海綿城市的國際樣本

楊天 楊卓琦

挪威拉爾維克小鎮(zhèn)具有雨水再利用等功能的環(huán)保建筑

當(dāng)海綿城市建設(shè)在中國方興未艾之時(shí)，與其相類似的雨水資源利用和管理理念，已在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)實(shí)踐和發(fā)展了多年。這些國際樣本，能成為當(dāng)下中國海綿城市建設(shè)的“他山之石”嗎？

美國的低影響開發(fā)技術(shù)

1993年夏天，連綿不斷的降雨令美國密西西比河流域暴發(fā)洪水，造成高達(dá)120億～160億美元的直接經(jīng)濟(jì)損失，這引起了美國各界對于國內(nèi)雨洪管理的重新思考。

為應(yīng)對不斷加快的城市化進(jìn)程對于自然原有的“吸水”能力的影響和破壞，一種全新的綠色雨水技術(shù)進(jìn)入人們的視野，這就是由美國東部馬里蘭州的喬治王子郡及西北地區(qū)的西雅圖和波特蘭市共同提出的低影響開發(fā)技術(shù)（LID）。

如今，在全美，LID設(shè)施已有上萬個，對美國的暴雨管理和面源污染控制提供了絕佳的解決方案。

距離美國西雅圖市區(qū)11公里，有一個能夠容納多收入階層的混合式居住區(qū)。這里是西雅圖市的最高點(diǎn)，比海平面高出160m左右。雨季時(shí)這里會產(chǎn)生大量的雨水徑流并流向較低的街區(qū)，也因此得名“High Point ”。

英國倫敦維多利亞火車站附近的“活體墻”，包括1萬多種蕨類植物和草本植物通過收集屋頂上的雨水來保持生長，墻面最多可儲存1萬升水

二戰(zhàn)期間，作為波音公司和美國太平洋艦隊(duì)的后援，大批工人聚集在“High Point”形成了社區(qū)。1952年，這個區(qū)域被西雅圖市收回，成為貧民居住地。當(dāng)時(shí)那里有791棟破爛房屋，基礎(chǔ)設(shè)施不全，社區(qū)的排水系統(tǒng)大部分是雨污合流制，攜帶城市污染物的暴雨徑流往往未經(jīng)處理就直接排放入毗鄰的朗費(fèi)羅河中，造成河水不同程度的污染。

因雨水污染帶來的生態(tài)影響已經(jīng)危及到了漁業(yè)生產(chǎn)——每年，洄游的三文魚都會在朗費(fèi)羅河中產(chǎn)卵。

2003年，基于街道整頓和向更多市民提供優(yōu)質(zhì)住房的政策，西雅圖市政府的建設(shè)部門開始了社區(qū)全面改造計(jì)劃，希望讓那里改頭換面。

在隨后的6年時(shí)間里，專家利用植被淺溝、雨水花園、透水鋪裝等技術(shù)與園林景觀結(jié)合，還將池塘公園、袖珍公園和兒童游戲場地等多功能開放空間的地下部分設(shè)計(jì)成了地下的儲水設(shè)施。

為了減少面源污染，該社區(qū)又沿街道設(shè)立了生物過濾單元，種植了一系列本土的耐旱灌木、喬木和草坪，這些植物和地下經(jīng)過改良替換的土壤能層層過濾毒素，將暴雨的不良影響降低。

另外，作為一個中心雨水收集池，社區(qū)內(nèi)的池塘能夠控制洪水的流量并提供額外的水質(zhì)處理。

于是，每當(dāng)大雨來臨，來自屋頂、道路和廣場等處的雨水，通過植被淺溝的引導(dǎo)和輸送，匯入北部的池塘中，經(jīng)過凈化和處理后，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的雨水最終被排入朗費(fèi)羅河，這一過程完全模擬自然的水文環(huán)境，朗費(fèi)羅河的生態(tài)平衡由此有了保證。

隨著LID多項(xiàng)措施的引入，“High Point”很快成為一個有著較高人口密度的城市居住空間，在人居綠地空間，舒適步行系統(tǒng)和水質(zhì)的改善及雨水的利用方面均得到了很好的平衡。

如今，每年秋季洄游至此的大批三文魚正是LID的最大受益者之一。西雅圖也成為全世界第一個讓三文魚回歸大都市河流的城市。

2011年，美國費(fèi)城也制定了全市性LID的總體計(jì)劃，該計(jì)劃將投資16億美元用于綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，投資3.45億美元用于增加傳統(tǒng)排水設(shè)施，投資4.2億美元用于綠色雨水設(shè)施的適應(yīng)性管理。

歐洲的可持續(xù)排水計(jì)劃

歐洲城市的雨洪管理建設(shè)已有幾十年歷史，與之相關(guān)的理論依據(jù)和法律政策是當(dāng)?shù)亟ㄖ煛⒕坝^師和規(guī)劃師的必修課。

在歐洲，居住區(qū)內(nèi)的綠地和廣場在建立初期就考慮到了雨水調(diào)節(jié)問題，它們平時(shí)可以滿足市民的生活需要，而一旦大雨來臨，又變身為可蓄洪的地區(qū)。

對雨水的可持續(xù)性利用是歐洲雨洪管理的重點(diǎn)。

作為雨水收集利用技術(shù)是最先進(jìn)的國家之一，德國利用公共雨水管道收集雨水，進(jìn)行簡單的處理后，達(dá)到雜用用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，便可用于街區(qū)公寓的廁所清洗和庭院澆灑。

德國也是最早對城市雨水采用政府管制制度的國家，為此還制訂了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)、技術(shù)指引和經(jīng)濟(jì)激勵政策。

1995年德國頒布了歐洲首個“室外排水溝和排水管道標(biāo)準(zhǔn)”，提出通過雨水收集系統(tǒng)盡可能地減少公共地區(qū)建筑物底層發(fā)生洪水的危險(xiǎn)性。1996年，在本國水法的補(bǔ)充條款中又增加了“水的可持續(xù)利用”理念。

目前，德國在新建工業(yè)、商業(yè)場所或是居民小區(qū)之前，均要設(shè)計(jì)雨水利用設(shè)施，如果沒有，政府將征收雨水排放設(shè)施費(fèi)和雨水排放費(fèi)。

在自家院子里安裝雨水收集器，采集的雨水經(jīng)過處理后澆花、洗車、洗衣服，如今已成為德國人的新時(shí)尚。

不僅如此，雨水的可持續(xù)利用還為德國人帶來了新的就業(yè)機(jī)會和經(jīng)濟(jì)效益。有媒體報(bào)道，2011年全德有超過38萬人在可再生能源行業(yè)工作。在雨水相關(guān)的能源行業(yè)，德國Mall公司2010年的一項(xiàng)研究顯示，相比2009年，從事“雨水循環(huán)”的企業(yè)營業(yè)額增長了5億歐元。

2010年，英國政府也全面啟動了可持續(xù)城市排水系統(tǒng)的建設(shè)計(jì)劃。

據(jù)《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》報(bào)道，近年來，英國政府愈加重視國內(nèi)水資源短缺問題。英國環(huán)境署預(yù)測，英國人均降雨量遠(yuǎn)低于地中海等地區(qū)。隨著人口壓力的不斷上升和氣候變化帶來的降水分布變化，英國將面臨嚴(yán)峻的水資源短缺壓力，英格蘭東南部地區(qū)甚至將不再適宜農(nóng)業(yè)耕種。此外，2014年初的洪水也對當(dāng)前英國各地的市政排水系統(tǒng)和防洪應(yīng)對措施提出了挑戰(zhàn)。

目前在英國，越來越多的住宅項(xiàng)目、學(xué)校、高速公路服務(wù)區(qū)以及商業(yè)中心已經(jīng)在設(shè)計(jì)階段將可持續(xù)城市排水系統(tǒng)納入，全英國已建成34個重點(diǎn)實(shí)踐項(xiàng)目。利用滲透溝、洼地、過濾設(shè)施、濾水管等技術(shù)方法的雨水公園，在英國比比皆是。

英國雨水再利用管理協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，近年來，隨著水價(jià)不斷攀升，很多英國家庭開始使用雨水收集系統(tǒng)，其造價(jià)一般在1500～3000英鎊之間。雨水直接從屋頂收集，并通過導(dǎo)水管過濾后導(dǎo)入地下儲水罐儲存，用于滿足家庭灌溉、洗衣等非飲用水需要。

對于大型市政建筑和商業(yè)建筑的雨水利用，英國政府同樣重視。

為了慶祝新千年的到來而建設(shè)的倫敦世紀(jì)圓頂，有著歐洲最大的建筑物內(nèi)水循環(huán)設(shè)施。從面積相當(dāng)于12個足球場大小的10萬平方米的圓頂蓋上收集來的雨水，經(jīng)過24個專門設(shè)置的匯水斗進(jìn)入地表水排放管中。其中，每天有約100立方米經(jīng)過過濾的雨水用以沖洗該建筑物內(nèi)的廁所。

澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)

水敏感性城市設(shè)計(jì)理念誕生于澳大利亞。2004年，澳大利亞政府出臺的《全國水資源協(xié)定》中將其定義為——“用管理整合城市規(guī)劃，保護(hù)城市水循環(huán)，以確保城市水資源管理對自然水文和生態(tài)過程的敏感性”。

這一理念綜合考慮了城市防洪、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)、城市景觀、道路及排水系統(tǒng)和河道生態(tài)環(huán)境等，通過引入模擬自然水循環(huán)過程的城市防洪排水體系，達(dá)成城市發(fā)展和自然水環(huán)境的和諧共贏。

早在1990年，澳大利亞就開始將城市水敏感設(shè)計(jì)應(yīng)用到城市開發(fā)的實(shí)踐項(xiàng)目之中。2000年后，這一理念在澳大利亞成為了必須遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

如今，在澳大利亞，水敏感城市設(shè)計(jì)理念已大量實(shí)踐和推廣，包括居住、商業(yè)、工業(yè)等開發(fā)類型，涵蓋建筑、場地、地段、街區(qū)等空間層次的大批項(xiàng)目相繼建成。

在悉尼的皮羅馬公園，道路和停車場的雨水徑流通過道路生物滯留系統(tǒng)和生物滯留雨水花園來處理，園內(nèi)高地頂端的東部集水區(qū)與位于中間的生物滯留池相呼應(yīng)。經(jīng)過收集處理后的雨水用于灌溉公園，可以滿足公園公共開放空間用水需求的80%。

澳大利亞聯(lián)邦的第二大城市墨爾本和世界上其他大城市一樣，也面臨城市雨洪的一系列挑戰(zhàn)。特別是城市雨水徑流給這里的河道等水體帶來的面源污染，一度讓管理者們頭疼不已。水敏感性城市設(shè)計(jì)的理念因此在墨爾本得到大力倡導(dǎo)，令墨爾本一躍而成為城市雨洪管理領(lǐng)域的新銳。

作為墨爾本主管雨洪管理的政府部門，墨爾本水務(wù)局參與到了這座城市每個新建設(shè)開發(fā)的項(xiàng)目之中。

在項(xiàng)目的可行性研究階段，建設(shè)方就要提交項(xiàng)目雨洪管理總體規(guī)劃，供水務(wù)局審查。隨后的各個設(shè)計(jì)階段中，建設(shè)方及其委托的咨詢設(shè)計(jì)公司還需要將工程報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書甚至數(shù)學(xué)模型提交給墨爾本水務(wù)局審核備案。

日本的雨水調(diào)蓄設(shè)施

與城市內(nèi)澇相比，人口集中地區(qū)水資源缺乏的問題在日本更突出。如何對雨水進(jìn)行收集利用成為日本政府考慮的重點(diǎn)。

早在1980年，日本建設(shè)省就開始推行雨水貯留滲透計(jì)劃。近年來，隨著雨水滲透設(shè)施的推廣和應(yīng)用，相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的雨水資源化利用的法律、技術(shù)和管理體系在日本正日趨完善。

日本在雨水利用技術(shù)上進(jìn)行了多種嘗試，比如降低操場、綠地、公園、花壇、樓間空地的地面高程;在停車場、廣場鋪設(shè)透水路面或碎石路面，并建設(shè)滲水井，加速雨水滲流;在東京、大阪等特大城市建設(shè)地下河將低洼地區(qū)雨水導(dǎo)入地下河等。

但其最具特色的技術(shù)手段還是建設(shè)雨水調(diào)蓄池。

在傳統(tǒng)的、功能單一的雨水調(diào)蓄池的基礎(chǔ)上，日本發(fā)展出了多功能調(diào)蓄設(shè)施，這種設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，規(guī)模大。在暴雨未至的時(shí)候，它還可以全部或部分地發(fā)揮城市景觀、公園、綠地、停車場、運(yùn)動場、市民休閑集會和娛樂場所等多種功能。

1992年，日本頒布的“第二代城市下水總體規(guī)劃”，要求新建和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置雨水就地下滲設(shè)施，還要求在城市中的新開發(fā)土地每公頃應(yīng)附設(shè)500立方米的雨水調(diào)蓄池。

2015年初開始，東京交通樞紐之一的澀谷車站周邊地區(qū)開始整體開發(fā)。其中的一項(xiàng)重要工程就是在地下25米深處，開建一個4000噸的儲水池。這種多功能的儲水池可以在暴雨期將周邊雨水集中儲存，解決附近地區(qū)瞬間排水能力不足的問題。而在缺水的時(shí)候，儲水池中儲存的雨水又可以被抽出來供地面澆花、灑水等用途，甚至可以在凈化后成為市民的日常生活用水來源之一。

2012年落成的日本最高塔——東京天空樹也設(shè)計(jì)了一個雨水回收利用系統(tǒng)。當(dāng)有災(zāi)害發(fā)生時(shí)，天空樹蓄水池中儲存的7000噸雨水，可為其所在的東京墨田區(qū)的23萬人口提供一天的生活和消防用水。