循環下存續為目標所進行設計。這樣的考量讓生態一詞不再是虛無飄渺的信念,而更是能實質對應到人類生活環境與未來發展的重要因子。如何創造一個永續的環境,已逐漸變成當代景觀設計不可忽視的設計考量。要想達到永續的環境,在接下來人類面對自然的角度應有兩個面向:環境適應(Adaptation)以及衝擊減緩(Mitigation)。所謂環境適應,就是因應未來變化越大的氣候,想盡辦法找出生存的方式。日漸平凡的豪大雨,就需要更有韌性的治水方針;極端的氣候條件,就需要更多微氣候的調節。而衝擊緩和,就是在生存的前提下,減緩對環境的持續破壞。以我們現有對環境的了解,研擬出需要被考量的環境成本,找到自然資源消耗與再生之間的平衡點,而不是無條件的掠奪。

二、開發模式的改動:過去與未來

在過去,人類文明的開發往往與土地資源密不可分。取之於自然、還之於自然,藉著與自然共生的方式謀求更安定美好的生存環境。然而,隨著科技的發展、工業的進步、城市的構築,人類的生活環境不知不覺中與自然脫節。伸手感應即有乾淨的水流出、遙控器一按即有四季如春的溫度。一味的追求方便舒適的生活,導致人再也不會去關心背地裡對環境的破壞及對大自然的予取予求。不計算環境成本的後果,即是漸漸地在破壞自然界的平衡,而迎來一個更加不舒適的生存環境。若再以這樣的態度開發下去,自然環境給予的反撲只會日趨嚴重,科技將可能無法面對自己所帶來的災禍。所幸我們已經意識到這樣的後果,現今的開發模式也開始有所改變。低衝擊開發正是本著減少對自然環境的擾動作為圭臬的新型態開發模式。

三、景觀設計的使命:修補過往不當開發、協助新型開發

景觀設計這個專業一直以來的使命就是處裡人為空間與自然環境之間的連結。在都市內小尺度的口袋公園提供接觸自然環境的窗口,勾起民眾與自然空間在淺層上的接觸。在市郊中尺度的都會公園提供人與自然互動的空間,帶動民眾在自然空間上中層的使用。然後在大尺度的國家公園提供尊敬和了解自然的道路,教育民眾在自然空間上深層的體會。在這個日趨劇變的環境下,景觀設計的責任是以修補取代開拓。思考對於近代許多不尊重自然的開發方式,應該要用什麼樣的方式和態度去重新審視他們與自然的關係。對於已構築完成的都市、商場、或公共空間,要怎麼破除剛硬的隔閡設施,讓自然的紋理能被揭露,讓生態的價值能被彰顯。所以這些使命,不能僅僅侷限於公園綠地空間,而更應該積極與土地開發和土木工程等領域做結合,以各自的專業和角度出發,共同思考如何修補和緩和人與自然的隔閡。低衝擊開發,即為這樣的一種整合的技術。

四、何謂低衝擊開發:定義、原理、益處

低衝擊開發是指在基地內透過分散式的雨水處理措施,讓目標範圍內的水文脈絡能接近開發前的自然狀態,以減緩開發行動對自然環境的衝擊與破壞。其中的水文脈絡指的是逕流總量、雨水峰值量、峰值時間及水質等水文特徵。傳統的開發方式,為了提供平穩堅固的道路而以硬質、不透水的材料作為開發基底,導致雨水無法現地自然下滲。又為了避免無法下滲的雨水積在路面上,開闢同樣是硬質化的雨水管道將地表逕流迅速的排往鄰近的河川,已完全改變了自然的水文脈絡。在非暴雨時期,夾帶城市汙染源的雨水缺乏下滲及植物根系的過濾作用就直接流往河川,影響了原本平衡穩定的乾淨水系,導致河川優養化和生態系的單一化。在暴雨時期,因為缺乏下滲及保水,逕流總量增加,導致雨水峰值量劇烈變化,生態系統無法反應,河川生態系遭受嚴重的衝擊。低衝擊開發就是要改變這樣的開發模式,以滲透、控制等方式減少逕流總量;以滯留、貯留的方式減緩雨水峰值的劇烈變化;以過濾、滲透方式提供水質淨化。依據基地尺度及周遭環境,整合城市、排水及景觀設計,將開發過後的水文脈絡調整到接近開發之前的自然狀態,營造一個能與環境和諧共存的新樣貌。

圖01. 由Green Earth Operations提供

五、低衝擊開發的應用:在都市設計、社區發展及個人單元發展的機會與案例

低衝擊開發的概念可以在不同的尺度下實行。由大至小可約略分為都市、社區及街廓開發尺度。在都市尺度上的運用,可降低暴雨帶來的淹水風險、削減城市面源的汙染、促進更為自然的水利循環,且創造棲地以提高生態多樣性。在社區尺度上的運用,則可通過綠色雨水基盤建設提升生活質量、達成區域水文及生態平衡以及提供舒適之微氣候。在街廓尺度上可節省不必要的水資源浪費、淨化水質以及減少常態性淹水。以下於各尺度列舉一項低衝擊開發與景觀設計結合密切的代表性案例。

  • 都市設計尺度案例:中國陝西漢中興元新城開發

漢中興元新城開發是一個都市尺度的開發案,將42平方公里內既有的七座水庫串接成一通航用的景觀水道,營造出具有漢文化主題的觀光、住宅和商辦混合新城。因為補充水域的來水並非民眾可親水的等級,水質淨化成了重要的考量。再搭配上新城下水管網系統再造的時機,業主決定以低影響開發作為結合水質處理和洪水管控的主要途徑。規劃初期,配合水利模型的輔助,將全區低影響開發所造成的效益考量進排水管道的配置,以達到最佳的經濟與雨水管理效果。透過大尺度考量整個城市開發尺度在每個細部空間應該分擔的水文恢復任務,訂立準則,以分區塊現地滲透和駐留方式減輕淹水潛在區域在大雨時的排水壓力。規劃後期則依照道路改造機會與區塊開發需求等現地因子設計各種不同的低影響開發工具,提供未來發展的參考。在城市公園綠地空間內可設置生態滯洪池及生態溼地、在河岸綠地可設置區域處理設施、在道路沿線可設置生態滯留溝、在區塊內部則可整合透水鋪面和地下儲水槽等。藉由早期即參與新城開發的整體規劃,這個項目讓多餘的管線花費降低、減少不必要的水體運送,又提供了水質淨化的機會,是大型都市開發型態的一大躍進。

圖02. 由Green Earth Operations提供

圖03. 由Green Earth Operations提供
圖04. 由Terrain Studio提供
圖05. 由Terrain Studio提供
圖06. 由Green Earth Operations提供
圖07. 由Green Earth Operations提供
  • 社區發展尺度案例:美國華州西雅圖High Point Nature Drainage System

High Point Nature Drainage System 是High Point社區再造案的一部份。地點位在西雅圖西南邊的西西雅圖地區(West Seattle),占地約120英畝。因為鄰近自然生態敏感帶-Longfellow Creek,再加上佔了10%的集水區,使這個再造案的雨水處理成為設計上舉足輕重的一環。由西雅圖公用事業(Seattle Public Utilities)主導的雨水設計,是第一個將低衝擊開發運用在社區尺度的高密度城市空間內的設計案,也使其成為頗負盛名的區域型自然雨水管理項目。區內的排水設計運用了各種低衝擊開發的工法去模擬自然的流域狀況。包含20英畝的透水綠地、15,000英呎長的生態草溝、13,000英呎長的透水鋪面人行道、無數個雨水花園及一個末端的景觀滯洪池等等。將區域的降雨透過當地自然植物所構成的雨水設施淨化及下滲,然後透過景觀池調節水量排入Longfellow Creek。達到水質及水量管控的狀態。完工後的雨水系統所呈現的水文樣貌近似於一片自然的森林草坪。而這些自然雨水設施和景觀及建築的完美結合更促使此區的生活品質大大的提升。

圖08. 由MITHUN提供
圖9. 由MITHUN提供,Juan Hernandez攝
圖10. 由MITHUN提供,Juan Hernandez攝
圖11. 由MITHUN提供,Juan Hernandez攝
  • 街廓開發尺度案例:美國奧瑞岡州波特蘭NE Siskiyou Green Street

NE Siskiyou Green Street是一個在既有住宅街道上進行綠色雨水設施改造的案例。它是波特蘭綠色街道計畫裡第一個將路緣石延伸出的綠地空間作為雨水處理設施的項目。設計的想法是將一個街廓的下游端道路縮減,轉換成兩個低窪的種植槽。運用這兩個突出的綠地空間收集原本就會匯集於此的車道地表逕流。正常降雨時透過當地植栽進行水質的淨化,再從另一端將雨水排入既有城市下水管網。大雨時期則讓雨水直接溢流,以避免淹水。綠地內設有三個低矮的擋牆延長雨水滯留時間以提高植栽淨化的效果以及下滲的比例。這個項目除了能淨化水質和減少常態性淹水外,亦提高了街道景觀效果和步行安全。更重要的,它並不需要改變任何既有的排水設施,改造上的可行性極佳。

圖12. 由ASLA提供,Kevin Robert Perry設計及拍攝
圖13. 由ASLA提供,Kevin Robert Perry設計及製作
圖14. 由ASLA提供,Kevin Robert Perry設計及拍攝
圖15. 由ASLA提供,Kevin Robert Perry設計及拍攝
圖16. 由ASLA提供,Kevin Robert Perry設計及拍攝

六、景觀設計在低衝擊開發技術上所扮演的角色

低衝擊開發現階段在亞洲地區的使用常被侷限在水量管控上,這樣的解讀方式導致低衝擊開發的工作大部分都落在特定行業的範疇之下,而非一種平行合作的跨領域產業。水量控制確實是低影響開發不可或缺的一環。如前文所提,這是一種環境適應(Adaptation)的方法,面對超出過往估算的降雨頻率,我們需要提供更多積水量的容納力。然而在許多其他國家如美國,除了水量管控以外,低影響開發更重要的一項功能是水質淨化。要達到衝擊減緩(Mitigation),就必須要盡量地降低人為開發對環境的影響。而這其中,在城市中吸收各式各樣汙染源的表層逕流直接注入河川,破壞河川自然的養分組成而引發一系列的生態浩劫,對環境的影響是遠遠超過人民想像的。所以許許多多複合生態淨化與治水功能的低衝擊開發工具,如生態草溝、生態滯洪池、雨水花園及樹穴淨化池等在美國是更常被運用的。比起單純的透水性鋪面加上綠帶美化這種亞洲都市常見的都市人行道改善方式,在美國會傾向以同時具透水及淨化能力的生態滯洪溝為首選工具,既節省植栽維管成本、達到逕流管制需求、提升生態多樣性還能避免將汙水排入自然環境。這樣的選擇意味著需要對生態的了解、對水理的計算、對都市設計的構想以及對於空間呈現的掌握等等跨足城市設計、水利計算及景觀設計等專業的合作,並非一蹴可及。更深入地去了解在不同情況下可運用的植栽種類與生長需求、了解土壤特性、了解基本水理,並以生態角度彰顯此技術在台灣的場域自明性。這是筆者認為景觀從業者在低衝擊開發設計裡的機會和應努力的方向。


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姚奇成

綠淨環境設計有限公司主持設計師、Green Earth Operations 台灣辦公室負責人。美國華盛頓大學景觀建築碩士(2014)、台灣大學園藝學士(2008)。在中國及台灣各城市以景觀設計專業(LA)結合低衝擊開發雨水管理概念(LID),落實永續環境及空間品質提升的願景。

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