沿岸视野:在柔佛州森林城市恢复“水下森林”

综合奖

学科交叉类

作品编码:LAF515 参赛作者:段文林 指导老师:陆小璇

所在学校:香港大学

作品描述

简要描述:

森林城市是一个由中国房地产开发商碧桂园投资,位于马来西亚西柔佛海峡的巨型填海项目。在2014年早期施工后,和邻国新加坡的海洋边境冲突使其曾一度陷入停顿,开发商也被迫重新进行详细环境评估。同时,先前建造的沙堤曾使当地的海草草甸-梅拉蓬浅滩窒息,其关乎着整个潮间带生态系统和周边9个渔村居民的生计。作为事件的结果,开发商缩小了原项目四分之一的填海面积,并避开海草草甸,但这些举措依然受到不同利益方的质疑。由于未来持续的填海与疏浚工程将会引起周边水域中的沉积物增加,柔佛州的“水下森林”-海草的生存面临着严峻的挑战。

尽管填海仍在继续,但自2017年以来,受到中国政府打击外汇政策和其他不稳定的政治因素影响,这个填海项目的方案仍在不断调整。开发商也承认接下来的工程将会按照需求建造。这使得临近的PTP航道疏浚维护在3年内将会成为这片海域水中最主要的沉积物来源,同时也为景观干预提供了宝贵的机会。

在对当地海草的生活习性和分布变化的研究背景之下,这个项目将以水体动力学和沉积过程为设计依据,设置一系列缓冲结构,来改善到达海草水流中的浑浊度,盐度和营养度变化问题。目的不仅在于重塑脆弱的生态系统,还会改善当地居民的生计,并贡献于未来的填海工程。景观干预将渗透到填海计划之中,并获得不同的结果。


详细描述:

背景

森林城是位于马来西亚与新加坡边境,柔佛海峡西入口的填海房地产项目。它由中国开发商碧桂园投资,计划在20年内通过填海建立人工岛创造出一座新城市。这个项目外,马来西亚与新加坡在周边这片海域不断的进行填海项目来扩张自己的领土范围,包括2003年完成的丹戎佩勒帕斯港(PTP)和自1980年建设的的大士工业区。而周边沿岸地区是大型海草草甸和红树林保护区,以及一个由9个渔村组成的县,大约有11000居民,主要以渔业或从事相关工作为生。

由于填海工程所面临的开发风险与利益问题,这个巨型项目的填海方案一直在不断进行着调整。2014年的早期施工在周边地区引起了了严重的环境和社会冲突,并进而引发和新加坡的边境争议。 因此项目被迫停工了6个月,并被当地环境部门要求提供详细环境评估(DEIA)。其中已经造成的危害包括建造一条1.5公里长,50公尺宽的沙堤使马来西亚最大的海草床-梅拉蓬浅滩一分为二,并使当地渔民的收入减半。为了回应,开发商不得不对填海方案进行了重大变革,将原方案转变成4座岛屿避开海草床,同时提供资金补偿渔民,并在2016年新的景观愿景中保留海草栖息地。随后自2017年以来,中国打击外汇资本外逃的政策使得中国内地买家的数量减少,而他们是森林城主要的倾销对象。开发商也承认未来的填海工程将会按需进行。在2018年最新的填海方案中出于节约沙子费用并暴露更多水岸空间的愿望,剩下3座填海岛屿又被分解成更小的岛屿。由此可见,尽管填海施工依旧在进行,但森林城市的填海计划充满了不确定性。

问题

海草草甸不仅仅拥有巨大的生态价值,还直接影响着当地渔村的生计。其拥有着极为丰富的生物多样性,并且是濒危动物儒艮和海龟的觅食地。许多当地居民以它为生,他们会在退潮时收集贻贝,海螺和螃蟹,这些食物是他们饮食中重要的蛋白质来源。作为海洋生物的育场,海草草甸对渔业影响巨大,据统计有大约42种商品鱼类会在那度过他们的青少年时期。

森林城这样的巨型项目的影响对海草将是致命的,原因在于填海和疏浚会使水中的沉积物增加,阻碍海草进行光合作用。同时进一步导致水体富营养化,产生大量竞争的的藻类。此外,填海岛屿的位置还会引起海草床周边的水流变化,并将海草包围,因而切断和沿岸红树林的互生关系。具体来说,红树林会为海草中和地表径流带来的盐度变化,并提前吸收一定营养来保持水质,同时它和海草床共同作为多种海洋生物的迁徙站点。因此,拯救这片“水下森林”迫在眉睫。

设计意图

该战略将着重解决水中沉积物的问题,还考虑到水的盐度与营养程度的变化,来改善海草与红树林的生长条件。由于森林城填海项目未来建设有着很大的不确定性,加上持续风暴潮的影响,丹戎佩勒帕斯港(PTP)港口疏浚维护在短期内将会成为这片海域最主要的沉积物来源,大约每3年300000-400000立方米。

水文数据是设计的强大依据,其中主要包括展示沉积物运动的方向以及水流能量的分区。借助Delft 3D模型,一种专业的水文软件,生成沉积物的侵蚀与沉积模式分析,并用水彩重新演绎。之后,我提出利用一系列缓冲器来重新设计这种模式,并考虑到不同的因素来测试放置的位置和尺度,比如水深度,水流方向,岸边距离,以及未来岛屿的边界位置。这些缓冲器将与水流一起作用,在沉积物到达海草与红树区之前被吸收掉,并形成新的水下景观。此外,这些捕捉到的沉积物还可以作为未来填海的沙子来源,因此贡献于处于变动之中的填海计划。

设计策略

根据放置位置和功能的差别,这些缓冲器有三种不同的类型和层次。

A层是沉积物捕捉器,它们会被最先设置在缓冲区的外围,主要考虑到2米水深位置,水流强弱与航道疏浚的朝向,并构成了缓冲区的第一道防线。它们可以最大限度的捕捉来自航道疏浚的沉积物,并减小到达海草区域的水流的浑浊度。同时,它们还会减小波浪能量,并重新划分潮间带的范围,以此帮助沿岸海草的恢复。此外,这种结构内部采用geotube进行填充,其允许被快速的完成和拆除,因而对于未来的填海计划有着很强的灵活性。捕捉到沉积物还会成为进一步的填海工程的沙子来源,减小开放商的填海成本。

B层是一种已经被新加坡成功应用的方法-红树林礁。这是一种石笼复合结构,将设置在计划中填海岛屿的边缘。它们会进一步减弱波浪能量,并稳定剩余的沉积物,由此形成的潮汐低能区将非常适合红树林幼苗生长,红树的根也会允许生长到这些石笼的缝隙中,并最终形成新的红树林区。而残留的沉积物一方面为红树林幼苗提供养分,另一方面不断累积会形成浅滩将成为新的海草补种区。作为沿岸红树林的延申部分,红树林礁们会调节水中盐度变化,以帮助临近的海草斑块生长。这种方式使得红树林在进一步填海前被种植,并和填海计划相互协调,来实现开发商在岛屿边缘种植红树林的愿景。

C层是贻贝过滤器,它们是将贻贝柱与贻贝笼结合到缓冲器内侧的结构,设置在沿岸区域。这种内侧结构可以防止贻贝被水流冲走,因此成为完美的贻贝生长区。此外,它们会中和水中过剩的营养,来进一步净化水质,并为海草创造更好的生存条件。在这些结构上开展贻贝养殖会为渔民和水产养殖者提供就业机会,并增加当地渔民的收入。此外,由于贻贝养殖在马来西亚拥有悠久的历史,这种方式还提供了一个延续当地文化的机会。

水下叙事

最后,我还提出了一个10年内的建造计划并用模型模拟水下土地的变化,同时还预估了海草恢复状况与渔民的捕获率回升。综上所述,由于项目的不确定性,沙子,红树林,海草,贻贝得以通过景观的力量重新组合到填海计划之中,但却可以获得不同的结果。景观不仅仅可以治愈受损的海草栖息地和恢复整体的沿岸生态系统,还旨在提高海洋的生产力,并改善当地居民的生计。透过沿岸视野,开发商的生态愿景在未来可以实现,儒艮和海龟也将会回归,并与海草一起,继续诉说动听的故事。

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