導(dǎo)師學(xué)術(shù)分享專輯將會陸續(xù)推出Needle每位導(dǎo)師的學(xué)術(shù)研究過程、方法論以及成果展示。幫助同學(xué)們了解導(dǎo)師們的研究方向和每位導(dǎo)師獨(dú)特的問題切入點(diǎn)。基于此，在后續(xù)課題發(fā)布階段，幫助學(xué)生選擇感興趣的課題和方向。

本期分享導(dǎo)師

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Littoral Negotiation

基于活動海岸線的城市演變

AA建筑聯(lián)盟學(xué)院2015年P(guān)roject Distinction項(xiàng)目

我們生活的日然界存在著很多種動態(tài)的自然過程，例如沙丘的移動，河流的彎曲還有海岸線的侵蝕和沉積。一般來說，海岸線是一個(gè)活動性非常強(qiáng)的地帶，隨著洋流的沖刷，海里的沉積物會在洋流中不斷運(yùn)動，有的堆積成島，有的則慢慢的沉入海底。同時(shí)海岸線一般也是經(jīng)濟(jì)社會問題發(fā)生較為頻繁的地帶，因?yàn)楹０毒€連接著多種資源，也可潛在的開發(fā)多種業(yè)態(tài)。

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本文以研究海岸線的動態(tài)變化的自然現(xiàn)象為切入點(diǎn)，通過理論研究以及數(shù)字模擬的多種方式，了解這一動態(tài)過程的原理。同時(shí)將這一動態(tài)過程與城市的更新變化，社會結(jié)構(gòu)的構(gòu)成相結(jié)合。最終獲得我們基于移動海岸線背景下的城市設(shè)計(jì)解決方法論。

Terrain of Mediterranean Scale

整體設(shè)計(jì)基于的場地是埃及北部過境的海岸線。首先介紹項(xiàng)目的相關(guān)背景。在埃及經(jīng)濟(jì)蕭條的情況下，政府決定擴(kuò)張?zhí)K伊士運(yùn)河，通過進(jìn)出口貿(mào)易關(guān)稅，來維持國家財(cái)政。因?yàn)閺奶窖筮M(jìn)入地中?；虼笪餮螅峭ㄟ^蘇伊士運(yùn)河或者南非。在高度集裝箱化的航運(yùn)體系里，由于蘇伊士運(yùn)河的吃水深度等限制，導(dǎo)致了蘇伊士運(yùn)河整體競爭力較低。因此蘇伊士運(yùn)河的擴(kuò)建迫在眉睫。而蘇伊士運(yùn)河的擴(kuò)建，成為了這個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)引子，因?yàn)檎麄€(gè)地中海就像一個(gè)內(nèi)部循環(huán)的永動機(jī)，齒輪一環(huán)驅(qū)動一環(huán)。

Mediterranean Sea Enclose System Drawing?

如果蘇伊士運(yùn)河完成擴(kuò)張，那么進(jìn)入地中海的船只尺寸會隨之增大。這么一來，地中海沿岸的重要港口，例如馬賽、威尼斯等等，也需要進(jìn)行擴(kuò)張，來滿足船只吃水深度的要求。在港口擴(kuò)張的過程中，很重要的一個(gè)步驟便是港口疏浚，即將港口內(nèi)部現(xiàn)有的泥沙抽出，排出的海中。

European Scale Atlas， Recording The Dredging Port and The Sedimentation Process along the Mediterranean
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但這些被排走的沉積物，簡單來說也就是泥沙，其實(shí)是具有很大價(jià)值的。他們填海造島很重要的資源，可以說是自然土地的構(gòu)成部分。這里可能會產(chǎn)生一個(gè)疑問，沙子如果有很大價(jià)值，那么沙漠的沙子為什么不能用？（這里建議大家可以找一找《Sand War》這部紀(jì)錄片的資源，里面有很詳細(xì)的描述。）事實(shí)上，這些沉積物的作用在很多時(shí)候都被忽視了。

Port Derging Projects and News?

項(xiàng)目組找到了這個(gè)切入點(diǎn)，試圖發(fā)展設(shè)計(jì)出了一套適用于地中海沿岸的設(shè)計(jì)方法學(xué)?；谧匀怀毕茉吹幕A(chǔ)上，利用不同尺度的干擾障礙物來吸引回收疏浚出的沉積物，隨著時(shí)間的推移，被吸引的沉積物會逐漸被堆積成島?；谛问降膷u，會有多種城市形態(tài)的可能性。

首先項(xiàng)目對與海岸線的侵蝕以及沉積相關(guān)的物理過程做了一定的理論研究。并在英國地理協(xié)會的協(xié)助下運(yùn)用C語言基礎(chǔ)，去模擬海岸線的侵蝕沉積過程。同時(shí)，基于Python，編寫了多種程序接口，來連接模擬程序和多種建模軟件，例如rhino等。這里所提及的模擬，是在區(qū)域性尺度上去模擬海岸線運(yùn)動的全過程，即大雨5km以上的范圍，模擬年限最高可達(dá)100年。

Part of Python Scripting Results For Coastal Evolution Model?

根據(jù)模擬的結(jié)果，在自然潮汐的情況下，人為的干擾障礙物可以吸引沉積物在其周圍沉積。例如，假設(shè)我們在海中插一只不會被毀壞的木棍，若干年以后，這里可能會形成一個(gè)海島。因此只要障礙物放置的有規(guī)律，沉積物形成的土地是可以構(gòu)成很多自然地貌的，如鹽水湖，帶狀長島等等，這些形態(tài)為養(yǎng)魚業(yè)和旅游等提供了可能性。

?Coastal Evolution Model Simulation?

項(xiàng)目組最終在地中海尺度內(nèi)，選擇了埃及北部的海岸線作為實(shí)驗(yàn)場地。根據(jù)現(xiàn)場的調(diào)研，由于在尼羅河的中上游新建了阿斯旺水壩，大量河道里的泥沙被留在的水壩中。因此，目前尼羅河入?？诘哪嗌彻┙o嚴(yán)重不足，所以尼羅河三角洲面臨著極速的侵蝕。一旦侵蝕突破了北部的海岸線，那么其內(nèi)部的鹽水湖中的漁業(yè)正受到嚴(yán)重的影響。而此區(qū)域的養(yǎng)魚業(yè)，占埃及北部食物供給的約20%。一旦此處的食物供給收到影響，可能會導(dǎo)致埃及北部社會的動蕩，在沒找到合適的食物替代源的情況下。

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基于此種背景，項(xiàng)目組將設(shè)計(jì)尺度縮小到尼羅河三角洲的范圍，開始進(jìn)行區(qū)域性尺度的分析和研究。同時(shí)賽義德港口和蘇伊士運(yùn)河的擴(kuò)張，會從內(nèi)港中疏浚出大量的泥沙，也就是所謂的沉積物釋放到地中海中。項(xiàng)目組試圖從這些被疏浚出的泥沙入手，結(jié)合前面提到的動態(tài)模擬等相關(guān)的手段，來解決埃及北部現(xiàn)有的一些社會問題。

Territorial Formation, Describing the Current Situation of Egypt?

同時(shí)在區(qū)域的研究體系當(dāng)中，項(xiàng)目組將當(dāng)?shù)氐纳鐣?gòu)成以及產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)作為一個(gè)十分重要的因素進(jìn)行研究和考量。一般來說任何落地的項(xiàng)目，都需要有大量的資金支持，政府投資又或者是開發(fā)商投資再或者是眾籌。然而投資人都是希望能在項(xiàng)目中區(qū)域一定的收益，最好是短期內(nèi)。那如此一個(gè)巨大的填海項(xiàng)目，到底應(yīng)該是一種什么樣的投資模式？項(xiàng)目本身能帶來哪些收益？這些收益應(yīng)該如何劃分？這一系列的問題在整體的項(xiàng)目過程中，設(shè)計(jì)師都需要弄清楚。而在這個(gè)項(xiàng)目里，項(xiàng)目組對場地整體的社會構(gòu)成，產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)以及利益沖突等做了充分的調(diào)研以及論證。

Lake Accumulation and Sedimentation?

對于埃及而言，由于鹽水湖和海水的含鹽度不同，其養(yǎng)殖的物種也有很大的區(qū)別。埃及北部區(qū)域，以鹽水湖養(yǎng)殖業(yè)作為其第一產(chǎn)業(yè)。因此政府必須保證海岸的不受侵蝕，以維持內(nèi)陸鹽水湖的養(yǎng)漁業(yè)，一旦食物供應(yīng)鏈產(chǎn)生問題，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)巨變的話，社會也可能因此不穩(wěn)定。

Social Fish Farming Diagram?

潛在的常規(guī)解決方案有如下：

1.政府出資，在北部海岸線的外圍，再建立一條帶狀島，防止侵蝕。（造價(jià)過高，不切實(shí)際）

2.政府出資，硬化所有的北部海岸線。（造價(jià)相對偏低，喪失旅游業(yè)的可能性，不是最優(yōu)解）

顯然這些都不是項(xiàng)目最終的解決方案，項(xiàng)目組利用模擬的手段，進(jìn)行了大量測試。試圖尋找低造價(jià)情況下，可以自然重生的海岸線。

L-system Simulation

根據(jù)模擬的結(jié)果，我們找到了一套基于自然潮汐力基礎(chǔ)上填海的方法--人為布置障礙物進(jìn)行干擾，海岸的運(yùn)動趨勢，是會被障礙物所吸引的。但是海岸侵蝕和沉積是一個(gè)漫長的過程，同時(shí)，填海形成的島嶼對于沉積物的需求量是非常巨大的。針對這些問題，項(xiàng)目小組也提出了一套完整的解決方案，發(fā)展長時(shí)間優(yōu)先的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)隨著時(shí)間的變化展現(xiàn)出不同的形式。

Timescale Design?

首先，關(guān)于沉積物來源的問題。項(xiàng)目組梳理了埃及北部海岸線可能存在的所有的沉積物來源。第一，是尼羅河入海口排入的沉積物。第二是蘇伊士運(yùn)河疏浚排出的沉積物。第三則是同處一個(gè)海區(qū)域里，海浪上游帶來的沉積物。這些沉積物，如果被合理分配，根據(jù)自然的海浪流向，它們便會自然的被障礙物所吸引，逐漸沉積形成不同形態(tài)的島。

Sediment Distribution

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隨后，在障礙物的排布問題上，項(xiàng)目組將漁民的捕魚設(shè)施做有規(guī)律的組合，此規(guī)律基于L-system，類似的樹杈裝的結(jié)構(gòu)，有遺傳算法得來。這些捕魚的設(shè)施，在維持其原有功能的情況下，可被改造成為吸引泥沙的障礙物。同時(shí)項(xiàng)目小組也用手工模型闡述了這一點(diǎn)。

Modeling?

這樣一來，政府不用出資去建設(shè)布置于海中的障礙物，只需要劃定區(qū)域然后指定捕魚設(shè)施的排布規(guī)則。同時(shí)，漁民可自發(fā)的通過租用海域，根據(jù)這種排布規(guī)則，來布置自己的捕魚設(shè)施。隨著時(shí)間的推移，在項(xiàng)目初期，此片水域所形成的便是一個(gè)漂浮在海上的漁村。

Small Scale Design?

隨著沉積物的增多，逐漸形成小島，與此同時(shí)社會構(gòu)成也愈發(fā)的復(fù)雜，群組之間交換增多，形成小的交換市場。人口的增多也推動了教育和衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。小島演變成為低密度的城市，一個(gè)城市化的過程圍繞著這些捕魚設(shè)施展開。在長時(shí)間的侵蝕和沉積的過程中，沉積物的累積量是呈一個(gè)二次函數(shù)線形的，因?yàn)槲覀儫o法一直保證有充足的泥沙供給。而根據(jù)模擬的結(jié)果這些長島在沉積物供應(yīng)量達(dá)到頂峰時(shí)，會與海岸線鏈接，形成一個(gè)新的鹽水湖系統(tǒng)?；谶@個(gè)鹽水湖系統(tǒng)，逐漸產(chǎn)生多種業(yè)態(tài)，如養(yǎng)殖，魚苗販賣，魚食販賣等等。初期市場形成后，慢慢的也會形成城市的雛型，各種功能性的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)會被搭建。

Small Scale Design

Smallscale 3D

回應(yīng)前文說到的地中海是個(gè)內(nèi)部循環(huán)的永動機(jī)。其實(shí)，地中海內(nèi)部是個(gè)相對閉合洋流系統(tǒng)，沉積物的供給基本靠流入地中海的河流帶來的泥沙。而現(xiàn)在在河流上，基本都有水壩的建設(shè)，河流帶入的泥沙年逐年減少。因此，地中海內(nèi)部的沉積物，可被看作近似守恒。那如果我們在埃及建立這樣一套吸引沉積物的系統(tǒng)，他可能會打破現(xiàn)有系統(tǒng)的平衡。所以設(shè)計(jì)小組針對這一問題也提出了一個(gè)理論，也就是輪流使用，埃及只是短期的是沉積物沉積，并不會利用擋土墻將沉積物固定在此處，所以50年甚至100年以后這里見再度被侵蝕成為一座漂浮的城市，而這些沉積物資源會隨著海浪流動到下一個(gè)國家。

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總體來說，這個(gè)項(xiàng)目主要是基于自然過程研究以及城市發(fā)展的理論的設(shè)計(jì)方法學(xué)。目前，這套方法學(xué)可能僅在地中海地區(qū)有嘗試。這套方法同時(shí)也存在一定的缺陷，例如模擬準(zhǔn)確性的問題，C語言的提升改進(jìn)，應(yīng)對不同社會問題時(shí)，應(yīng)該如果布置障礙物等等。這些可能都是項(xiàng)目中還欠考慮的地方。也歡迎大家有好的想法和建議，關(guān)注公眾號與我們交流。

項(xiàng)目鏈接：http://littoralnegotiatio.wixsite.com/littroalnegotiationhttps://issuu.com/aalandscapeurbanism/docs/littoral_negotiations

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