什么样的建筑，能抵抗百年一遇的灾害？什么样的城市，能让暴雨不成为洪水？
一条和多位建筑、景观领域的专家聊了聊如何用设计手段，应对灾害天气。
▲ 俞孔坚团队的“海绵城市”项目代表：三亚东岸湿地公园、三亚红树林生态公园
北大教授俞孔坚主导设计的三亚“海绵城市”项目，已成为缓解内涝、修复生态的样本，成功经验还出海到了国外。
他认为城市应对极端天气的最大问题在于“排水管网等工业基础设施无法应对极端天气，我们忽视了基于自然的生态韧性。”
▲深圳大沙河生态长廊，AECOM团队设计 AECOM团队对河道等基础设施的设计改
已有多年的经验，在深圳、广州等珠三角城市，他们改造后的河道不仅能调节旱涝，还能供市民休闲，为野生动物提供栖息地。
▲位于珠江口的香港科技大学（广州），KPF团队设计
在广州，去年建成的香港科技大学（广州），扛住了200年一遇的暴雨，设计团队KPF将经验归于建筑的水系、植被和屋顶的可持续设计。
除此之外，在荷兰、泰国和布基纳法索，为了应对海平面上升、洪涝和干旱，建筑师们也拿出了他们的解决方案。
01 “海绵城市”10年，破解城市内涝难题
▲市民在三亚东岸湿地公园
以下是俞孔坚的自述。
过去几年，极端天气频发，我印象最深刻的两次，一次是2012年7月21日北京的特大暴雨，另一次是2023年5月纽约的暴雨。
这两次灾害分别在中国首都和美国大都市引发了城市瘫痪，暴露了现代城市建设的弊端——过于依赖工业化基础设施，如排水管网和泵站。这两次城市瘫痪提醒我们，即使在最发达的国家，传统的灰色基础设施也难以应对极端天气。
而城市应对气候变化的关键，是要保护和健全基于自然的生态韧性，人类要向自然学习。
▲南昌鱼尾洲湿地公园
过去30年来，我的研究和实践，主要就集中在“海绵城市”和海绵国土的规划和工程实践。它主要是指城市雨洪管理，通过流域治理、湿地与河湖、城市绿地系统和道路、街区等一系列生态改造，我们希望城市像海绵一样会呼吸、自循环，实现排水防涝、雨水循环利用，同时，城市要和区域国土和自然生态环境和谐共生。
目前我们已经在国内200多个城市、完成了1000多个项目。
▲ 三亚东岸湿地公园整体景观布局，包括多孔的下垫面和自然湖泊
▲2015年，三亚东岸湿地公园启动前的基地现状
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三亚是最早的“海绵城市”项目之一，2015年，住建部将它作为试点建设。当时三亚积累了30年的快速开发，河岸边高筑着灰色的混凝土防洪墙，几乎所有的水体都被污染，处处漂浮着垃圾，城市水体和湿地没有得到重视。三亚东岸湿地公园是海绵城市建设的重要案例。
▲空中观景廊道
远看东岸湿地公园，它是一片水上森林，一处城市绿洲。树冠之上是一个空中观景廊道网络，直接连通道社区。
底层的湿地和湖泊，像海绵一样蓄滞和净化雨水，最终缓缓流入附近河道，雨水经过过滤净化后再排往三亚湾。
在公园的边缘，由一系列基塘系统构成，保留和净化来自周围社区的城市地表径流。东北侧地势陡降，所以设计了梯级湿地，固坡的同时还能承接上游的雨水。
自从建成后，每次暴雨，东岸湿地公园都能成功缓解城市内涝。
▲ 一岛一榕
除此以外，一岛一榕的配置，重建了当地的生态系统，不仅能达到湖面降温的效果，也给鸟类营造了一个新的家园。
可以说，海绵城市的功能是非常综合的：既解决了内涝问题，又提供了旱涝调节，也为我们人类活动和城市里的动植物提供了栖息地。
▲ 泰国曼谷中央公园Benjakitti Forest Park
“海绵城市”的理念，如今也在海口美舍河等地实现。这些基于自然的设计理念和方法，特别适用于季风气候区。近几年，这个设计理念还出海到国外。
我们改造了泰国曼谷市中心的一座废旧烟草工厂，把它按照海绵城市的理论打造成生态公园，这个项目获得了多项国际大奖。
在多年的走访考察中，我认为黄河流域的古代城市，如淮阳古城，是应对极端天气的智慧设计典范。这些城市与自然和谐共生，通过周边水面和湿地提供足够的容量来缓解暴雨影响，展示了古代生态智慧，他们是无数次失败后、用生命换来的经验，是城市与水和谐共生智慧的结晶。
现代城市应从这些历史经验中汲取灵感。
02 从改造一条河出发，改变一座城市应对危机的方式
▲当地市民拍摄的南岗河沿岸摄影：廖志远、郑育钦
以下是吴琨的自述。
南岗河是位于广州黄埔区中心的“母亲河”，全长20多公里，河流背山、穿城、面海，是典型的岭南生态河流山水格局。
但随着城市化的快速发展，水生态环境一度恶化，河道淤塞，流域受上游山洪、中游内涝、下游风暴潮多重威胁。
▲ 河道改造前后
2022年我们AECOM开始参与南岗河改造提升，如今它是广东省目前唯一入选国家幸福河湖建设项目、且完成建设的河流。
与河道相关的项目，首先就是要确保基础设施达到抗灾害的标准，这是安全的底线。城市遇到暴雨时，排水的时间标准一直在提升，相应地，防洪堤岸也就随之变高。南岗河沿线的人工湖、滚水堰等设施配备，使它能达到20年一遇防洪标准。
▲ “数字孪生南岗河”门户平台界面，由珠江水利科学研究院与黄埔区水务局、黄埔区水设所携手合作
如今，数字化的方式也越来越多被应用于提升河道应对极端天气带来的挑战中。南岗河有一个“AI”分身，名叫“数字孪生南岗河”。它与实际的河流系统一致，可以实现对河流的全方位监测和管理，并且在线模拟突发状况。
水位高度和水的状态是可视化的，不再只是一些陌生的数字。
依托于这个数字分身，洪涝预报和河道水位等都能提前预警，以成功应对雨情。据相关数据，截至2023年10月，广州黄埔区的水旱灾害防御中心，共发出洪涝预报预警短报80余期，发送河道水位预警14次等等。
▲南岗河畔不同断面的步道、亲水平台 摄影：郑育钦
防洪堤岸变得高了之后，如何和城市生活融合，市民如何亲近水面？
南岗河从山上流淌而下，穿越了黄埔核心城区，沿河的宝贵区域，我们希望更多地留给市民来使用。
为此，我们为防洪的断面做了精细化的设计，还采用了“让自然做工”的低干预设计手法：在平时，市民可以在河边露营、摸虾抓鱼，可以踩水嬉戏；暴雨时，河道可以吸收雨水，保护城市免受洪涝；暴雨退去，低维护的沿岸景观，能够进行自我修复，减少了额外的人工维护。
▲香港东涌海岸线的生态砖，为小动物留下栖息地
从业景观设计二十多年来，在和团队一起参与了多年的河道改造项目后，我们对设计的思考也会变得越来越深入，包括考虑到海洋、湖泊及河道等水系为城市所带来的、更长远的生态、社会及经济的价值。
比如，在香港东涌生态海岸线项目中，沿岸设置了可抵御海风、海啸的红树林，并在红树林前面设有海堤砌块，以减低海浪对红树林的冲击；同时阶梯式设置生态砖，让堤岸在潮汐涨退期间蓄起海水，生态砖上的钻孔，还可以庇护潮间带生物避免高温和干涸。
▲暴风雨来临时，海滨的闸门会开启
在更长期的未来，比如50年、100年后，城市如何应对极端天气？
以纽约为例，根据当地经济发展局的研究预测，到2100年，海平面预计上升超过6英尺（约1.83米），届时将有 50%建筑受到洪水侵袭，20%街道将每天遭受潮汐淹没。
基于此，我们的设计团队提出了将韧性基础设施与公共空间整合的理念。通过组合台阶和坡道形成多条前往滨海区的路线，同时增加隐蔽的闸门和防洪墙，确保了防洪闸门在非风暴状态下能够平放隐藏，不会影响滨海公共区域的日常使用。
这种跳出传统的单纯依靠提升堤岸高度的做法，是一种全新的低成本改造方式，也是面对不确定的未来时，更为灵活的方案。
▲ 吴琨参与的深圳大沙河生态长廊项目，越来越多的鸟类来此栖息
伟大的城市都离不开一条河。就像正在举办奥运会的巴黎，除了备受瞩目的塞纳河上的奥运会开幕式，城市文明和地标建筑也都沿着塞纳河展开。
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对于每一位城市里的居民来说，对母亲河、对水都有着深厚的感情，我们也会在设计中持续探索下去。
03 应对海平面上升、洪涝和干旱来自世界各地的解决方案
▲ 香港科技大学（广州）（来源：KPF）
广州：香港科技大学（广州）在为香港科技大学（广州）设计校区时，主导设计的KPF建筑事务所团队需要在短短18个月内建造一所占地超过1620亩且可体现最新可持续设计的研究型大学，于2022年9月投入使用。
在刚落成一年左右的时间，就遭遇了广州百年一遇的暴雨，学校所在地的平均降水量超过300毫米，打破了当地历史降水记录。
但这座校园，“抗”住了这百年一遇的暴雨。
▲ 2023年暴雨的量级几乎已经达到KPF预估的200年一遇的量级，但是淹水情况差不多是图中“HEAVY STORM”所显示的程度（来源：KPF）
KPF团队在设计时评估过遭遇“10年一遇”、“50年一遇”、“200年一遇”的大雨时，学校会被淹到什么程度。原本根据设计策略，可能会面临周边非关键设施被淹，只剩下校园中心区及关键设施保全下来的情况。但是实际运行下来，校园的受影响程度没有那么严重。
▲ 河流呈“N”字形环绕、穿越校园（来源：KPF、香港科技大学（广州）官网）
该校区位于海岸边，地处未来城市化地区下游，校区现有三条河渠，因此必须重点考虑抗洪能力。团队将重要的实验室建筑和发电厂提升至地面以上，可避免200年一遇的洪灾影响正常运营。宿舍楼和便利设施等其他建筑的底层抗洪设计可抵御偶尔的洪水。
▲学生中心的屋顶有大大的斜坡（来源：KPF）
▲ 部分建筑的剖面图，展示了雨水是如何被收集再利用的（来源：KPF）
雨水花园和生物水池等景观美化技术占总种植面积的50%以上，可保留校区内所有雨水，并过滤上游发展期间产生的径流。
广州的气候条件极具挑战性，因此，该项目旨在打造一系列充满活力的室外空间，即使在如今及未来数年甚至数十年内气温升高，依旧可保持全年舒适。大量种植的遮荫树将在未来长出郁郁葱葱的树冠。
▲ 校园内的绿化（来源：KPF）
植物园般的树木和各色建筑将为校区一半的室外空间提供遮荫。遮荫加上将凉风最大化的建筑布局，可将室外热舒适时间延长30%。
▲ 荷兰设计师Koen Olthuis设计的漂浮房屋（来源：WaterStudio）
▲ 目前荷兰有着越来越多的漂浮建筑，漂浮社区Schoonschip还设计了能从河水中提取热量的水泵，为房屋供应热能，可以实现水、能源、废物的循环再生（来源：Space&Matter）
荷兰：漂浮社区由于气候变暖，海平面上升成为世界上众多海滨大城市的隐忧。荷兰有超过一半的人群住在低于海平面的地区，所以不断上升的水位是迫在眉睫的问题。
荷兰建筑界率先发展出了“漂浮城市”的概念。荷兰建筑师Koen Olthuis把“漂浮平台”作为建筑的底座，平台是中空的混凝土，里面填入泡沫材料，在上面建造依靠浮力承载的“漂浮屋”，房屋可以通过摇杆控制，随着水位升降。他花费十年时间，已经在全球各地完成了200多个水上建筑项目。
他说：“我们必须开始与水如朋友般共存。”
▲ 朱拉隆功百年纪念公园（来源：Landprocess）
泰国：抗洪公园2011年，泰国遭遇了史上最严重的洪灾。泰国景观设计师Kotchakorn Voraakhom就希望能够在曼谷建设能够适应气候变化的绿色公共空间，决定通过景观建设为家乡抵御一年一度的风暴，改善洪水灾害。
她带领Landprocess团队建设了曼谷最大的抗洪雨水公园——朱拉隆功百年纪念公园。这是曼谷三十年来的第一个公共公园，有着面积约11英亩的“储水”空间，倾斜式花园、湿地和蓄水池的组合，能够帮助吸收近100万加仑的水。
▲ 布基纳法索的甘多小学（来源：Kéré Architecture）
▲ 甘多小学图书馆（来源：Kéré Architecture）
布基纳法索：能调节气候的校园除了洪水以外，酷暑也是气候变化过程中越来越严峻的问题。2022年普利兹克建筑奖获得者迪埃贝多·弗朗西斯·凯雷（Diébédo Francis Kéré）在自己的家乡布基纳法索建设了可以良好地调节气候的甘多小学。
布基纳法索位于西非内陆，撒哈拉沙漠南缘，是世界上受教育程度最低、最贫穷的国家之一。甘多小学的设计以有限的资源实现了应对高温天气和恶劣照明条件的可能。
甘多小学的教室上方屋顶是悬空的，这样的设计加上侧开的大窗户，让空气可以自由流通，使室内更加凉爽。
图书馆的屋顶是将传统陶罐插入天花板然后内浇筑而成的，陶罐移走后留下的缺口可以允许热空气向上流出，并且带来更多的自然光线。
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