垃圾填埋场封场再生的“五要素-三阶段”跨学科合作设计途径

郑晓笛

王玉鑫

随着生活垃圾分类政策在北京、上海、杭州等城市陆续实施，垃圾焚烧设施建设占比逐年增加，公众环境意识逐步提升，对满库容生活垃圾填埋场进行治理、生态修复与再利用的需求与日俱增。住房和城乡建设部统计数据显示，存量卫生填埋场陆续接近“退役”，运行总数已开始下降；同时，近年来国内对非正规填埋场的治理力度亦在逐年增加。据预测，2021—2030年，国内面临封场修复的填埋场占地将达280.7km2[1]，中国生活垃圾填埋场将集中迎来大规模封场期。

由于填埋场长期存在填埋气扩散、渗沥液污染、不均匀沉降等风险，在填埋场封场后，城市公园是一类具有较高可持续性的土地再生方式。在垃圾填埋场封场与公园化再生(以下简称“封场再生”)过程中，环境工程学与风景园林学是共同决定场地空间形态的关键学科。前者以填埋气与渗沥液等潜在污染源的管控和垃圾堆体的稳定化为主要目标，后者则服务于景观空间营造与生态修复。尽管二者目标不同，但作用于同一座垃圾堆体之上，使彼此关联紧密并相互影响。在世界范围内，公园化再生备受各地青睐；陆续实施的优秀实践均不同程度地体现了跨学科合作。研究表明，公园化再生比起单一封场能带来更大的经济效益[2]；毗邻城市密集建设区域的填埋场再生，甚至能从区域层面带动周边社区发展[3]。因此，学科间密切合作是赋予封场再生较高空间吸引力的必要方式，也是提升其社会经济效益的重要途径。如何推进跨学科合作是封场再生语境中的重要议题。

1 跨学科合作的探索与困境

近25年来，国内外风景园林学者以跨学科视角对垃圾填埋场改造进行了持续探索：一系列风景园林学著作中出现的重要概念——“制造场地”(sites of manufacture)[4]、“废弃景观”(waste landscapes)[5]、“残余景观”(drosscape)[6]等，不同程度地映射了行业对生活垃圾、填埋场及其再生的关注；风景园林学被认为是提升公众对垃圾处理设施认知水平[7]、实现设计美学与环境治理结合[8]的重要媒介；风景园林师不仅能在填埋场封场绿化阶段将艺术理念融入其中[9-10]，并可实现从填埋场向公园的转变[11]，在填埋场选址、运维及各情景的封场改造[12]等多个环节均具备参与可能[13]。笔者近期特意访谈了多位国内环境工程师对合作的看法，绝大多数表示支持在封场再生中与风景园林师建立合作。

跨学科合作的理念似乎并不陌生。然而，真正将其落实的高质量合作项目凤毛麟角；尤其在中国，合作落实仍非常有限。笔者认为，合作机制的欠缺与实操层面合作认知的模糊是阻碍合作推进的重要原因。一方面，以规范为蓝图的封场绿化，既无法满足作为公园使用的需求，也缺乏充满人文气息的高质量户外空间品质。在我国，尽管《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》(GB 51220—2017)、《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》(GB/T 25179—2010)等规范提出了堆体绿化的封场要求，并列出了公园化再生时的理化指标，但如何基于公园用途协调封场工程与再生建设并未具体阐述。另一方面，缺乏操作层面的跨学科知识储备，不利于推进具有较高美学价值的再生进程。“先封场、后设计”的工程实施现状，既不利于风景园林师深入了解并影响封场工程，也有碍环境工程师深刻认识景观设计的实践内涵，因此，将“合作”认知局限于植物种植与绿化工程的环境工程师仍占多数。

因此，如何认识跨学科合作？双方在哪些方面能够建立空间营造的合作？如何开展合作？合作的难点何在？这些问题是本研究探讨与解答的核心内容。

2 研究方法与对象

在探讨上述问题前，需界定本研究语境中跨学科合作的具体所指。

基于两专业的不同实践目标，从实现简单的封场绿化到再造具有生态、社会和美学价值的城市开放空间，递进式地对应了从潜在污染管控到生态修复与空间功能更新的目标。因此，研究跨学科合作，即研究双方如何深度理解彼此工作目标，并在实操层面建立相互成全的技术路径，共同实现“1+1>2”的最终成效。

本研究聚焦于国内外生活垃圾填埋场公园化再生设计实践，对近20个再生项目及封场工程开展了深入的案例研究，从风景园林设计策略、环境工程措施等角度对项目相关内容进行梳理与分析——以问题为导向，重点归纳在哪些空间层面具备合作潜质、结合封场工程特征如何实施合作两方面内容。在此基础上，选取4个在填埋场体量、再生设计深度、项目复杂程度具备较高典型性的项目进行深度案例研究(表1)。

表1 深度研究案例Tab.1 Cases of in-depth study

研究途径包括对项目相关著作与期刊等文献的研究、梳理项目工程图纸与各阶段设计文本报告、访谈项目设计师与工程师及实地考察等。此外，在研究过程中笔者对北京市多位具有丰富封场实践经验的环境工程师开展了持续的采访与交流，以验证与修正研究结论。

3 基于“五要素”视角的封场再生跨学科合作

按照封场工程内容，对空间塑造产生实质影响的环境工程措施主要包括5个方面，即垃圾堆体整形、覆盖工程、填埋气体收集与处理利用工程、渗沥液导排与处理工程、防洪与雨水导排工程及垃圾堆体绿化。这些工程措施依托于5项核心空间要素——垃圾土、气液管网、覆盖层、汇水设施和植被，与风景园林设计中的地形、水体、植物景观等要素存在紧密对应关系(图1)。

图1 填埋场封场后公园化再生的典型范式及空间要素Fig.1 Typical configuration and spatial elements of a regenerated park from a MSW landfill

垃圾土要素，作为一类“棕色土方”①，其体积、总量、理化性质决定了堆体体量及其外部空间形态特征。

管网要素，由“点”(收集监测井)与“网”(收集管线)组成。鉴于对填埋气、渗沥液收集状态的持续监测需要②，管网要素长期存在，与风景园林地形设计的竖向特征关联密切。

覆盖层要素，自内而外通常由排气层、防渗层、排水层、绿化土层构成，衔接了垃圾土层与再生场地。对内，其保障堆体结构稳定、阻隔垃圾暴露、抑制气液扩散；对外，与公园各功能对应的场地地形、交通路径及植物生长的土壤条件紧密相关。

汇水设施要素，是垃圾堆体上水体景观的空间载体，由堆体表面用以导排、汇集地表径流的排水沟、截洪渠及雨水收集池等必要设施构成。

植被要素是封场工程的必要元素，其通过阻隔雨水直接冲刷覆盖层、根系固土、蒸腾作用[14]保障堆体结构安全并减少雨水下渗；同时，也参与不同氛围、功能与尺度的空间营造。

基于深度案例研究与比较分析，笔者认为在封场再生的实践范畴内，依托于“五要素”，存在五方面合作内容。

3.1 垃圾土要素：堆体整形联结空间塑造

在高度与坡度要求③等强制规范控制下，垃圾堆填作业与整形更多关注于填埋效率，而非再生后场地所需的空间形态，单调的垃圾土层体量反而成为场地再利用的限制[12]。因此，在满足规范、填埋容量的前提下，可将再生所需空间形态的塑造联结整形工程，将垃圾土当作空间形态塑造的材料(图2)。尽管如此，鉴于对堆体稳定化进程与垃圾土理化特性影响其承载力的考虑，实操中大规模改动堆体固有空间形态并非易事，可能的方式包括垃圾开采与筛分减量、堆体再整形，或运入客土重塑形态。

图2 垃圾土要素对应的潜在合作内容Fig.2 Potential collaboration in the element of waste

以希瑞亚山为例，原始堆体外侧近乎45°的陡峭外边坡是其最典型的形态特征。再生实践最终突破了规范中的边坡坡度控制，并保留了绝大部分外边坡。这不仅源自风景园林师最初的大胆构想[15]，更在于经过经济性、安全性的计算论证，外坡并不适合大规模填挖与形态调整。为更好地契合公园空间建设需求，对堆体坡顶内边坡等位置实施了必要且可行的局部再整形(图3)。

图3 希瑞亚山堆体外边坡与坡顶内坡的不同处理策略(郑晓笛摄)Fig.3 Different reshaping strategies in the outer and inner slopes of the Hiriya project

3.2 管网要素：气液系统的空间布局结合竖向地形

为方便维护人员的监测，环境工程师在布置气液系统管网时，会考虑整形后的堆体形态，如收集监测井井口将被尽可能地布置在堆体上相对平坦的区域。若封场改造后的场地与管网系统“打架”，则会同时有碍系统的运行监测与场地使用。故可通过调整气液系统整体空间布局以适应再利用场地空间；同时，鉴于气液系统会遍布垃圾堆体，且目前在多数填埋场中露出地表的井口已成为填埋场的特色符号，故再利用时期可将其作为重要设计元素加以考虑——通过井口形态的隐形化或装置化处理，降低污染管控与场地再生的冲突(图4)。

图4 管网要素对应的潜在合作内容Fig.4 Potential collaboration in the element of LFG-leachate pipeline

调整管网空间布局通常并非易事。尽管如此，在格拉夫公园中，气液系统空间布局是根据台地地形的竖向特征重新设计过的。根据对主持设计师Enric Batlle的采访，相较于纯自然式地形，以当地农业景观为灵感的台地竖向设计语言，与封场工程中的管网布置逻辑契合度更高，也更易被环境工程师理解。可见，易于双方沟通的空间语言，对推进合作至关重要。

相比之下，处理“点”状井口则相对容易。如清溪公园东堆体在封场覆盖时已将场地用途考虑在内，环境工程师对地表井口实施了地埋处理(图5)。此外，在弗雷德里克·贝克公园中，设计师使用圆球形景观装置对收集井进行景观化包装，削弱对场地使用的影响，并兼顾设施运行与监测需要[16](图6)。

图5 清溪公园早期封场区域(5-1)与较晚封场区域(5-2)在集气井井口处理的对比(郑晓笛摄)Fig.5 Comparison of the wellheads of LFG collection wells between the early closed area (5-1) and the later closed area (5-2) in the Fresh Kills Park

图6 弗雷德里克·贝克公园景观设施化的收集井端头，成为拉近人与填埋气工程性处理过程的重要媒介(张晓天摄)Fig.6 The landscaped LFG collection wells in the Frédéric-Back Park serve as a medium for connecting park experience and LFG disposal process

3.3 覆盖层要素：覆盖工程统筹场地建设

多数情况下，封场覆盖与再生建设的设计彼此独立且脱节，环境工程师会依据规范与堆体特性先行制定标准化的覆盖工程，致使再生阶段的场地微地形建设仍受限于覆盖层本身特征。有学者提出一种理想化的景观式覆盖，将再生场地设计与覆盖层设计合二为一，使地形塑造与覆盖工程有机结合[10](图7)。

图7 覆盖层要素对应的潜在合作内容Fig.7 Potential collaboration in the element of final cover

格拉夫公园应用了台地景观式覆盖层结构；多级台地形成了自由灵动的空间，原堆体呈现的单一且乏味的大坡面形态焕然一新(图8)。希瑞亚山同样运用了景观式覆盖，其包含的覆盖层断面形式多达14类，均不同程度有机衔接了多类场地建设需求及覆盖保护要求，为树阵景区、内侧花园台地景区、外侧的原始坡面、核心绿洲景区等提供了场地建设的基础，并服务于强化堆体稳定性、防止雨水渗入、指引填埋气导排等硬性要求。

图8 多级台地的形态显著改变了格拉夫公园原山谷型堆体的体量感(引自Google Earth)Fig.8 The shape of multi-stage landform significantly changes the volume sensation of the original valley landfill

3.4 汇水设施要素：雨洪管理系统融合水景营造

水，作为典型的园林要素，在填埋场再生语境中同时象征生机与挑战。由于植物在堆体上基本依赖自然雨水，所处环境相对干旱多风，生存条件通常较恶劣[16]，在堆体坡顶修建蓄水池可解决该区域灌溉成本高的问题[17]，为植被生长创造条件；同时，在堆体表面建设雨水导排设施正是为了防止雨水淤积下渗，属典型的功能性强于美观性。故在充分满足设施正常运作的基础上，可融合雨洪管理与水景营造。

具体方式包括对雨洪管理系统的景观化改造与功能性拓展(图9)。其中，景观化既可应用于雨洪管理系统的空间结构，根据地形营造需要改变其原有布局模式；也可应用于雨洪设施空间造型的艺术化处理。如在希瑞亚山案例中，坡顶区域的雨水收集渠被设计成树枝状；相对充足的水分使该区域自发形成了茂盛的灌木丛(图10)；为使高大乔木生长，堆体顶部专设了多处公共露天水域与地下储水层(图11)。此外，可从功能拓展角度实现水景营造价值提升。如在清溪公园与弗雷德里克·贝克公园中，堆体坡脚处的雨水滞留池都将被置入生态教育与展示、户外学习及水上运动等新的复合功能。

图9 汇水设施要素对应的潜在合作内容Fig.9 Potential collaboration in the element of stormwater management system

图10 希瑞亚山坡顶区域的树枝形雨水收集渠(引自https://www.latzundpartner.de/en/projekte/postindustrielle-landschaften/hiriya-tel-aviv-il/，作者标注)Fig.10 The branch-shaped drainage trenches at the top of the dump

图11 希瑞亚山堆体坡顶绿洲区的半露天开放水域(郑晓笛摄)Fig.11 Semi-open waterscape at the top of the Hiriya dump

3.5 植被要素：封场绿化兼顾景观种植设计

封场工程要求的绿化覆盖与空间营造需要的植物景观存在辩证关系。因此，实现成活率高且具有美学价值的植物栽植，亦是重要合作内容。通过微地形塑造可为特定植物的生长直接提供适宜坡度与土层厚度；通过可持续耕种方法可恢复土壤肥力；此外，通过设置景观建构筑物，亦可改善局部微气候，在植被栽植初期形成适宜生长的微气候条件(图12)。

图12 植被要素对应的潜在合作内容Fig.12 Potential collaboration in the element of vegetation

具体而言，在格拉夫公园中，坡顶、边坡的地形塑造实质是划分了乔、灌木与地被的种植区域(图13)；在清溪公园中，使用结合机械作业的条田耕种方法，分区、分时段逐步实现土壤的肥力恢复与植被建立[18]；类似的可持续耕作方式在格拉夫公园中也有应用，在坡度低缓区域模拟农业系统运作状态，使用鹰嘴豆、三叶草等典型豆科作物实施轮作[19]；在希瑞亚山陡峭的边坡采用生态柴束滞留雨水，使用透水遮阳幕布避免阳光直射，为边坡植被生长提供了适宜的水热条件。

图13 格拉夫公园边坡区域种植小乔木、灌木，坡顶则使用地被植物(郑晓笛摄)Fig.13 In the Garraf project, small trees and shrubs are planted in the slope area, while herbaceous plants are used at the flat area

4 封场再生合作设计的“三阶段”

基于对“五要素”中合作内容的阐述，笔者将跨学科合作定义为：在封场再生过程中，环境工程学与风景园林学通过在垃圾土、管网、覆盖层、汇水设施、植被5项要素中不同程度的合作，形成兼顾风险管控、生态修复、空间再利用等目标的可持续设计方案。

考虑到填埋场物质空间的层状形态与封场再生工程的层状建设逻辑，笔者认为“五要素”及对应的合作内容呈现了“层状交叉”的关系特征。各要素并非独立存在，彼此间相互影响，发生次序亦存在先后。

具体而言，典型的填埋场由内而外、自下而上可大致分为垃圾土层、封场覆盖层和最外部的景观层；与此同时，气液系统沿垂直向与水平向不同程度地贯穿了各层结构。垃圾堆体的体量与形态特征极大地影响了覆盖层的结构及堆体覆盖后的外部空间形态。水系因器而成之，依托于覆盖层存在。植物的生长依托于水系、绿化土层提供的养分与微气候。

从工程实施顺序的角度，封场工程先行于再生进程。堆体整形、气液系统安装是最先开展的“下层工序”，对卫生填埋场而言，整形贯穿于填埋作业的全过程，气液系统安装与之基本同步，并直至填埋量达到设计库容实施封场。同理，对非正规填埋场而言，修整陡峭边坡等不合理地形一般发生在封场工程初期；完善气液系统建设也是封场初期应对填埋气、渗沥液导排与处置的必要步骤。其后，则是堆体覆盖工程，其可被视为封场中对地形塑造形成关键影响的“上层工序”。最后，地表径流导排、生态修复、植物种植及再生场地建造工程则依托于封场覆盖系统中的最外层结构依次开展。

封场再生的本质是空间改造，涉及的改造对象越靠近“下层”，操作难度就越大。因此，跨学科合作建立之时，封场工程项目周期所处的具体阶段，将极大程度影响可开展合作的具体内容。按操作难易度、对空间改造程度，合作时的典型工程周期可归纳为“三阶段”：阶段一，堆体整形工程尚未完成时，风景园林师即可全程参与封场与再生工程；阶段二，建立合作时，整形工程已完成，但终场覆盖工程尚未完成实施；阶段三，封场工程实施完成后方建立合作，合作内容仅针对再生工程。

值得注意的是，在封场先行的工程逻辑与当下合作欠缺、封场与再生工程彼此独立的行业惯性下，风景园林师通过参与封场工程以影响“内层”的堆体整形与气液系统的空间布局往往最具难度；通过调整覆盖层的剖面设计以适应未来场地再利用的方式难度相对适中；相较而言，在雨洪管理、封场绿化、井口装饰等层面的合作，由于其发生位置更偏“外层”，操作难度相对最小。

5 “五要素-三阶段”跨学科合作设计途径

回到最初的问题：风景园林与环境工程专业该如何实现空间营造的跨学科合作？为促进合作建立与推进合作实施，笔者构建了封场再生跨学科合作设计途径(图14)。按空间特点、合作阶段、难易程度，其包含依托于5项空间要素的10种指导策略。

图14 “五要素-三阶段”填埋场再生跨学科合作设计途径Fig.14 The 5E3P interdisciplinary design approach

1)垃圾土要素：实施艺术化、景观化的整形工程，在满足边坡、台高、体量等要求的前提下，将垃圾堆体形态尽可能向再生阶段所需的空间形态靠拢(策略a)。

2)管网要素：在布置气液系统管网时，将水平向的管道布局、垂直向的井口形态同再生阶段的场地竖向特征结合。具体可通过调整管网空间布局，适应场地地形设计语言，以提升再生时期设备维护的便捷性(策略b)，或以井口形态的隐形化、装置化处理等方式降低气液设施对公园使用的干扰(策略c)。

3)覆盖层要素：设计景观化的封场覆盖层结构，统筹其各子层的材料、厚度、位置与再生时各区的剖面结构，使封场与景观建设有机结合(策略d)。

4)汇水设施要素：将垃圾堆体表面的雨水导排、坡顶植物灌溉、库区外部雨水贮存与水景营造相结合。具体包括将适用于堆体的雨洪管理系统赋予景观化的空间结构(策略e)与艺术化的水系形态(策略f)，并可将教育、展示、体育运动等功能融入其中(策略g)。

5)植被要素：通过低花费、低维护的景观种植策略改善绿化土层的肥力，促进植被生长，间接提高土壤抗侵蚀性。具体可通过微地形的塑造为特定植物提供适宜的生长空间(策略h)、开发地域性的耕作方式以提升土壤肥力(策略i)，以及通过置入景观建构筑物为先锋植被生长营造良好的条件(策略j)。

“三阶段”的时间特征影响了“策略”选取与封场再生的空间可塑性：封场工程启动以前(P1)，垃圾土的总体量是该阶段空间设计的主要前提条件，10项策略均可应用，空间塑造具备最多可能性；在堆体整形完成且尚未完成封场的阶段(P2)，大幅改动垃圾土以塑造空间形态难度较大，堆体形态与堆体内的气液管网成为空间设计的主要限制，但仍能够通过覆盖层的景观化设计灵活地进行场地建设与微地形营造，管网维度的合作亦可发生于井口的调整，故在策略选择上是较为灵活的，空间可塑性较高；封场工程完成后(P3)，垃圾土体量、堆体形态、气液系统、封场覆盖层及雨洪系统的空间结构共同构成了空间设计的限制条件，此时可选策略最少，风景园林建设更像是在终场标高以上开展受限制的“加法”。由此可见，风景园林专业越早参与封场再生进程(P1或P2)，越有利于深入开展合作设计，以充分提升空间可塑性与吸引力。

6 结语

伴随城市扩张，最初选址于城市近郊区域的填埋场与城市中心在无形中被拉近距离[20]，空间冲突与日俱增，进一步凸显了将此类“邻避”设施转型为“邻利”设施的迫切需要。随着我国努力向原生垃圾“零填埋”的目标迈进，存量垃圾填埋场的整治、生态修复与再生将成为加强固废管理与建设美丽中国的重要举措；为实现更具生态、经济、社会和美学价值的棕地再生，多学科融合既是重要途径，也是时代趋势。

在此背景下，为进一步强化和推进填埋场封场与公园化再生中的跨学科合作认知与实践，本研究基于解析典型填埋场再生案例、访谈环境工程从业人员，归纳了依托于5项空间要素的合作方式，从堆体整形联结空间塑造、气液系统的空间布局结合竖向地形、覆盖工程统筹场地建设、雨洪管理系统融合水景营造、封场绿化兼顾景观种植设计五方面，阐述了能够发生合作的具体内容。在此基础上，统筹空间设计与合作建立时的封场工程项目周期，提出了包含10类合作指导策略的“五要素-三阶段”跨学科合作设计途径，以及3种合作阶段对应的具有不同空间可塑性的再生情景。其为厘清填埋场封场工程与风景园林再利用建设的关系提供了认知框架，为实现环境工程师与风景园林师的有效合作提供了具备可操作性的参考，为我国进一步实现更具空间吸引力的填埋场公园化再利用提供了突破口。

注：文中图片除注明外，均由王玉鑫绘制。

致谢：感谢以色列Beracha Foundation、希瑞亚山项目工程经理Iftach Inbar及北京国环清华环境工程设计研究院与北京市市政工程设计研究总院有限公司中参与访谈的环境工程师们提供的帮助；感谢张晓天先生提供的弗雷德里克·贝克公园项目照片。

注释：