基于功能湿地填海模式的澳门内港滨水地区城市更新
关键词：风景园林；澳门；内港；城市更新；生态防洪；功能湿地
文章编号：1000-6664(2018)07-0091-07
中图分类号：TU 986
文献标志码：A
收稿日期：2016-11-17
修回日期：2018-04-05
基金项目：国家自然科学基金面上项目(编号51578250)、十二五国家科技支撑计划“城郊高密度美丽乡村集约规划技术研究”(编号2015BAL01B01-01)、国家自然科学基金青年项目(编号51308232)、福建省社会发展引导性项目(编号2015Y037)、福建省自然科学基金项目(编号2016J01238)和华侨大学研究生科研创新能力培育计划资助项目共同资助
Abstract: The flood disaster and industrial transformation of traditional waterfront commercial districts in modern cities are the key problems troubling the urban revitalization. By analyzing the actual situations and the causes, and reviewing the flood control experience of foreign countries, the waterfront green infrastructure is proposed as the main objective of planning. To grasp the implementation of the jurisdiction of Macao's sea area and the opportunities of the light rail transit construction, an ecological reclamation technology, the functional wetland planning, was employed to solve the urban revitalization issues on flood controls, industrial transformation, cultural continuation, urban landscape planning, and comprehensive land-use, combined with public services, and cultural regeneration. It provides a new perspective and soft-reclaiming development way to create an ecological urban waterfront.
Key words: landscape architecture; Macao; inner harbor; city revitalization; ecological flood control; functional wetland
在中国近代沿海沿江开埠城市，滨水地区作为重要的对外贸易港口，形成独具特色的沿岸传统商业区。如今这些曾经繁华的港口区域面临转型和升级的迫切需求。其中，如何可持续地应对经常性的洪涝灾害和延续传统码头文化，重新激活滨水地区活力，成为这类滨水旧区活化更新的重要课题。澳门内港滨水地区和旧城区长期受水浸影响，特区政府在五年发展规划中将内港治水和都市更新作为重要的民生课题[1]，也引起了社会的广泛关注。本研究针对内港提出功能湿地填海模式，建构具有防洪防涝功能的生态滨水湿地，将近代传统码头片区转型为澳门市民的滨水休闲区和码头文创区，实现再造内港滨水岸线和带动旧城更新的发展目标。
1 内港水浸问题及其引发的生态危机
内港位于澳门半岛西面，与珠海湾仔仅一河之隔，是历史悠久的码头商业区。内港岸线全长约3 500m，20世纪80年代以前是澳门主要的货运、渔业和客运码头。80年代以后，内港的传统产业逐渐衰退。同时，水浸所引起的生态危机持续困扰内港，使得内港与中国其他城市一样面临着生态环境和旧城衰败的双重困境，主要体现在3个方面。
1.1 硬质人工填海与硬质驳岸
由于技术和理念上的缺乏，早期城市滨水地区填海主要采用硬质驳岸。内港自1831年以后由多次大规模人工填海而成(图1)，破坏了原有的河道生态系统。大量的硬质地面和日益狭小的内港河道，使得每逢暴雨和天文大潮顶托，地表水无法回渗地下或外排。另一方面，硬质驳岸形成的非生态岸线硬化做法，彻底改变了内港沿岸红树林湿地生态系统，城市与水之间的天然屏障丧失，使岸线的生物多样性和自然景观资源锐减。海岸湿地的破坏在1884年就引起了澳葡政府的关注[2]，但这一问题至今仍未解决。
这种反生态的填海造成了内港片区大面积的水浸灾害(图2)。据统计，内港常年遭受不同程度水浸灾害(表1)，水浸时间最长可达8h，严重影响内港居民的生产生活。澳门政府曾计划在妈阁庙至林茂塘修建沿岸防洪大坝，后因大坝自身存在的弊端，不仅隔断市民与水的联系，还破坏了沿岸湿地内66种鸟类觅食和栖息的场所，约14种湿地植物种类及分布面积也将锐减[3]，最终引起民众的强烈反对而被搁置。
1.2 市政管网陈旧饱和、雨污合流
内港近代滨水商业区受西方城市规划影响，澳葡政府较早地引入市政管网设施，但是这些设施已经十分陈旧，最初规划的容量已经不适应当今高密度人口容量。此后又经多次改造，造成了管径大小不一、雨污合流为主、部分管网标高接近内港水面，影响了市政管网的排水功能。尤其是大范围的生活污水与雨水合流汇入放流管(图3)，加重了污水处理的负担。部分经由地面雨水放流管直接排入内港，使得内港水质遭到污染[4]。
1.3 传统码头的衰败及滨水空间的丧失
内港沿岸现有34个码头，占据了整个滨水岸线。近年来，随着澳门博彩旅游业的发展，外港客运码头、九澳深水港的投入使用，加之20世纪80年代以来传统渔业逐渐式微，内港的传统码头功能逐渐丧失，导致了与码头相关的内港工商业逐渐萧条，城区内缺乏足够的配套设施和公共空间，居住和生活质量低。内港从繁华的商业中心沦为环境设施落后、产业萧条的旧城区。
同时，这些衰败的码头和岸线得不到充分的再利用，多数码头目前处于废弃或闲置状态。整个内港滨水岸线区域成为城市的消极空间，割裂了市民生活与水的联系，约占澳门半岛岸线总长度12.5%的内港沿岸成为澳门半岛公园绿地和休闲空间最为匮乏的区域(图4)。
2 境外防洪防涝经验的启示
中国古人曾通过“防、导、蓄、高、坚、迁”6点方法和策略来指导滨水地区的防洪规划[5]。当代境外防洪防涝经验，基本上也遵循类似的原则。早期是以“堵”为核心理念，采用修筑加高堤坝，建设挡潮闸、防洪墙及排水泵站等防洪工程来达到防洪防涝的目的，后期则改变成以“与水共存，疏、堵、蓄”为理念，多种手段综合运用的防洪方式。
2.1 以“堵”为主的方式
修建加高堤坝是各国最传统的防洪方式。早期荷兰的须德海与三角洲工程，在河流沿岸修建堤坝，虽然很好地抵御了洪水侵犯，但是在景观视线和人群活动上阻碍居民与滨水地区之间产生更多的互动，并且极易形成内涝的隐患[6]。在英国卡迪夫海湾改造中，采用“堤坝和景观内湖”相结合的方式，湖水与海水之间通过水闸控制，以达到改善海湾景观环境的目的，相对于传统修坝，加强了城市与滨水区域间的联系，但是挡潮坝的建设使得洄游鱼群和候鸟失去重要的栖息地，围合成的内湖也容易导致水质恶化[7]。为了消除固定堤坝的缺陷，1984年英国泰晤士河创造性地修建可旋转活动式防洪闸，然而该防洪闸为非永久性防洪设施且造价高昂，使用周期短仅为60年，生态问题仍得不到系统解决[8]。
2.2 以“与水共存，疏、堵、蓄相结合”的方式
针对以“堵”为主的防洪方式所出现的生态问题，近年来各国的防洪理念发生改变，从“把洪水阻挡在外”为核心的理念逐步转变为“为水提供空间”[9]“与水共存”[10]为核心。从多尺度、多层次、多功能来考虑绿色生态空间的保护与雨洪管理的需求。丹麦哥本哈根城市排水防涝规划中，通过降低湖内水位，将城内的圣乔治湖转变为海滨公园，增加休闲场地，公园在暴雨期间则被淹没用于滞洪。在德国奥芬巴赫港口区域规划中，将原先码头密布的港口区域改造成既具有防洪防涝与景观功能的市民活动场所，又完成产业转移的要求[11]。香港深圳河第四期工程中运用了“生态河流”理念，利用生态湿地作为开放式滞洪区，巧妙地将工程设施与湿地结合，达到防洪排涝的目的[12]。可见，在20世纪70年代以后，麦克哈格提出的运用生态原理处理人类生存环境的理论[13]，已经被广泛运用于工程实践。
2.3 构建滨水地区绿色基础设施
20世纪90年代，麦克哈格设计结合自然的理论进一步在景观与雨洪管理领域发展形成一套新技术，称为低冲击开发模式(Low Impact Development，LID)[14]，成为当代解决城市防洪防涝的主要技术手段。其原理是在不同场地条件和下垫面限制下，使用生物滞留设施、雨水过滤系统、植被洼地/雨水湿地、雨水收集装置、滞留水塘、植被草沟、渗透沟、绿色屋顶、可渗透铺装等技术，对雨水进行收集、引导、截留、渗透、过滤和净化，以达到减少雨水径流和雨水管道发生溢流的频率，消除积水污染等目的。在数据上，LID能减少30%～99%的暴雨径流，并延迟径流峰值5～20min，从而减轻市政排水管网的压力[15]。目前，绿色基础设施概念已将人居环境、生态保护和绿色技术三者结合，成为近年来国内外研究的热点，然而在国内相关的理论实践仍处于初步探索阶段[16-17]。
3 内港的发展机遇和功能湿地填海模式
3.1 内港新的发展机遇
目前，内港转型面临2个重要的发展机遇。一是2015年中央赋予澳门85km2水域管辖权。该政策的实施，使澳门的行政区域界限首次包括了陆地和水域，为澳门带来更多的发展空间。澳门内港段的水域管辖范围，离现有岸线约150m，这一范围内也是澳门内港码头的惯用航道。二是澳门轻轨二期规划是内港滨水岸线更新的重要契机。2002年澳门政府开始规划建设轻轨系统，目前轻轨一期氹仔段已经完成土建施工。但是澳门半岛的建设尚未明确，尤其是轻轨二期如何与内港旧区协调，一直是社会各界普遍关心的议题。按原有规划，轻轨二期从关闸起，沿内港至妈阁，内港段从北到南分别规划水上街市站、十六浦站、司打口站、下环4个站点(图5)，将为内港片区注入新的活力。
经实践证明硬质填海方法及防洪大坝计划都已宣告失败，应尝试探索另一种更具生态意义的软质方法，要借助2个重要契机，在首要解决内港防洪防涝问题的同时，促进以经济转型、产业优化为目的的城市更新，重新焕发内港的城市活力。
3.2 功能湿地填海模式
基于上述问题和机遇，本研究提出功能湿地填海模式。以功能湿地系统为技术保障，构成填海模式的核心要素；再通过市民服务及文化产业补充和完善填海模式中非技术部分，两者结合对功能湿地系统起到支撑作用。
图2 内港水浸范围(改绘自珠江水利科学研究院《澳门内港水患治理方案研究》2012.11)
图3 内港十六浦周边市政管网现状图(引自澳门地图绘制暨地籍局国际酒店地籍图：http://urbanplanning.dssopt.gov.mo/download/D-2014A069.pdf)
图4 澳门半岛绿化和水体分布功能湿地是对建设人居环境与保护湿地系统两者关系的研究，主要是指通过保护、恢复、重建湿地系统，将污水处理、中水回用、洪期防汛结合起来，达到水资源生态运行的人居环境规划技术(图6)。借由功能湿地技术构建的人工湿地发挥出湿地的净化、蓄水、景观、调节功能，将所有进入区域的水源，全部通过功能湿地系统，以3种途径回归大自然，重建水资源回归生态平衡的规划模式[18]。功能湿地技术主要是提供技术性问题的系统解决方法，构建整体的生态框架，创造出以绿地、生态建筑、透水性的地表作为湿地基质，湖、水塘、间歇性水滩作为湿地斑块，河道、沟渠作为湿地廊道的有机人工湿地[19]。
功能湿地技术仅在校园规划中虽有成功的实践经验，但运用到内港大范围的城市更新，将会遇到更为复杂的社会民生问题。一是既要满足市民对于运动健身场地需求，还应具备咖啡厅、图书馆和社区中心等市民休闲场所；二是要保留住滨水地区独具特色的码头文化和传统渔业文化。考虑到文化、服务需求的多样性和复杂性，将功能湿地技术扩展为功能湿地填海模式(图7)。
3.3 功能湿地调控洪涝
假设按照以往“硬质”填海的方式来修建挡潮坝。在洪水来袭时，挡潮坝发挥防洪作用，可以抵挡海潮所引发的水浸问题；但当暴雨来袭时，大量的地表降水在挡潮坝处被阻挡无法排入海中，同时下水管受海水顶托而倒灌，造成严重的内涝灾害(图8)。
图5 澳门轻轨二期站点规划
图6 功能湿地技术系统图
图7 功能湿地填海模式
图8 硬质填海方式图示
图9 功能湿地填海模式防洪防涝过程图示
图10 填海规划总体平面图
图11 综合型地景生态防洪建筑
图12 斑块廊道分析如采用功能湿地填海模式构建的生态屏障，在洪水来袭时，外侧洪水由生态防洪建筑和生态防洪堤阻挡无法进入城区，洪灾得以缓解，同时关闭生态内湖与海水间的连通闸门，防止内湖水位上升对原有下水管的顶托。在暴雨来袭前，通过气象部门预警，提前抽取降低内湖水位，预留出储水空间。当暴雨来袭时，将大量滞留在城区的地表降水通过管道或直接沿坡度流入最近的湿地斑块内，再经过湿地廊道的疏导分散蓄存于生态内湖中。外部洪水退去后，打开内湖与海水连通阀门，将内湖存储的多余积水排出，内湖水位恢复到正常水平(图9)。当遇到天文大潮与大暴雨并发时，还可进一步利用预留出的部分下陷式运动场地用地作为内涝水的暂存地，例如外侧的地景生态防洪建筑以及建筑南端的露天运动场、绿地、景观水域等都能作为滞水广场，起到滞留、积蓄雨水的作用。
4 功能湿地生态空间构成
将功能湿地填海模式运用到内港片区的城市更新当中，尝试从生态学的角度去探寻一种软质填海方式。规划在内港滨水地区滨水岸线修筑的生态地景建筑作为主要湿地基质；中部的生态内湖作为主体湿地斑块；贯穿联系整个滨水地区的滨水绿道、河道作为湿地廊道；非湿地型的生态斑块、廊道则穿插散布于整个滨水地区，构成一套完整的湿地系统(图10)。新填海区在湿地系统的基础上构建出的滨水区域，延续澳门湿地红树林的生态特征，在保护原有湿地动植物栖息地的基础上，增加湿地面积，将人居环境融入湿地景观之中。
4.1 湿地基质——综合型地景生态防洪建筑
在不改变澳门内港现状的基础上，将滨水岸线外扩80ｍ，之间构筑填海模式的湿地基质，修建湿地景观公园，并在外扩的新岸线处设置综合型地景生态防洪建筑。为了便于分期施工，设计将轻轨线和外环快速路分置，将外环快速路与生态建筑融合，轻轨线则埋设于湿地公园下方贯穿整个填海区。
生态防洪建筑设置在内港“水浸”灾害最严重的十六浦地区外侧，阻挡海潮涌进城区；同时也为内侧轻轨线路在明挖施工时起到围垦作用，降低施工难度。主要服务于内港社区，提供开放的市民休闲场所，将防洪防涝、轻轨交通和公共服务三大功能有机结合于建筑之中(图11)。建筑分为3层，地面一层结合开放式的滨水湿地公园，安排图书馆、室内健身、社区活动中心等室内公共设施，同时伴有茶室、咖啡厅、茶餐厅等配套商业，以改善内港运动设施、公共服务和滨水空间缺乏的现状；地下一层则增设河边新街单向外环车道，内侧设置公共停车场，提供内港片区及湿地公园的停车空间；地下2层为十六浦站至司打口站的外环路，满足过境快速路的要求并与上部建筑隔离，通过增设的单向外环车道及外环快速路提高内港片区的通行效率，缓解交通压力。
4.2 湿地斑块——生态内湖
内港滨水区的防洪防涝需要疏、堵、蓄相结合。单靠外侧生态防洪建筑阻挡海潮难以达到防洪防涝目的，还应在内侧构筑湿地斑块，用于对内港城区降水的疏导和蓄存，防止城区因短时暴雨而产生水浸灾害。澳门工务局所提供的数据显示，内港片区受洪涝灾害影响的面积约为155.59hm3，其中十六浦地区是内涝最为严重的区域，面积约为6.66hm2，规划在十六浦区域构筑大型湿地斑块，下挖形成生态内湖。根据内港的地形地貌特点，计算出内港一侧排水分区的总面积约为46.5hm2。澳门气象局的数据表明澳门近百年最大日降水量443.1mm(1966年记录)，地表径流系数为0.8，计算得到地表水量为16.48万m3，生态内湖的平均蓄水深度大于3m。目前生态内湖的设计库容可达23.79万m3，外加散布在填海区内的斑块和廊道，蓄水面积可达5.37hm2，能满足十六浦地区排涝水量的基础上，分担南北两侧区域的排涝需求，达到百年一遇的防内涝标准。
生态内湖除了防洪防涝功能以外，在平时则是内港片区的人工湿地。构建人工湿地时选择挺水、浮叶、沉水植物等多种湿地植物相配置的方式，增强人工湿地对污染物的净化效果[20]，将生态内湖作为十六浦片区日常生活污水排放到内港河道之前的自然生物降解池，减少对内港水面有机物的排放，有效治理内港河道的水质污染问题。
4.3 湿地廊道——生态河道及沟渠
湿地廊道由生态河道、沟渠组成。在以十六浦区域的生态内湖为核心斑块的基础上，连通各次级湿地斑块，结合绿化带与林地组成非湿地型廊道，构成网络型的湿地廊道系统(图12)。
湿地廊道利用生态河道取代排洪渠，采取草坡梯形断面，设置不同的标高，以应对澳门地区的短时强降雨气候。常水位时，水位深度为500mm，两边草坡形成滨水景观；洪水位时，两边草坡形成排洪断面，经过各次级斑块和湿地廊道，将洪水疏导集中至生态内湖蓄存，达到排涝的作用。
5 内港的生态转型：产业岸线到市民岸线
在功能湿地填海模式所构建的生态构架下，针对原以渔业、运输业等产业为主的内港滨水岸线，考虑可持续的发展模式，对沿岸产业业态升级调整，形成以旅游业、服务业等第三产业为核心的可持续城市滨水岸线。并为岸线加入传统的渔业文化和码头文化，营造市民生态休闲服务岸线、文化可持续发展岸线。
首先，服务民生，打造市民岸线。在生态防洪建筑中，安排图书馆、社区活动中心等服务，并增加配套商业和餐饮休闲。结合生态建筑布置运动场，并配置健身设施、幼儿活动设施、老年人康体设施等。同时在开放式的湿地公园内，结合各道路节点处放置座椅、秋千等休闲设施。为澳门市民营造新的服务设施(图13)。
其次，延续码头和渔业文化。新填海区南部利用原货运码头转移后遗留的吊车和集装箱等设施，增加钢结构框架支撑和悬挂集装箱，将码头文化赋予到建筑外形之中。集装箱的创意组合，形成了居住及文创办公为一体的综合建筑(图14)。填海区北部在原渔业码头的基础上，升级为以水上街市和渔人码头为主题的休闲观光岸线。基于渔人码头开展具有体验性的文化活动，吸引游客体验澳门传统渔业文化(图15)。废旧码头的改造再利用，为生态岸线营造了特色业态，实现内港文化的延续和复兴，达到可持续发展的目标。
图13 结合社区运动设施的地景生态建筑效果图
图14 集装箱创意办公区效果图
图15 水上街市和渔人码头休闲区效果图第三，构建休闲步行系统。内港滨水道路是澳门半岛西侧重要的南北交通干道，两侧人行通道主要是骑楼，人的活动缺乏亲水空间。原有岸线被34个独立码头占用，尤其是十六浦娱乐场长158m的建筑体量使内港岸线的连续性被阻挡和隔绝。为此，利用生态防洪建筑来提供内外2个步行景观廊道，绕开十六浦娱乐场地块区域，将新填海区各个功能串联起来，形成整体的步行系统(图16)。6 结语
通过功能湿地填海模式实现“与水共存，疏、堵、蓄”结合的生态防洪理念，以澳门水域管辖权的实施和轻轨交通的规划建设为契机，解决澳门内港滨水地区现有的水浸及旧城更新问题，达到兼顾雨洪管理、市民休闲、文化再生、产业转型和自然生态等多方面的需求。功能湿地填海模式是在功能湿地技术解决防洪防涝问题的基础上，将功能湿地理念从偏向于自然生态方面提升到城市更新的高度，从校园范围扩大到大范围的城市领域，根据城市中更为复杂的实际需求，承担和组织城市新的功能，最终实现可持续发展的目标。滨水地区的生态保护和人居环境建设始终是一对矛盾的共同体，功能湿地填海模式在化解矛盾的同时也呈现出一种城市滨水地区的独特景观形态。
图16 步行道规划注：文中图片除注明外，均由课题组绘制。
致谢：感谢课题组成员陈路路、姜萌、程坦、韩智灏、刘建辉、邓冬、万伟文在项目现场调研和规划设计研究中的辛苦付出。
感谢本研究支撑平台：东南沿海生态人居环境福建省高校重点实验室。
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(编辑/李旻)
作者简介：郑剑艺
1979年生/男/福建厦门人/博士/澳门科技大学人文艺术学院助理教授/澳门注册建筑师，国家一级注册建筑师，国家注册城市规划师/研究方向为湿地建筑与城市形态(澳门 氹仔伟龙马路)
李炯
1991年生/男/福建福州人/华侨大学建筑学院建筑设计及其理论专业在读硕士研究生/研究方向为城市形态(厦门 361021)
刘塨
1960年生/男/河北唐山人/硕士/华侨大学副校长，东南沿海生态人居环境福建省高校重点实验室主任，教授/国家一级注册建筑师，国家注册城市规划师/研究方向为湿地人居环境(厦门 361021)
费迎庆
1969年生/男/福建泉州人/博士/华侨大学建筑学院副教授/研究方向为城市更新(厦门 361021)
* 通信作者(Author for correspondence) E-mail: [email protected]