高密度城市社区水景设计与生态修复研究: 以上海市杨浦区文化花园旧社区改造为例

杨迪聪 YANG Dicong

0 引言

古往今来，水景在住宅造景中一直占有重要地位。将自然之水融入私人宅院中，能达到小中见大、寄情于景的美感[1]。从近代社区初成规模开始，水景就成为许多社区吸引居民和营造氛围的点睛之笔。水的比热容是所有液态和固态物质中最大的，容易保持环境温度的稳定。在社区中设置小面积水景可以调节局部微气候，而较大面积水景不仅能提供冬暖夏凉的空间感受，更能净化空气、吸尘降噪、提供利于生物多样性的动植物栖息地。水景作为社区景观频频使用的元素之一，从美学、生态、娱乐和文化等方面看，都有极大的研究和应用价值。

近年来，随着中国城镇建设飞速发展，城市居民的居住模式逐渐从公有化转为私有化、商品化。社区居民共享社区景观，通过向物业支付维护和管理费，维持景观效果。但由于维护不当以及个别居民对公共环境缺乏责任感，导致社区景观被轻视和破坏，景观效果大打折扣。针对这些问题，许多学者从居民共建自治[2-3]、基础设施改造[4]、社区和城市文化修复[5-6]、改造社区公共空间和社区花园营造[3,7]等方面开展研究，但将社区水景作为社区更新和城市生态系统修复的方法和途径的研究较少。

我国城市老旧社区水景设施存在功能单一、维护成本高、水资源回收不易等问题。从物业角度看，水景是高消耗、高维护的社区景观，管理难度大且运营费用难以承担等问题导致一些早期建设的水景干涸或被遗弃。有些水景更是被改造成不需频繁维护的花坛，失去了水景原有的美学、娱乐、文化功能。居住区居民一方面对水景抱有较高期待，另一方面却对居住区内水景的效果不甚满意[8]。

2020年，党的十九届五中全会提出了新的五年规划和远景目标，为生态文明建设指明了方向，“推进以人为核心的新型城镇化，实施城市更新行动，推进城市生态修复、功能完善工程，统筹城市规划、建设、管理”，“加强城镇老旧小区改造和社区建设，增强城市防洪排涝能力，建设海绵城市、韧性城市”等，是贯彻落实新发展理念、改善生态环境和人居环境、增强可持续发展能力、推动新型城镇化高质量发展的迫切需求[9]。如何对现有高密度城市老旧社区水景进行改造、修复城市过度干扰的生态环境、促进城市与自然协调以及形成人与自然共生的城市模型是高密度老旧居住区改造中亟需解决的问题。

1 高密度城市社区水景现状

1.1 高密度城市社区的核心特征

我国城市社区发展呈现出紧凑性和多样性特征，居住密度持续维持在较高的水平（＞10 000人/km2）[10]。城市地区土地资源愈发紧缺但人们对生活品质的追求不断提高，城市社区出现建筑纵向延伸以提升容积率节约土地以及景观追求高效可持续空间利用的趋势，如今发展成多元化的高密度聚集性城市社区居住模式（图1）。

封闭式社区是目前城市地区较广泛的一种高密度聚集性居住模式，即有明确的划分边界、以组团形态出现的景观规划布局内部自成一套管理系统。封闭式社区的优势是人口密度集中、配套服务半径合理，同时有一定的宜居生活空间。但对应的问题随着时间的推移逐渐出现。

图1 城市社区类型（a.传统里弄式社区；b.城郊住宅社区；c. 封闭式社区；d. 功能混合型社区）Fig.1 urban community forms (a. traditional clustered community; b. single house community; c. closed community; d.mixed-use community)

1.2 高密度城市老旧社区的问题

通过前期调研有一定年限的高密度城市社区尤其是封闭式社区，发现其存在景观后期维护难、效果差等问题。且由于许多老旧社区水景为人工造景，与外界水源并不贯通，缺少资金和维护后，产生了许多水质问题。这些水景需供给净水，却排出废水，为城市水系统的调节管理增加了负担。

目前城市老旧社区水景的关键问题主要是因其与外部环境割裂。从宏观系统论的角度来看，大系统是由无数互相连接的小部件构成，而人类社会只是整个系统的一个小部件[11]。国外很多社区为开放式社区，社区与外部环境之间具有较高连接性且景观共享。社区水景除了基础的造景功能外，还承担着城市雨水调蓄与营造微生态系统的作用。社区生态性高，对环境的人为干预相对较少。

改善城市社区设计应考虑设计与周围环境尤其是城市水系统紧密联系、相互依存、相互反馈的关系，从而起到减少干预、修复生态的作用。如何通过简单、有效的设计改造老旧社区水景，达到既能改善城市水生态环境、调蓄城市防洪排涝，符合生态环境建设要求，又兼具多功能性、满足居民回归自然需求，是本文重点探讨的内容。

2 弹性理论与弹性模块化在高密度社区应用中的优势

2.1 研究方法

本文采用四种研究方法即文献整理与归纳法、多学科融合研究法、综合分析法、实地调研和实例研究法作为研究的基础，针对高密度城市老旧社区水景普遍存在的维护成本高、效果不佳、居民满意度低等问题，通过搜集、查阅、整理国内外旧小区水景改造相关文献，研究国内外前沿弹性景观技术和理论，以上海杨浦区文化花园小区为例，综合分析弹性模块化水景在社区更新中的可行性和实施途径，构建适合当代社区的水景系统。

2.2 弹性理论与城市水管理系统理论研究进展

“Resilience”一词由生态学家克劳福德·斯坦利·霍林（Holling）首次提出[12]，中文译做“弹性”或“韧性”。他认为弹性是管理生态系统资源平衡的方式，通过保持系统的可持续性和弹性可以达到生态系统的长期稳定。弹性一词在工程、生态、社会等多个领域都有表现[13]。霍奇森（Hodgson）等人[14]将弹性系统描述为具有抵抗力和恢复能力的系统，通过缓慢释放能量，将系统控制在接近正常的稳定水平。弹性城市具有较高的适应性和灵活性，可以应对突如其来的压力、冲击和破坏，当系统发生变化时，可以快速修复，重新构成与原先类似的城市系统结构[15]。将城市弹性系统研究应用于城市规划与水景观设计之中也可以缓解高密度城市的水生态问题，这为水生态系统管理提供了一条新的思路。

源于对城市生态环境修复与城市雨洪管理的需求，为了改变城市硬质化、低渗透性导致的城市内涝等现状，一些基于弹性城市水管理系统的策略相继被提出[16-21]，通过生态手段调控雨水资源，减少人为干预对水文循环系统的影响，将城市转变为更具复原力和可持续的系统。弹性水管理系统在生态环境领域的应用多为城市防洪、滨水公园水岸修复等[22-23]。事实上，城市弹性水管理系统应倡导“共生替代抵御”的景观策略[24]，强调预防—缓解—适应过程，可确保城市水系统有足够能力应对未来的风险和突发事件，是更具成本效益和实用性的城市水系统解决方案。城市居住社区作为居民集中的高密度空间，目前研究较少关注水生态弹性系统的应用空间。若能将弹性水管理系统应用于高密度居住社区水生态环境设计以及老旧社区水生态环境改造更新，将有利于大型高密度城市的可持续发展。

2.3 “弹性模块化”在高密度老旧社区水景中的优势

模块化景观是指系统中的小部件通过一定规律重复出现，彼此相互联系，构成更丰富复杂的景观系统。“弹性模块化”水景研究是对现有弹性景观理论的补充和完善，为高密度城市老旧社区改造提供了新的规划和设计思路，有较高的研究价值和实践意义。泰勒（Tyler）、布鲁诺（Bruneau）等[25-29]认为城市水弹性系统具有灵活、多样、高容错性、安全预防、连通、适应等优势，泰勒、埃亨（Ahern）等[25,27,29]认为模块化是城市水弹性系统的主要特征之一，通过小模块的重复使用以及零件的更换或更改实现弹性景观目的。在当代高密度城市地区，小型分散的绿色基础设施在管理城市雨水方面更有效[30]。“模块化”是城市老旧社区水景改造的最佳途径，但目前这一领域的研究仍处于起步阶段，缺乏相关实践和理论研究。

在高密度城市水系统中，通过重复使用具有高复原力的绿色基础设施模块部件，可增加城市蓄排能力，增强城市系统弹性（图2）。

弹性模块化景观在高密度老旧社区中的优势包括三点，即富于变化与统一、便于网格化管理以及保障疫情期间的水安全。

2.3.1 富于变化与统一

模块化水景设计可根据高密度老旧社区的要求，对水景进行自由组合，既有较强的灵活性，又有多功能性；既可作为水景供居民娱乐休闲，又可作为雨水、污水的收集和处理设施；既方便了维护和管理，又可减少对环境的破坏，从而实现水生态管理，更好服务于城市活动。但模块化并不意味重复与单调。相反，模块化水景设计充分考虑现有场地因素，因地制宜，形成不同形态的弹性水景空间。多个模块化景观在同一场所中的实践会形成连续多变但又和谐统一的景观体验。

2.3.2 网格化管理模式

景观模块化意味着设计原则从构建整个生态景观系统变成组合单个小体量的景观单元，对于老旧社区改造来说，这种方式更易于推广和后期管理维护。目前旧社区改造通常面临缺少启动资金以及缺少专业管理维护人员的情况，推广成型的小模块在价格上更经济实惠，也便于非专业人士的实施与调整。模块化是一种可以快速实施和更换的设计方式，可以提高管理者的工作效率。在管理方面，可以参考城市河道管理所采用的河长制，在进行水景建设改造时按照事先规划的单元网格模式构建，而后进行分别的监测和实时巡查。一旦产生突发事件，既可以快速查找问题来源，又能明确责任、及时调整管理手段，保证社区水景系统的可持续使用。当某个模块出现损耗或损坏时，也不会影响大系统的正常运作。

图2 模块在城市社区中的应用示意图Fig.2 schematic diagram of the application of modules in urban communities

2.3.3 疫情期间的水安全保障

新冠病毒的流行引发了人们对城市公共卫生的担忧，如何有效重构未来的弹性城市系统具有重要的现实意义[30]。模块化水景规划与设计可以对城市水生态系统起到预防和调控作用，从而保证城市水生态系统的正常运行。小体量的模块化水景单元设计使水系统的连接方式由串联变为并联，互相分离，互不干扰。面对污染源头，只需切断部分单元，即可保证其他水生态系统的安全使用。

当模块化景观在社区水景设计中日趋成熟和完善，社区不仅能成为适宜人居的场所，更是调控城市生态环境的利器。将社区景观视为与周边景观环境连接的开放系统，社区水景在调蓄雨水、处理污水、改善生态环境方面能发挥绿色空间效力，成为城市绿色基础设施网络的一部分。“模块化”水景的最终目的是构建自修复和高弹性的城市水生态系统。

3 “弹性模块化”水景在上海市杨浦区文化花园老社区改造中的应用

3.1 弹性模块化水景在上海老社区中的总体应用策略

上海为水质型缺水城市，水质污染严重，且城市人口用水需求超过水资源供给，市民面临巨大的水资源短缺问题。上海市政府和研究者[31]提出了解决上海水质短缺问题的思路，包括调整水源周围的土地利用方式，控制污染；减少高污染物排放行业；建立水源保护区；改善水生态环境；节约水资源，鼓励有效用水；促进雨水的存储和利用。上海水质污染一大源头是合流制排水系统所导致的溢流污染[32]。上海城市社区基本是截流式合流制排水系统与分流制排水系统相互衔接，2000年之前建成的城市管道一般采用截流式合流制排水系统，该系统中的雨水和废水被收集在同一个管道，然后被运送入处理厂。2000年以后建成的城市管道大多考虑减少对环境的影响采用分流制排水系统，即分别在不同的排水管道输送雨水和废水。截流式排水系统的街道会在暴雨季来临时将超负荷管道中的雨水和污水通过溢流口排出到附近河道，导致河水污染。河道本是美观和干净的象征，却因溢流污染而发臭发黑，影响城市生态环境和附近居民的身心健康，成为亟需治理的水景观。

对于高密度城市老旧居住区，若能通过弹性模块化水景和城市社区水系统对雨水与现有社区水景进行综合改造并加以利用，可以有效缓解社区水资源短缺问题，更可以为城市水环境提供经济、生态效益。针对上海老社区的弊端，本文构建了新的弹性模块化水景和城市社区水系统，并提出了高密度城市水系统管理策略（图3）。模块化水景的小体量优势符合高密度城市老旧社区尺度的水景更新需求，成为构建城市弹性的最佳途径。经过模块化水景改造，老旧社区可以焕发新的活力，激活灰色空间，成为市区一道靓丽的风景线。与此同时，每个社区都可以成为雨水收集容器。建成的模块化水景可以在雨季高峰时储蓄雨水，旱季时将雨水缓慢释放到城市管道系统，有效缓解城市水系统的峰值压力，阻止潜在的水生态安全威胁。本设计策略考虑到上海淤泥质粉质黏土不易渗透的特点，以“蓄—排”方式来提高城市水生态弹性。

图3 城市水系统管理策略对比Fig.3 city-scale water management strategy comparison

3.2 文化花园老社区改造策略

杨浦区是上海早期城市发展的核心之一，人口密度大，社区众多，杨浦区内的部分区域仍采用早期的合流制排水系统。如建于1998年、位于杨浦区西北部的文化花园社区有1 000多户居民，是上海市典型的封闭式高密度老社区。本文以上海市杨浦区文化花园老社区为例，通过弹性模块化水景的应用，重新构建典型高密度上海老旧居住社区水系统，使之形成网络式布局。将社区水景改造成为小规模的绿色基础设施，取代传统的直排水系统，以社区水景为弹性模块，收集、处理和存储生活废水、污水、雨水等，达到生态修复老旧居住区水系统的作用，为高密度城市水生态系统提供可持续发展的新机遇。

文化花园社区设计之初共有六处水景，包含两处循环雕塑喷泉、一处旱喷喷泉、两处雕塑水池、一处水池群。作者现场调研发现，目前六处水景均失去景观效果，处于废弃状态（图4）。同时，社区还存在其他老旧社区的通病，如道路设计宽度不足、停车难、空间利用率低、缺少儿童安全活动场所等。

图4 文化花园社区六处水景现状图Fig.4 six water features condition in Culture Garden Community

图5 社区现状水循环系统Fig.5 existing water system in the community

图6 社区规划水循环系统Fig.6 planning water system in the community

文化花园老社区水景改造遵循以下三大原则：构建高弹性模块化的水系统、采用低维护和可持续的材料进行水景改造以及使用利于雨水渗透的透水铺装替代部分硬质地面进行生态修复。首先，通过查阅文献与场地实地调研等方式，研究分析了文化花园社区原有水循环系统，绘制框架图示进行了梳理（图5）。梳理后发现，雨水资源在社区水系统中没有被利用起来，生活污水和景观用水的排放对环境造成了较大影响，破坏了城市水生态环境。基于高弹性和模块化原则，新的水景改造设计提出了全新的水系统框架（图6），即利用社区水景完成从储蓄雨水、水质净化改善、水资源重复利用到干净水排放全过程，减轻水井管道负担，减少雨污水溢出到附近河流的可能性，修复城市水生态环境。

在全新的社区水循环系统基础规划上，又对文化花园进行了整体规划设计。设计内容包括：区分雨污水系统流线，地面景观作为雨水收集路径，地下管道作为生活污水输送路径；改造现有废弃水景原址，根据地形特点塑造不同模块化水景（图7），赋予水景包括储蓄、净化与修复在内的生态功能，新增儿童互动娱乐功能；将低维护植被和材料应用于弹性模块化社区水景；串联不同类型的水景模块（图8），构建易更换、低维护成本、可持续的生态社区景观。

图7 弹性模块化水景的应用策略Fig.7 application strategies of resilient modular waterscapes

图8 弹性模块化水景在文化花园小区中的设计应用Fig.8 application of resilient modular waterscapes in Culture Garden Community

3.2.1 活水科普区

文化花园社区西侧围墙内原先是一个小土坡，为了过渡1.5 m的地形差异，坡上种满了树木和灌木，而周边被高大围墙包围。新的设计分析了周边交通环境后，将西侧围墙打开作为新的入口。图9为设计的社区西侧新开入口的剖面示意图。数个与杨浦老工业景观元素契合的锈色高耐候钢水池呈梯级布置，内种植可净化水体的湿地植物。汇聚收集的雨水进入阶梯型水池，依托地形优势，经沉淀、吸附、氧化还原、微生物分解等净化步骤，形成活水生态系统。净化过程作为演示科普装置，在入口展示水由“死”至“活”的过程，同时输送和净化水质。

图9 社区西入口剖面示意Fig.9 axonometric section of west entrance garden

3.2.2 雨水调蓄区

社区现有的水池群由于维护费用高、水体易滋生蚊虫等原因被废弃。雨水调蓄系统采用季节性旱溪取代传统水池，在雨季形成溪流和水塘，旱季时作为旱溪景观，达到有水无水皆是美景的独特景观（图10）。同时，该花园的凹下区域可以在雨季高峰期临时滞留社区雨水，使社区水景具有更高的弹性。

经过各种多孔隙天然材料如碎木片、小石砾、多孔陶粒等，以及水生植物过滤净化多次处理后，水景中的水可以达到儿童安全娱乐活动的水质标准。

图10 旱溪两用花园剖面示意图Fig.10 axonometric section of multi-functional garden

3.2.3 循环水景区

改造的第三步是再生雨水的循环利用。作为社区主景的下沉广场，现有旱喷喷泉由于用水量大、耗电等原因，早已处于弃置状态，下沉广场也失去了原本的活力。图11为新设计的下沉广场中央水景示意图。从社区不同水景模块收集和净化的雨水在处理后形成干净、可触摸的水景观，依靠重力流动，可以不断补充下沉广场的水景。阶梯式的台阶形成瀑布跌水，让儿童触摸和玩耍。干净舒适的亲水互动景观吸引居民在此停留，激活了原本无趣的空间，实现可持续的水景观体验。相比原来的废弃水景，改造后的下沉广场中央水景作为社区微循环水生态环境，既可满足社区居民的亲水需求，还兼具社区防火功能。

对文化花园社区的实践研究和设计验证了弹性水景模块在老旧社区改造中的可行性和可持续性。三种模块系统构成了社区水景生态修复和雨洪管理的纽带，结合了蓄—净—用—排功能，对社区收集的雨水进行预处理和滞缓，形成生态社区的基础模型。通过将公园、河流、绿地、生态社区等系统融入绿色网络, 可以构筑自然、高效、弹性、具有自修复功能的动态绿色水管理系统，修复城市过度干扰的生态环境，促进城市与自然协调，形成人与自然共生的城市模型。

图11 中央水景改造后示意图Fig.11 axonometric section of center water feature

4 结论与启示

本文针对当代高密度城市社区水景的现状与问题进行了研究，提出以弹性模块化水景系统为原则的老旧社区水景改造方式。通过构建弹性模块化水景系统，将城市社区水景作为城市绿色生态网络系统的重要单元模块，创造高弹性、可持续、生态可修复的城市水生态系统（图12）。采用这种灵活的“蓄—排”弹性模块化水景系统设计策略，上海水生态系统将拥有高度的适应能力，可以更好地抵御潜在的水质灾害和风险。针对上海市杨浦区文化花园老社区水景的重新规划与设计印证了弹性模块化水景新模式的可行性与经济性。以水景模块化功能为导向的社区水景设计为未来的可持续和弹性社区水景改造与设计提供了新思路。

作为高密度城市水生态系统的一部分，弹性模块化社区水景可成为提高居民生活质量、维护生态平衡、改善人居环境、美化城市景观的重要组成。但目前对弹性模块化水景的研究还停留在理论和定性研究层面，本文关注的重点是如何通过弹性理论解决城市水生态环境和宜居问题，用弹性模块化水景规划和设计重新建构高密度城市老旧社区的水景观系统。弹性模块化水景的应用仍面临许多挑战，如成本受限、规划与实际建设的差异、生态与美感的平衡等，这些都需要景观设计师在面对不同场地条件时具体分析。进一步的研究可以采用定性与定量结合的方法，深入研究易于维护和更替的生态水景观模块，构成新的城市生态修复模式，以便普及推广。可基于更多实践案例进行分析与评估，构建新的城市弹性管理系统评估机制，优化和改善现有城市生态环境。

图12 模块化水景在社区和城市系统设计中的构成Fig.12 compositions of modular waterscapes in community and urban systems

致谢

感谢加拿大曼尼托巴大学建筑学院Dr.Karen Baptist Wilson在本项目研究过程中给予的大力指导与帮助！