基于风景园林生态设计的煤矿废弃地改造探讨.pdf

DOI院10.13905/j. cnki. dwjz. 2020. 06. 004 基于风景园林生态设计的煤矿废弃地改造探讨 STUDY ON THE TRANSATION OF COAL MINE WASTELAND BASED ON THE ECOLOGICAL DESIGN OF LANDSCAPE ARCHITECTURE 朱晗宇 （河南城建学院， 河南 平顶山 467000） ZHU Hanyu （Henan University of Urban Construction, Henan Pingdingshan 467000， China） 【摘要】风景园林学科主要研究人与自然的和谐关系， 从煤矿废弃地修复、 原有工业设备利用、 雨水花园设计等方面考虑， 将 生态设计融入到煤矿废弃地设计的全过程。以平煤集团七矿为例， 以煤矿业文化为主要营造空间， 将功能划分为文化体验区、 遗址观光区、 历史博览区、 休闲娱乐区、 植物净化区、 生态林地区、 亲水游憩区及餐饮生活区等八个特色空间， 分别从空间营造、 景点分布、 配套设施特色纪念小品设计等进行设计， 形成有序递进的空间， 通过合理的浏览路线将各个空间串联起来， 着眼于 煤矿废弃地土地生态健康景观恢复及游憩完善， 对区域生态景观和经济文化具有重要意义。 【关键词】矿区废弃地； 生态设计； 可持续发展 【中图分类号】TU986.2【文献标志码】A【文章编号】1001-6864 （2020） 06-0017-05 Abstract The discipline of landscape architecture mainly studies the harmonious relationship between man and nature. It integrates ecological design into the whole process of mine wasteland design from the aspects of restora鄄 tion of mine wasteland, utilization of original industrial equipment, and design of rain garden. In this context, the function zone is divided into eight characteristic parts including cultural experience area, site sightseeing area, historical exhibition area, leisure and entertainment area, plant purification area, ecological forest area, hy鄄 drophilic recreation area and catering and living area in No. 7 Mine of Pingmei Group as an example. Under the space construction, the distribution of scenic spots, supporting facilities features memorial sketch design, an or鄄 derly progressive space connected by a reasonable browsing route was ed. This study focuses on the restora鄄 tion of ecological health landscape and the improvement of recreation in the abandoned coal mine land. It is of great significance to regional ecological landscape and economic culture. Key words an abandoned mining area; ecological design; sustainable development 0引言 随着人们生活质量的不断提高， 风景园林学科应 当主动应对充满未知、 多元的城市变化。风景园林生 态设计是通过采取基于生态学等相关学科的理论基 础针对特殊地块进行设计， 提出设计策略， 将生态理 念融入风景园林设计的全过程， 实现生态环境与人文 活动的协同发展， 达到整个系统的整体优化。 煤矿废弃地是因煤炭开采损害了矿区原有生态 系统， 形成废弃地[1]。 随着文化技术的进步和人们生活 的社会需要， 美学要求和风景园林手段在煤矿废弃地 修复中发挥无可替代的作用， 废弃地改造与生态和环 境有着密切的关系， 低影响和可持续设计逐渐成为当 今城市发展中建筑界的一个重要潮流。基于模拟自 然、 水文条件原理， 采用源头控制理念实现控制与利 用[2,3]， 带来了最大程度的环境、 经济和社会效益。 对废弃地改造， 研究者已经有较多的探讨[ 4 ]， 刘 文 [5]对绿色基础设施对暴雨径流消减进行研究； 杨艳 平[6]对煤矿废弃地生态修复规划进行研究； 任嘉斌[ 7]， 郭星亮[ 8 ]对矿区土壤污染进行研究； 葛书红[ 9 ]对煤矿 废弃地景观再生进行研究； FERNANDEZ S[10]对西班牙 矿渣植物修复能力进行研究； 张成梁[ 11]对美国煤矿废 弃地的生态修复进行研究。但是， 目前关于煤矿废弃 地生态修复规划设计实践和相关理论研究还没有广 泛展开， 缺乏示范项目的引领和辐射， 煤矿废弃地生 态修复已经成为国民经济发展中亟待解决的问题， 文 中对煤矿废弃地生态修复规划方法进行探讨， 并以实 际设计案例进行讨论。 1可持续景观设计 可持续设计是指在全寿命周期内， 最大限度地节 约资源和有效利用资源、 保护环境、 减少污染， 与自然 和谐共生。煤矿废弃地景观再生， 分析废弃地具有的 潜在景观功能， 基于风景园林贯穿设计全过程， 针对 17 废弃土地具体情况， 采用美学、 景观、 生物技术等方 法， 从而实现景观功能， 发挥综合效益。 煤矿废弃地景观再生策略， 根据矿区的文化纪念 及可持续发展的需求， 分析不同类型废弃地具有的潜 在景观功能，针对性的制定有差异化的具体利用目 标， 把美学生物技术几方面结合起来。设计策略采用 如下方法 对原有煤矸石山进行生态修复、 覆绿， 建设 景观绿地； 塌陷地用作人工湿地、 人工湖、 景观微地 形； 煤矿废弃地改造为景观生态绿地， 形成稳定生态 系统， 建造休闲娱乐、 散步区域； 节约水源和环境保护 进行低影响开发的雨水花园设计；原有的生产设备、 原有建筑等工业文化， 进行保留改造， 突出核心的主 题文化纪念空间。基于城乡空间开发的煤矿废弃地利 用方法， 已建区可用于建设用地和公园绿地； 禁建区 可用于耕地、 林地、 牧草区、 园地和湿地等； 限建区可 用于林地、 公园及其他休闲娱乐用地。 文中以河南平煤七矿为例进行设计，平煤七矿， 原名郝堂矿，隶属于平顶山平煤集团。于 1957 年 12 月破土兴建， 1959 年 8 月简易投产， 2016 年 2 月七矿 全面停止生产， 同年 6 月七矿关井闭坑完成。七矿矿 区内部的交通单一， 可快捷的到达各个区域； 周围人 群流动较大； 水资源丰富。以可持续发展理念为主导 思想， 从生态保护、 地域文化、 环境美学及社会经济价 值等几方面进行分析后提出将七矿改造为七矿煤矿 遗址公园， 根据原矿区功能区， 见图 1， 进行初步设计 分区， 见图 2， 而后对场地提出整体改造方案， 见图 3。 根据不同功能分区，进行风景园林全过程设计， 分别从空间营造、 道路系统、 景点分析、 竖向设计、 工 业文化保留、 矿区废弃地生态修复、 低影响开发雨水 控制等几方面进行探讨。 2空间的营造 基于场地内保留的建筑， 建筑密集的区域营造为 半封闭空间， 没有建筑的区域营造为开敞空间， 整个 场地空间营造分为主题空间、 开敞空间和半封闭空间 三个部分。平煤七矿改造设计为纪念性煤矿遗址公 园， 主题空间营造主要为采煤遗迹的保留， 也就是煤 矿遗址观光区， 七矿场地景观设计空间分布， 见图 4。 （1） 主题空间。设计主题空间位于场地核心区 域， 前半部区域由半封闭空间和开敞空间构成， 分布 在入口的东西两侧， 形成鲜明的疏密对比。主题空间 是场地核心， 场地遗留的大型建筑呈带状分布， 因此 遗址观光区形成了一条带状景观。遗址观光区不仅是 一条独特的景观带， 而且是前景和后景的过渡。保留 的已有建筑虽紧凑但不密集， 因此建筑下视野相对比 较通透， 火车道两侧能够相互对望。 （2） 半封闭空间。半封闭空间由于建筑的围合 形成了包围式的空间， 景观环境设计时考虑到视觉的 疏散， 植物不能过于密集， 建筑物的围合一定程度上 阻碍了人的视野， 因此半封闭空间的景观中心采用开 阔视野的艺术花坛、 阳光草坪的设计形式。可以设置 一个相对私密的空间 - 纪念雕塑， 人们在相对私密空 间产生对历史的回忆。 （3） 开敞空间。开敞部分布在主题景观前后两 侧， 分别设计成休闲娱乐、 生态林地和亲水游憩区。休 闲娱乐的开敞空间放在原矸石山位置， 考虑到土壤的 矸石山 采煤区 洗煤区 工业广场 加工区 居住区 图 1七矿改造前功能分区 050 100 150m 图 3场地设计总平面图 半封闭空间 开敞空间 主题空间 050 100 150m 图 4场地景观设计空间分布图 图 2设计功能分区图 0 50 100150m 1 2 3 4 5 6 7 8 1 休闲娱乐区2 遗址观光区3 生态林地区4 亲水游融区 5 植物净化区6 历史博览区7 文化体验中心8 餐饮生活区 18 污染状况采用大面积植物种植营造景观， 并设置娱乐 休闲设施增添户外的体验感。休闲娱乐区的开敞空间 设计采用纯植物种植； 生态林地和亲水游憩区的开敞 空间选择古典式园林造景手法， 自然的水系带给空间 流动感， 宛如步入山水林间， 在游经过工业沧桑的历 史景观之后来到景点的尾声别有一番 “山重水复疑无 路， 柳暗花明又一村” 的感触。 生态林地区、 亲水游憩区与休闲娱乐区开敞空间 的设计共同点是空间比较开阔， 视野通透。靠近场地 边缘的植物种植都采用密集的种植手法， 不仅起到围 合场地的作用，同时也可以有效地消场地外的噪音， 靠近中心景观区则采取序列种植、 孤植等种植设计手 法， 起到指示方向、 点缀景观等作用。 3道路系统 道路设计避免对场地道路系统大动干戈，应在 原有的道路系统上进行完善和优化，实现场地交通 的连贯。 场地设置了 4 个出入口， 2 个主入口 2 个次入口。 其中最主要的出入口是原七矿大门， 入口采用开放式 设计。另一个主入口位于场地后侧 - 位于亲水游憩区 和生态林地区， 由于火车道将场地一分为二， 因此在 场地后侧设置一个入口。次入口一个位于植物净化区 相交处， 另外一个位于休闲娱乐区和遗址观光区相交 处， 如图 5 所示。 4景点分析 场地有横向和纵向两条景观轴线，主要有 5 个景 观节点， 每个景点都风格迥异， 追忆煤矿的辉煌， 回味 历时文化， 感受静水绿荫的美好， 享受林廊纵横的自然 之光。因此， 五个景点特点设计理念分别为启程追忆、 历 史穿梭、 时光映像、 静水绿荫、 林廊纵横， 如图 6 所示。 启程追忆 历史穿梭 时光映像 静水绿荫 林廊纵横 图 6场地景点节点分析图 图 5场地道路系统分析图 050 100 150m 主入口 次入口 一级道路 二级道路 三级道路 5竖向设计 场地竖向设计尽量保持原有地形不变的基础上 进行， 场地整体设计为一个大的微地形。保证土方平 衡， 亲水游憩区水景挖出的土填放在生态林地， 因此 生态林地区的地势较高， 设计地形时选择台阶式的手 法进行场地的竖向规划。 七矿废弃矿区的生态治理和规划改造， 以“新旧 交融” 的文化建设理念， 在解决生态问题的基础上， 各 空间有其独特的功能， 融入历史文化内涵， 结合艺术 景观表达。通过对方案建筑规划、 空间营造规划、 道路 系统规划、 植物种植规划、 景点与游线规划、 竖向规划 以及低影响开发设计来体现七矿改造后新的使用功 能和整体面貌。 6工业文化保留 矿区改造要保留原有生产设备、 建筑等工业文 化， 突出核心主题文化空间， 体现区域文化独特性。 矿井及井下采矿设备进行科普、 展示； 地面生产作 业场地作为活动、 停车场等； 办公及管理建筑改造 作为旅游中心、 博物馆等。运输道路及铁轨改造作 为游览、 交通道路、 建设景观绿地。并设计特色的小 品设计， 如雕塑小品沙漏、 雕塑小品仙人掌、 雕塑小 品煤车、 雕塑小品时钟及雕塑小品小火车， 如图 7 图 11 所示。用仙人掌象征矿工精神， 时钟来象征七 矿漫长的采煤历程， 用沙漏来象征工业文明， 煤车、 小火车象征七矿的历史渊源， 通过艺术雕塑， 展示 七矿的辉煌历史。这些艺术品都将用带有七矿历史 记忆的废弃设施来铸造， 让人们在欣赏艺术品的同 时陷入对七矿历史的追思。通过一些纪念性的艺术 品来唤起人们的深思， 纪念小品仙人掌效果， 如图 12 所示。 19 图 13七矿矿区局部航拍图 图 14设计生产线改造遗址观光图 图 15入口景观鸟瞰图 图 16休闲娱乐区局部效果图 图 7雕塑小品沙漏图 8雕塑小品仙人掌 图 9雕塑小品煤车图 10雕塑小品时钟 图 11雕塑小品小火车图 12仙人掌在花坛效果图 七矿生产线航拍， 见图 13， 工业区遗址纪念设计 为遗址观光区， 设计生产线改造遗址观光区， 见图14， 保护七矿遗留下的煤矿文化，见证城市工业的发展， 完成七矿历史文化的传承， 让人们认识到七矿的辉煌 是平顶山煤矿文化发展的标志性成果。 原有管理办公楼可以作为历史博览区， 起到入口 人群集散的作用， 设置管理区为游客和居民提供服务 咨询。开阔的场地， 简单的入口设计为场地的精彩景 观区， 附近的建筑设施可以作为餐饮生活区给游客提 供生活服务， 设置餐饮业， 购物场所， 纪念品商店， 通 过第三产业来改变场地的经济模式， 带动场地转型后 的收益。入口景观效果如图 15 所示。 7矿区废弃地生态修复 煤矿废弃地的矸石山， 采煤、 洗煤区， 设计形成生 态林地区， 生态林地区增大绿化面积， 植物密集， 种类 繁多， 贴近大自然， 净化工业生产带来的环境污染， 改 善土壤及大气环境。丰富的植物能够营造一个安逸舒 适的景观空间， 调节场地内的小气候。优选利用本生 物种进行矿区废弃地生态修复， 可以降低成本、 避免 使用非本土物种的生态风险，休闲娱乐区局部效果， 如图 16 所示。 8低影响开发的雨水控制 低影响开发中的雨水综合利用、 灌溉雨水花园设 计在推动可持续发展中发挥着重要作用， 同时形成亲 水游憩区， 提供日常居民休息运动的活动场所， 满足 居民散步， 漫步， 愉悦心情， 加设有趣的游戏设施为儿 童提供丰富的室外活动， 不仅给儿童带来乐趣， 同时 也通过孩子的热情和活泼增添了场地的活力。亲水游 憩区提供休闲舒适的散步游玩场所， 并且与塌陷区改 造后的湿地公园相融合， 还原自然水系形态， 结合人 工自然的地形形态， 让人工景观和自然景观更好的结 合。雨水花园效果图， 如图 17 所示。 煤矿废弃地重金属污染物在水体中具有高稳定 性和难降解性， 去除较困难， 不仅会破坏水生生态系 统， 还会通过食物链富集作用危害人类健康。雨水花 园不仅能够解决场地雨水径流问题， 同时防止由于降 雨径流的二次污染， 其施工和处理技术主要表现为 （1） 透水铺装系统。透水铺装的形式种类繁多， 例如， 嵌草砖、 透水水泥、 鹅卵石等， 都可以使地表雨 水渗透至铺装内部， 净化后的雨水同时也可以补充地 下用水。例如 生态停车场采用透水植草格铺装， 间隔 种植绿化乔木， 起到雨水收集的作用， 也可以降温避 免车辆暴晒。 （2） 生物滞留技术。可以缓解雨水径流中的重 金属成分， 对悬浮颗粒和油脂等也具有一定的去除作 用， 在设计绿地改造时可以采用雨水花园的形式对场 地的雨水径流进行处理，通过设置多个下凹绿地、 树 池、 植草沟等来实现雨水的再利用。七矿煤矿遗址改 造设计植物净化区采用生物滞留技术， 雨水花园的植 图 17雨水花园效果图 20 9结语 文中以河南平煤七矿为例， 根据煤矿废弃地景观 再生需要， 分别从设计总体方案、 场地空间营造、 道路 系统、 景点分析、 工业文化保留、 生态修复、 雨水花园 设计等方面考虑，从规划到设计进行了系统化的研 究， 着眼于煤矿废弃地生态健康、 景观恢复及游憩完 善， 以期获得较好的社会效益和公共服务功能。 参考文献 ［1］ 宋雪莲.国土部我国超 10 万矿山累计毁损土地 386.8 万公顷 ［EB /OL］ .［2014-10-08］ .http /2014 /1008 /93927. shtml. ［2］ 王建龙, 车伍, 易红星. 低影响开发与绿色建筑的雨水控制利 用, 工业建筑， 2009， 39 （3） 123-125. ［3］ 中华人民共和国建设部.绿色建筑评价标准 GB/T50378-2014 ［S］ . 北京 中国建筑工业出版社 , 2014. ［4］ 冯国宝. 煤矿废弃地的治理与生态恢复 ［M］ . 北京 中国农业 出版社, 2009. ［5］ 刘文, 陈卫平, 彭驰. 社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模 拟研究 ［J］ . 生态学报 , 2016, 36 （6） 1686-1697. ［6］ 杨艳平, 罗福周, 王博俊. 基于朴门设计的煤矿废弃地生态修 复规划研究 ［J］ . 自然资源学报,2018,33 （6） 1080-1091. ［7］ 任嘉斌, 杨艳, 陈密, 等. 臭椿治理铜污染土壤的实验测定 ［J］ . 生态环境学报, 2014, 23 （10） 1683-1690. ［8］ 郭星亮, 谷洁, 陈智学, 等. 铜川煤矿区重金属污染对土壤微生 物群落代谢和酶活性的影响 ［J］ . 应用生态学报, 2012, 23 （3） 798-806. ［9］ 葛书红, 王向荣. 煤矿废弃地景观再生规划与设计策略探讨 ［J］ .北京林业大学学报 （社会科学版） ,2015, 14 （4） 45-53. ［10］ FERNANDEZ S, POSCHENRIEDER C, MARCENO C, et al. 术感和设计感， 强调空间的视觉美感和观赏性， 营造 美好的场所， 增加人与场所的互动， 促进邻里交往。增 设富有变化的自然或人工景观小品， 使人工美和自然 美相结合。或引入当地文化特色， 以小见大， 打造城市 名片。保证空间整洁有序， 兼顾周边环境， 不破坏城市 整体形象， 在大的空间秩序下寻求个性化创造。 参考文献 ［1］ 曾春霞. 城市高架桥桥下空间资源利用探索 ［J］ . 规划师, 2010, 26 （s2） 159-162. ［2］ 覃剑. 城市桥下空间功能开发与治理研究 ［J］ . 建筑经济, 2019, 40 （5） 93-97. ［3］ 郑良鑫, 郭成武, 赵四东. 大城市失落空间活化再生策略研究 ［J］ . 规划师, 2016, 32 （s2） 146-150. ［4］ 杨春侠. 促进桥梁与城市的 “协同发展” 突破滨水区 “城桥 设计脱节” 的困境 ［J］ . 城市规划, 2014, 38 （4） 58-64. ［5］ 潘俊锋,李超,段彦超,等. 艺术介入角度下的住区畸零空间更 新探究 ［J］ . 山西建筑, 2019, 45 （2） 1-2. ［6］ 段彦超,潘俊锋,张奕,等. “城市双修” 背景下的住区畸零空间 优化策略探讨 ［J］ . 建筑与文化, 2019（1） 77-79. ［7］ 韩梓依. 关于城市畸零空间的初探以高架桥下空间利用 为例 ［J］ . 建材与装饰, 2018（11） 114. ［8］ 汪辉,刘晓伟,欧阳秋. 南京市高架桥下部空间利用初探 ［J］ . 现 代城市研究, 2014（1） 19-25. ［9］ 赵文聘. 城市高架桥梁景观设计探讨 ［J］ . 中外公路, 2013, 33 （6） 205-207. ［10］包悦,罗友斌. 城市双修背景下的桥下空间综合提升方式探讨 以广州市天河CBD地区为例 ［J］ .规划师,2018,34 （5） 60-65. ［11］孔帅. 从人性化角度浅析城市高架桥桥下空间再利用以 天津市千里堤桥桥下空间为例 ［J］ . 科技经济导刊, 2017 （26） 41-42. ［12］刘丹丹,顼书平. 从 “失落空间” 到 “乐活空间” 高架桥下的 社区公园设计营造 ［J］ . 艺术与设计 （理论） , 2019, 2 （8） 68-70. ［收稿日期］2020-02-27 ［作者简介］李晓晨 （1997-） ， 女， 吉林辽源人， 硕士研究生， 研究方向 社区更新， 健康社区。 （上接第 16 页） 图 18场地雨水流向分析图 图 19雨水花园分析图 蓄水层 树皮层 种植土层 人工填料层 砂层 砾石层 物选择栽植耐旱耐水淹的植物， 对雨洪水有机质分解 和净化。 七矿场地雨水流向分析图， 见图 18， 雨水花园 分析， 如图 19 所示。 ［收稿日期］2020-03-09 ［作者简介］朱晗宇 （1993-） ， 男， 河南平顶山人， 硕士研究生， 助教， 研究方向 风景园林。 Phytoremediation capabilityofnativeplantspecies livingon Pb- Zn and Hg- As mining wastes in the Cantabrian range, north of Spain ［J］ .JournalofGeochemicalExploration, 2017,174（3） 10-20. ［11］张成梁, LI B L.美国煤矿废弃地的生态修复 ［J］ .生态学报， 2011， 31 （1） 276-285. 21