贺丽洁 刘佳妹
(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)
近三十年来，我国在城镇化建设及城市发展方面取得了举世瞩目的成就，城镇化率已达到了60.60%，但伴随着城市的快速发展，城市的生态环境、基础设施以及文化品质等也出现了各种问题。我国住房和城乡建设部于2017年提出了“城市双修”实施计划。“城市双修”是指“城市修补、生态修复”，具体是以生态修复的理念为主导，通过生物、物理和工程等技术修复手段以及绿色更新等规划策略重现自然生态，辅以更新织补的理念，修缮城市设施、改善城市环境面貌，以此提升城市特色与活力[1]。而矿业废弃地的再生规划研究是城市双修工作中至关重要的部分。
矿业废弃地是矿业开采活动的遗留产物，矿区曾经的辉煌给国家带来了巨大的经济和社会效益，但由此引发的生态环境和城市建设等问题也不容小觑。截止到2018年，我国矿产资源开发活动损毁土地面积约为361.05万hm2，约占全国陆域面积的0.37%。其中废弃矿山采矿损毁土地面积为227.01万hm2，其中废弃矿山损毁土地约占全国采矿损毁土地总面积62.87%[2]。截止到2017年，我国利用相关技术手段治理矿山总面积约41.91万hm2，但目前全国仍有114.40万hm2废弃矿山占地、83.12万hm2采矿塌陷区等大面积损毁土地亟待修复和治理[3]。而且随着国家能源政策的调整，每年煤矿关闭的数量不断增加，仅2016年全年关闭的煤矿约2 000个，相当于一座百万人口的大城市空间。因此，矿业废弃地的再生修复规划对于我国的生态环境建设和矿业城市更新具有重大意义。
1.1 城市双修
“城市双修”理念是我国特有的、全新的城市建设理念，是针对我国目前城镇发展状况所提出的，旨在解决城市用地结构失衡、生态环境恶化、城市空间平庸、文脉传承断裂、特色文化丧失等问题[4]，与国外城市更新与人居环境的理论探索较为相似。
国外对于城市更新的意识萌生较早。早在19世纪末20世纪初，美国就已出现了城市美化运动，人们希望通过城市设施更新和景观改造活动来恢复城市中心的活力和创建良好的生活环境。城市美化运动提出的城市更新和生态建设思想对随后西方的城市建设产生了重要的影响。“二战”之后，大批新兴学科如环境社会学、社会生态学等不断涌现，一些新的城市更新思想如“有机更新理论”“拼贴城市”“生态城市理论”等为西方战后城市重新活动提供了重要指导。西方国家重新思考城市更新建设活动，他们的更新模式由“全部推倒重建”转为“局部修缮改造”，由“粗放”转为“精细”，而且引入到城市规划领域，从系统、整体的视角思考城市的发展，优化城市布局，恢复生态系统网络，基于城市肌理完善城市建设，保留特色文化等，以此实现城市健康和可持续发展。
近年来，我国对生态文明建设愈加重视，城市更新建设和生态修复也都提上日程。但“城市双修”的理念与我国以往的城中村改造、旧城建设等活动有很大不同。“城市双修”是站在全局的视角，联合多领域、多学科、多部门，采用新技术、新模式对我国的城市发展现状与生态修复提供指导意见。
2015年“城市双修”的理念首次被提出后，三亚作为首个试点城市，以“山”“河”“海”为生态修复工作，“六大战役”为城市修补工作展开行动，并取得了一定的成效[5]。之后结合多方有效经验和实施措施，我国大多数学者的生态修复研究大致主要集中于“水”“土”“绿地”3个方面，而城市修补主要涵盖了历史街区、老旧社区、工业遗产等方面。王菎等从宏观、中观、微观3个层面提出全面升级策略、织补完善策略和绿地生态触媒激活策略，并通过具体措施构建系统完善的绿地生态网络[6]；
倪敏东等针对宁波小浃江片区从水体、山体、绿化建设3个角度提出雨水管控、水质净化、构建动物迁徙走廊等具体措施，以此来修复自然生境，并提出合理修补城市功能，引导区域经济发展[7]；
雷维群等提出了全域化、持续化、精细化的“城市双修”模式，并针对河池的城市困境，提出多层次、多视角的“双修”策略及路径[8]；
田磊针对咸阳市彩虹老厂区现状存在问题，从提高土地利用率、优化用地结构、注重文化传承等方面提出城市更新策略[9]；
刘歆等结合井陉矿区工业遗产现状，规划整体空间结构，并从生态修复、空间重塑、功能更新等方面探究井陉矿区工业遗产的更新策略[10]。张平等以湘潭锰矿国家矿山公园为规划实例，从“城市双修”的角度论述了锰矿矿业废弃地的改造方法[11]；
陈从建等以南京汤山矿坑公园为研究对象，围绕持续场地认证体系(SITES)提出了矿业遗迹生态修复的策略与措施[12]。
1.2 矿业废弃地再生利用
矿业废弃地再生利用模式大多是通过景观重建来实现。矿业废弃地景观重建是指不同领域运用生态修复和景观规划设计等各种技术和手段，对已损坏环境进行修复，使其恢复到原有的地理风貌，甚至突破其原有的能力限制，为人类提供物质和精神服务，发挥其生态、社会、经济等多种功能。西方国家工业化的发展进程较早，对于矿业废弃地的研究也相对较早。20世纪70年代，西文国家就开始了对矿业废弃地的改造；
随着研究深入，改造实践成果也愈加丰富。许多改造多以运用景观设计策略和生态修复手段为主，设计师大多将矿业废弃地功能转化为开放性公园、创意园区、博物馆等综合性的复合模式，其中以德国鲁尔工业区最为典型[13-16]。
国内相较于西方发达国家来说，关于矿业废弃地的研究比较晚，直到20世纪90年代，我国才出现了关于矿业废弃地的改造案例。2004年第一次矿山公园概念的提出标志着我国矿业废弃地景观层面的研究也进入了新的阶段。之后，我国通过借鉴和吸收国内外先进经验和技术，不断探索矿业废弃地的再生利用模式。目前为止，我国学者对于废弃地再生利用多以矿山公园、塌陷湿地公园、休憩场所、农林业用地等模式为主[17-18]。国内外矿业废弃地改造经典案例如表1所示。
表1 国内外矿业废弃地改造典型案例[19-21]Table 1 Tapical cases about transformation of derelid land of mines at home and abroad[19-21]
矿业废弃地类型多样，地势复杂多变。大多矿区在生态修复的基础上，增设自然景观元素，尊重场所精神，引入城市特有文化气息，并通过工业旅游、休憩娱乐公园等模式提高了场地的经济效益和环境价值。但我国矿业废弃地再生设计仍存在利用率不高、空间模式单一、安全状况存疑等问题，对于其错综复杂的特性，需要我们从多层次、多维度的角度思考，联合多领域人才，探索创新性研究成果。
2.1 历史沿革
王平煤矿位于北京市门头沟区王平镇王平村，东距北京城约40 km。王平煤矿是京煤集团于1958年建设投产的，煤田范围甚广，总面积为13.5 km2。后因能源储备、环境等因素被逐步遗弃，于1994年彻底关闭。王平煤矿在极盛时期，优质煤和无烟煤年产量高达百万吨，它承载着一代人的光辉。王平煤矿历经了创建期、低迷期、改革发展期、停产调整期4个阶段(表2)，但随着首都经济结构和城市功能定位的转变，最终走向了衰落。
表2 王平煤矿不同时期发展特征Table 2 Development characteristics of Wangping Coal Mine in different periods
2.2 废弃矿区现状
王平煤矿停产距今已有26年，现已成为了无人之地(图1)。如今，矿区因采矿活动导致破坏的痕迹依旧明显。随时间推移，矿区的基础设施也呈现出破败之象。生态环境方面，煤矿的开采活动造成了地表塌陷、地下水污染、土壤污染、土地荒漠化等一系列的问题；
植被绿化方面，大量地下资源被开采，土壤的养分不断流失，植被存活数量逐年减少且植物种类单一，景观绿化面积锐减；
建筑风貌方面，建筑遗迹保存不当，较为破败，建筑年久未修，结构脆弱，外立面有不同程度的损毁，建筑风貌未能完好留存；
矿区内部环境方面，矿区内厂房、居民自建房随处可见，分布杂乱，秩序混乱。煤矿关闭后，矿区原有居民陆续搬离，矿区内杂草丛生，尽显萧条之象；
居民生活方面，开采活动产生的废料(如煤矸石等)大面积压占土地，并且直接暴露在空气中，造成了空气质量下降，对居民的身体健康也产生了不良影响。
图1 王平煤矿现状Fig.1 The status of Wangping Coal Mine
2.3 外部发展机遇分析
1)相关政策支持。《门头沟分区规划(国土空间规划)(2017—2035年)》中明确了门头沟区功能定位是首都重点生态保育区和京西特色历史文化旅游休闲区，并指出其任务是构建一流的文化和旅游资源支撑体系、优化彰显文化和旅游魅力的空间布局、建设文化和旅游公共服务融合发展示范区等。“十四五”时期，门头沟区要落实生态涵养区功能定位，构建一流的文化和旅游资源支撑体系、构建绿色发展新格局。
2)区域发展需要。“绿水青山就是金山银山”。生态涵养区的功能定位意味着门头沟区未来发展方向是进行生态环境建设，实现产业结构的转型。数据显示，2019年门头沟区第三产业总值约占地区生产总值71.8%，且第三产业生产总值较往年都呈现出不同幅度的增长趋势。就旅游业来看，2019年门头沟区旅游接待人数高达195.4万人次，较往年有所增加，营业额总收入为10 700.8万元，其中门票占比约为58.2%，此外，商品销售额也近翻番，住宿、餐饮行业以及由此衍生的就业前景都呈现出一片繁荣景象。由此可知，王平镇的旅游发展潜力巨大，需求旺盛。
2.4 现有资源设施分析
矿业废弃地再生利用始终要依附于当地区域的发展条件。一个地区的基础设施和可利用的资源分布状况对矿业废弃地今后的发展方向有着至关重要的作用。针对王平煤矿，主要从交通条件、公共设施、旅游资源三方面进行分析：
1)交通条件。王平煤矿地理位置较为偏僻，而且部分道路年久失修，通行质量较差。其可达方式主要有两种：一是自驾，须从市内道路转换到109国道方可到达；
二是乘坐公共交通，由于王平矿公交线路和地铁覆盖率较低，所以须先乘坐地铁再换乘公交才可到达，所需时间较长。
2)公共设施。王平煤矿周边地区人口密集、交通较为复杂。大致可划分为居住区、商业区、公共服务区。居住区主要是矿区工人及家属常年生活的区域，距离周边村庄近。商业区分布能够基本满足居民的生活条件，但分布较为分散，整体性较弱。公共服务区主要包括学校、养老院、村民活动中心等，建筑零星分布，形态散乱，缺乏规划。总体上看，三大区域大致呈“半圆状”，具有明显的包围态势(图2)。
图2 王平煤矿周边公共设施Fig.2 Public facilities around Wangping Coal Mine
3)旅游资源。王平煤矿附近旅游景点丰富、农业产品极具特色、煤炭文化蕴含深厚(表3)。旅游景点有京西十八潭、京西古道、清凉界等地，加之王平镇境内的古道、古桥、古寺等历史遗迹不胜枚举。另外，此地物产丰富，林木覆盖率高达85%；
樱桃、京白梨、核桃等农产品质量上乘，广受好评。此外中药材、茶叶等也极富特色，“乌金遍地下，百宝满山川”。王平煤矿丰沛的煤炭资源背后蕴涵的煤炭文化是一代人的羁绊与回忆，也是北京这座城市遗留下来的光辉痕迹。
表3 王平镇周边旅游资源Table 3 Tourism resources around Wangping Town
3.1 王平煤矿再生更新策略
3.1.1生态修复
生态策略就是整体以修复生态环境为主要策略。王平煤矿的生态损毁主要表现为：地表塌陷形成矿坑、煤矸石压占土地、植被单一且稀少等。根据现有治理措施，结合王平煤矿实际情况，因地制宜采用环境治理恢复策略。
1)矿坑方面，王平矿区的塌陷地主要是以漏斗形塌陷地为主，塌陷的深度并不严重且无积水，可以利用煤矸石充填、平整塌陷地，并采取表层覆土、栽种植被等措施形成煤矸石堆绿化景观(图3)。该区域的煤矸石含硫量低，较为安全且不易自燃，土壤的重金属含量低，能够满足林业或农业生态修复的要求。
图3 矿坑回填示意Fig.3 The schematic diagram of backfill of mine pits
2)煤矸石利用方面，可以通过直接保留和加工再利用两种方式。直接保留是利用煤矸石直接回填塌陷地或转变其功能；
结合艺术设计，发挥其文化价值和美学价值。加工再利用是使用技术手段，拓展新的利用方式；
煤矸石经过高温燃烧后，其耐火性较好、质地较轻，可以将其制成轻骨料、矸石砖块等。
3)对于植物选择问题，应以因地制宜和尊重本土植物为原则，“适地适树、宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草”，植物配置遵循“乔、灌、草”复层结构模式[8]。根据当地植物特色，可在王平矿区内种植夏至草、早熟禾、商路等，一方面可以利用这些植物对重金属造成的土壤污染进行修复，另一方面也可以增强矿区植物的多样性。另外，在无污染的土地，可以结合“生产性景观”[22]，种植多类型植物、农作物等，创造一些人们参与度较高的农业活动，比如采摘、农活体验等，来增强人们的体验感。
此外，根据王平煤矿现状，节水技术也是其生态修复中重要的一项。矿区内边坡植物的灌溉和养护需要大量水资源，对此采用将灌溉渗水管和微生物修复相结合的方式，既能节约水资源，还可利用微生物修复土壤菌落，利于植被生长，促进矿区的生态修复。
3.1.2场地规划
王平煤矿周边丰富的旅游资源以及其本身的工业文化遗产价值为其发展提供支持。更新方案中，将王平煤矿定位为综合服务区，将文化与商业相融合，强化商业服务设施，置换废弃矿区功能，完善基础公共设施，打造绿色景观地带，致力于激发矿区的活力，带动当地经济发展，提高人民生活的幸福度。
1)总体规划。在规划方案中(图4、图5)，矿区形成了“一轴三节点”的空间布局，“一轴”是指游客游览轴线，其中包括了工业文化体验区、文创艺术区、景观观赏区等，将整个矿区特色贯穿一轴，提高矿区多样性，增强游客观赏感和体验感。“三节点”分别是指入口广场节点、工业文化节点、绿色景观节点。三节点既是矿区不同区域的分界点，也是矿区最具特色的节点，将功能特色归于一点，向游客展示区域特色的同时，引领游客继续游览其他矿区特色，增强矿区吸引力。
1—礼品店；
2—游客中心；
3—艺术家工作室；
4—景观水池；
5—立体种植园；
6—露天剧场；
7—博物馆；
8—观景台；
9—纪念品商店；
10—攀爬娱乐场；
11—艺术展馆；
12—餐厅；
13—水上咖啡厅；
14—休闲娱乐广场；
15—综合服务生活馆；
16—景区办公楼；
17—影视拍摄基地；
18—影视配套餐饮休闲街；
19—综合教育中心；
20—生态研究所；
21—景观种植花园；
22—网格农田；
23—艺术商业街；
24—煤炭生产体验馆；
25—轨道集装箱小店。图4 王平煤矿更新方案总平面Fig.4 Site plan of the renewal scheme of Wangping Coal Mine
图5 王平煤矿更新方案鸟瞰图Fig.5 Aerial view of the renewal scheme of Wangping Coal Mine
在总体空间序列图中(图6)，入口广场与绿地景观构成场地内两大开放空间，一始一终，标志着矿区空间的开始与结束。而矿区中部通过步道与建筑穿插连接，空间缩放自如，富有变化，形成富有层次的空间格局，带给人们丰富的空间体验。
图6 空间序列分析Fig.6 Analysis of spatial sequences
2)功能分区。确定功能分区，明确建筑功能。在规划方案中，整个矿区大致分为入口广场、文创艺术区、工厂体验区、休闲娱乐区、生态景观区和餐饮服务区等区域，构建综合性的服务功能体系，激发矿区的活力(图7)。
图7 功能分区Fig.7 Functional zoning
3)流线设计。流线设计主要根据人群设计了三大流线，分别是游客生态游览线、游客历史参观线、村民主要活动路线(图8)。整个区域交通流线方案采用地面步行流线与空间交通网络相结合的方式。地面步行交通系统四通八达，连接周边，而空中立体交通网络系统是由厂区原有的运煤廊道修缮改造而成的空间室内步道与新建的红色天街栈道组成。新的天街栈道是对原有的运煤廊道的延续，新旧结合，增强矿区特色。通过对交通系统的完善，使矿区整体性得以加强。
图8 交通网络Fig.8 The analysis diagram of traffic netw
3.1.3建筑更新
在建筑更新中，秉持“适量适度、尊重历史”的原则，对矿区内破旧且无保留价值的建筑进行拆除重建，对于具有矿区文化的标志性建筑进行改造再利用。
1)煤矿生产体验中心。王平煤矿采煤生产活动的建筑群是整个矿区最具工业特色的区域。在改造方案设计中，对原有建筑的外立面损毁部分进行了适当改造与修复，最大限度维持建筑的原有风貌。在内部功能改造上，将原有采煤的工作场所调整为展览、科普等功能空间,充分利用运煤廊道可通行的特点，将原采煤、产煤及运煤职能转化为展示参观游览功能，使人们在游览过程中体验煤炭的生产过程，以此向游客转述王平矿区的生产故事，不仅能唤起人们对场地的矿业记忆，还能对青少年进行科普教育(图9)。
图9 煤矿生产体验中心鸟瞰Fig.9 Aerial view of the mining production experience site
2)矿区特色节点重塑。
a.洗煤塔。洗煤塔(图10)是矿区的制高点，在矿区停业关闭后，建筑破损较为严重，但整体性较好。其位于矿区的中心地带，有着良好的视野，在改造过程中，将一层底部空间与周围其他建筑空间打通，使整个建筑空间连续性增强，空间更加通透，视野更加开阔。在外立面改造上，将其原有破损严重的墙皮拆除，选择相似材料进行修补，保留相对完好的部分，以此尊重矿区的历史文化。此外，将塔楼外挂的楼梯进行改造，并置入观景台，增加了观景功能，让人们能够观赏矿区整体全貌。
图10 洗煤塔景观Fig.10 A landscape of coal washing towers
b.火车轨道。火车轨道是由火车车头和轨道两部分组成的。利用火车头作为景观小品，建造火车头广场，并将其内部开放，作为公共展览空间，营造矿区昔日的生活景象。对于铁轨，在火车外部运营轨道的墙壁上，用绘画的方式向人们展示矿区曾经的故事；
而在火车出站后将其和相邻的台阶进行景观设计，利用台阶和水体，仿造瀑布景观，让水体随台阶层层跌落(图11)，以此丰富场地景观效果。
图11 火车轨道景观Fig.11 A landscape of train tracks
c.运煤廊道。运煤廊道是整个矿区颇具矿业特色的部分，将其改造为游客可步行通过的空中廊道，并重新设计外立面。一改往日的封闭空间，将运煤廊道两侧的铁皮拆除，用金属桁架重新连接(图12)，既能强化结构的承载力，又可以使外立面更加新颖独特，最终形成半封闭式空间。空中廊道扩大了人们的视角，丰富了游览路线，增强了人们对矿区整体的认识和感知。
图12 运煤廊道景观Fig.12 A landscape of coal gallery
3)综合服务生活馆。
矿区内原有的宿舍楼结构保存较为完好，将其改造为集餐饮、住宿、娱乐为一体的综合服务生活馆。在改造中，通过局部加固、修缮等方法增强原有建筑结构的稳定性；
建筑立面运用材质替换、色彩协调、元素整合等手法增强了建筑之间的联系以及游客之间的视觉交流。同时，将中部空间打通作为建筑主入口，延伸了矿区内部的中轴线(图13)。
图13 综合服务生活馆鸟瞰Fig.13 Aerial view of integrated service living museum
3.1.4景观重构
景观节点设计是将原有的矿区元素提炼并加以更新设计而成。主要的景观流线是由入口广场(图14)、圆形水池景观、轨道景观和景观种植艺术花园4个景观节点组成。人们进入矿区后，每到一个节点，景观就会有所变化，营造开敞—内聚—舒缓—开敞的空间感受和步移景异的效果。除此之外，还有雕塑广场(图15)、矿工照片景墙、涂鸦墙等一些景观小品布置在矿区主入口和游客中心等位置，以此增强人们的获得感和认同感。
图14 入口广场景观节点Fig.14 A landscape of the entrance square
图15 雕塑广场景观节点Fig.15 A landscape of the sculpture square
“城市双修”是实现城市转型发展的契机，也是治理“城市病”的有效措施，而矿业废弃地再生利用既是矿业城市绿色发展的必然选择，也是城市修补更新必不可少的一环。此外，矿业废弃地既是人类工业文明发展的见证者，也是推进生态文明建设任务的主要承担者，它的再生规划对城市可持续发展具有举足轻重的作用。通过“城市双修”视角，对王平煤矿废弃地的更新设计，以期能为我国矿业废弃地的再生规划研究提供一定的参考。
感谢2017级建筑学专业本科生李文珊、刘纯溪、张静怡在图纸绘制过程中所做的贡献。
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