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以“静”制动:应对侵蚀危机的弗雷泽岛东海岸沙丘景观设计 | 马多,华中农业大学

LA先锋奖 2021-11-23
原创
  • 项目名称:
    以“静”制动:应对侵蚀危机的弗雷泽岛东海岸沙丘景观设计
  • 项目地点:
    湖北

获奖作品信息

作品题目:以“静”制动——应对侵蚀危机的弗雷泽岛东海岸沙丘景观设计

参赛作者:马多

指导教师:邵继中 陈豪 胡峡宾

毕业院校:华中农业大学



该作品关注海岸带生态修复热点问题,通过沙丘动态模拟技术提出植入沙引擎、隔离改造、先锋植物等方法应对海岸侵蚀问题,形成集沙丘保护、生物栖息、游人观赏多功能于一体的复合型景观系统。作品思路新颖、逻辑表达清晰,对可持续发展有一定思考。


——2021LA先锋奖评审人评语 / 马向明,广东省城乡规划设计研究院有限公司  总工程师


理念新颖,以引导而非过度控制,促进景观动态演进的方式,是基于自然的解决方案。表达清晰,逻辑性较强。


——2021LA先锋奖评审人评语 /栾   博,北京大学深圳研究院绿色基础设施研究所 所长


选题新颖,具有一定的学术与实践意义。


——2021LA先锋奖评审人评语 / 邢   磊 ,北京正和恒基滨水生态环境治理股份有限公司  副总裁(高级工程师)



© 邵继中 陈豪 胡峡宾

© 邵继中 陈豪 胡峡宾



项目简介

海岸线沙丘在时间和空间上具有高度动态变化的特征。沙丘作为人类与海洋之间的一道屏障,其生态系统十分独特且敏感脆弱。极端天气和人为活动造成的海岸沙丘侵蚀问题被普遍关注,基于“软”措施的海岸沙丘生态恢复与保护将成为未来研究的重点。

本设计通过海岸沙丘脆弱性评估确定沙丘“动”的位置,并利用沙丘动态模拟模型研究了“干扰物”与沙丘之间的互动关系,从而提出一系列“静”的策略以应对海岸沙丘侵蚀危机,最终形成集沙丘保护、生物栖息、游人观赏于一体的复合型沙丘景观系统,使海岸沙丘的动态变化趋于平衡。

弗雷泽岛位于澳大利亚昆士兰州东部海岸线上,是世界上最大的沙岛,岛上生长着高大茂密的热带雨林,拥有独特丰富的生物多样性,属于世界自然景观遗产,同时也是著名的旅游胜地。然而,旅游给场地带来经济效益的同时,也破坏了沙丘生态环境,加速了该岛沙质海岸的物理结构变化。另外,受强风、海浪、潮汐甚至风暴潮等极端天气的影响,沙丘上颗粒较小的沙子正在持续流失。数据表明弗雷泽岛正在以0.5m/年的速度向大陆移动,东部海岸受到严重侵蚀,由此衍生的一系列问题还包括沙丘濒危物种生境破坏和旅游景观空间衰退。



详细说明:

自然人文分析© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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为明确弗雷泽岛沙丘类型分布,探索自然与人类活动对沙丘侵蚀现象的影响,将加速侵蚀的自然要素与人为要素进行叠加分析。其中,沙丘信息包括沙丘类型、活跃程度,影响沙丘运动的主导风向及大陆架上的沉积物供给。自然条件信息包括植被覆盖区域、濒危生物分布点。人为要素方面叠加了相关旅游设施以及交通条件。

经过观察叠加的信息,发现各项相关要素在东海岸的沙质海滩关联度最高,同时也是沙丘运动最活跃、受侵蚀作用最严重的区域,因此确定了东海岸沙丘为研究对象。


弗雷泽岛沙丘环境研究© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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经过资料搜集与问题总结,将导致沙丘加速运动的主要矛盾归纳为自然矛盾与人为矛盾。

自然与沙丘:沙丘受到强风的作用逐渐形成“井喷”现象,使得沙丘植被退化,进而导致荒漠化加剧。失去植被固定的沙子运动活跃程度显著增加,更易受到侵蚀。同时,在风暴潮等极端天气的影响下,沿海区域的沙子被带到海底,流失严重,导致沙滩宽度变窄,动植物生存空间告急。

人类与沙丘:沙滩越野车与随意露营等不可持续的旅游行为破坏了沙丘的物理结构,使得沙子向海移动并流失。而逐渐减缩的沿海沙丘也导致了弗雷泽岛珍贵的濒危物种被迫退让栖息空间,破坏了生物与沙丘结构的良性互动关系。


矛盾分析© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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为从根源上缓解沙丘侵蚀问题,对弗雷泽岛东海岸沙丘进行现状调查。项目选取了五个脆弱因子并对其进行评估,在140公里的东海岸线上以3km为一个调查单元,将脆弱性评估结果分为高、中、低三个等级,以进一步明确问题复杂与严重程度高的区域。同时,对五个脆弱因子进行问题溯源,并根据问题的分类确定不同阶段的目标。

该项目以问题为导向提出“以‘静’制动”的概念,利用大自然做功。通过 “干扰物”的微介入进而影响沙丘运动,以缓解海岸沙丘侵蚀的现象。同时赋予干扰物以不同功能空间,引导新的柔和的游憩行为,并为濒危物种营造安全、适宜的沙丘生境,恢复韧性沙丘生态系统,实现沙丘、生物与人类三者良性共存。


概念生成© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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为进一步研究不同形态的“干扰物”与沙丘的互动关系,在Rhino中运用Python Script 进行沙丘动态模拟实验。模拟了在风的作用下,障碍物对沙丘运动的影响以及每一阶段沙丘形态的变化。实验共分为4个步骤,根据预期的“干扰物”功能,分别模拟了不同高度、不同角度、不同间距以及封闭状态下沙丘的动态变化。最终得出沉积效率最高的干扰物结构形态,并运用到策略中。


动态模拟实验© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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根据沙丘动态模拟实验结果,确定了策略中“干扰物”的基本形态。并综合上述矛盾分析,设计提出4大类策略,分别为:“沙引擎’养滩”、隔离改造、游线引导、阻风固沙。共9个小策略。

1.“沙引擎”养滩:

Stage1-在沙滩宽度小于20m的位置放置干扰物,捕获海中沉积物。

Stage2-经过一定时间的沉积作用,干扰物周围逐渐形成浅滩,成为  一道缓解海浪侵蚀的有效屏障,同时为沿海生物提供栖息地。

Stage3-浅滩逐步形成内湖,是良好的湿地环境,形成安全的娱乐性  水域,提供旅游空间,并吸引动物驻留,在新的沙滩上形成人与生物共生的和谐局面。

2.隔离改造:

越野车路径隔离-将柱状“干扰物”排列在沙丘脆弱程度高的区域。

露营点隔离改造-先锋固沙植被作为干扰物,在露营点前形成一条植被    隔离带,利用栈道将游客与沙滩环境隔离,稳定沙丘的同时丰富沿海景观,为滨海生物让出栖息空间。

3.游线引导:

栈道+观赏亭-赋予“干扰物”以步道系统的功能,并在濒危沿海生物处设置观赏亭,引导柔和的旅游行为。

营造趣味沙丘地形-在旅游适宜区域放置“干扰物”,沙丘经过堆积形成        高低起伏的趣味地形,为游客提供多样的娱乐休闲空间。

滨鸟栖息空间-利用生态砖与木桩等材料在海上排列为“干扰物”形态,为滨鸟扩展海上生存空间,格网状生态砖在潮汐的作用下滞留鱼虾,吸引鸟类觅食,同时该结构也可以捕获沉积物,稳定沙丘。

海龟繁殖空间-将“干扰物”围合出封闭空间,经过沙的沉积作用,在其内部形成沙丘顶,为濒危海龟提供安全、适宜的繁殖空间。

4.阻风固沙:

先锋植物固沙-在沙丘脆弱程度高的区域根据距离海的距离种植密度分别为12cm/株,18-24cm/株以及36cm/株的先锋固沙植被。

物理干扰固沙-在沙丘脆弱程度高的区域设置可移动的夹角为150°的“干扰物”以沉积沙子,并随沙丘运动改变“干扰物”位置。


策略生成© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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经过脆弱性评估,选取一个问题最为严重且复杂的地块进行具体设计。选址位于弗雷泽岛东海岸ELI creek入海口,沙滩长度500m。小溪南侧沙滩宽度过窄,露营行为对沙滩破坏严重,小溪北侧雨林与沙滩交界处植被退化严重。另外,沙滩上的生物几乎没有生存空间。

设计分为3个阶段。

第一阶段,在沙丘植被退化区域种植固沙植物,起到稳定沙丘恢复植被的作用,同时提供沙丘植物园游憩空间;对于海上空间,将“干扰物”排布为钩状“沙引擎”,以捕获海浪带来的沉积物,同时可以为滨鸟提供海上栖息空间;利用沙滩栈道保护沙滩较窄区域,并将人流引导在沙丘敏感度低的区域,设计集散空间。

第二阶段,在新形成的浅滩上设计栈道,并作为“干扰物”在风的作用下捕获沙子,同时栈道将人流引向海域体验水上娱乐项目。

第三阶段,浅滩逐渐发育为较稳定的沙丘,并围合出一片安全的水域,提供多样的水上娱乐场所;另外,在远离娱乐活动的新沙丘排布“干扰物”,固沙同时为濒危海龟营造安全沙丘生境。


总平面图© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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将弗雷泽岛海滩的旅游垃圾废物利用,重塑为三种“干扰物”结构。

1.沙滩固沙+植被修复

将捕获沉积物的结构单元组合成网状,在其中种植先锋草本植被。网格结构有助于草本植物固定根部,减缓风的侵蚀作用;同时也有助于捕获风带来的沙子,并在结构附近逐渐堆积。

2.浅滩固沙+海龟保护

将间距为1.5m的柱子排列为网状,并配以少量先锋植被。

3.滨海捕沙+滨鸟保护

在格网中设置渔网,其上放置砾石或种植湿生植物以更高效的捕获沙子。同时将在潮汐作用下带来鱼虾滞留其中,吸引鸟类。


“干扰物”结构设计及剖面展示© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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观鸟亭效果图© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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露营点及沙丘植物园效果图© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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整体鸟瞰© 邵继中 陈豪 胡峡宾

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特别鸣谢:

该毕业设计在选题及设计过程中,受到多位老师的悉心指导。感谢毕设导师邵继中老师的精心点拨与热忱鼓励,感谢Needle Studio的陈豪老师、胡峡宾老师在逻辑梳理与软件应用方面的支持,还要感谢高誉珈、陈玉婷和肖雅文同学在项目前期一起搜集资料并提供帮助,最后感谢好友若静在毕业设计期间的陪伴。



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