英國生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)總體規(guī)劃分析

張 啟，董曉峰

(北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，北京100044)

英國生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)總體規(guī)劃分析

張 啟，董曉峰△

(北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，北京100044)

生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)，不僅是供水與排水的問題，還涉及城鎮(zhèn)防洪澇安全、水源保障、水環(huán)境質(zhì)量保護(hù)與水系統(tǒng)良性循環(huán)等系統(tǒng)策略。生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)規(guī)劃更好地體現(xiàn)了海綿城市的系統(tǒng)化理念。本文通過英國三個(gè)典型生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)規(guī)劃比較分析與相關(guān)研究，揭示了其主要技術(shù)途徑與措施：其一，注重污水收集處理與利用，以及對地下水源的補(bǔ)給；其二，通過雨水收集和中水利用，加強(qiáng)水資源循環(huán)利用；其三，推廣節(jié)水器具，培養(yǎng)節(jié)水意識(shí)和習(xí)慣，充分節(jié)水，實(shí)現(xiàn)水資源利用最大化；其四，重點(diǎn)采用可持續(xù)排水系統(tǒng)，降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)，減少對環(huán)境的污染。

英國;生態(tài)城鎮(zhèn);海綿水系統(tǒng)

1 英國生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)規(guī)劃的背景與經(jīng)驗(yàn)

英國從20世紀(jì)60年代開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境用水，目前已經(jīng)形成了比較完善的規(guī)范和保障體系，其主要在供水水質(zhì)要求、可持續(xù)排水系統(tǒng)、先進(jìn)的水務(wù)管理、地下水資源保護(hù)等方面工作比較突出［1］。

1.1 通過立法保障高水質(zhì)供水

英國通過立法等一系列措施，部分地區(qū)逐漸發(fā)展成按小流域與按行政區(qū)劃對水資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和分配，由法律授權(quán)的水資源管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配［2］。

英國人素有直接生飲自來水的習(xí)慣，為了取得更好的水質(zhì)，達(dá)到國家供水水質(zhì)規(guī)范對龍頭水水質(zhì)的要求，政府大力推進(jìn)水廠建設(shè)計(jì)劃，有效地加強(qiáng)水處理能力，甚至到水味優(yōu)化。

英格蘭和威爾士的飲用水水質(zhì)須符合1989年國家供水水質(zhì)規(guī)范，該水質(zhì)規(guī)范把1980年歐洲經(jīng)濟(jì)共同體的飲用水水質(zhì)指令EC的要求列入了英國法律。除此之外，還引入了世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則中的一些參數(shù)作為指導(dǎo)［3］。

1.2 可持續(xù)排水系統(tǒng)

“可持續(xù)排水”是英國政府竭力推廣的一種新型排水理念，旨在從排水系統(tǒng)上降低城市在極端暴雨天氣時(shí)內(nèi)澇發(fā)生的可能性，同時(shí)提高雨水等地表水的利用率，兼顧減少河流污染、維持或恢復(fù)自然水流、改善水資源與美化市容市貌等。

根據(jù)英國環(huán)保局的定義，“可持續(xù)排水系統(tǒng)”包括對地表水和地下水進(jìn)行可持續(xù)式管理的一系列技術(shù)。例如，在條件允許的建筑屋頂上種花種草用于攔截雨水；庭院里設(shè)置雨水收集設(shè)施，所收集的雨水用以澆灌花園和沖洗廁所；路面鋪設(shè)可滲透材料，可部分替代傳統(tǒng)下水道、排水溝的功能；路邊挖溝渠，填滿瓦礫石子，以減小暴雨的水流流速和流量。

1.3 先進(jìn)的水務(wù)管理

1974年4月1日英國正式成立了10個(gè)水務(wù)管理局，負(fù)責(zé)在特定的流域內(nèi)對所有的水務(wù)管理機(jī)構(gòu)實(shí)行統(tǒng)一管理。其中泰晤士水管局首次在一條流域內(nèi)實(shí)行了統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開發(fā)、統(tǒng)一保護(hù),這種做法避免了部門分割、各自為政的弊端［4-5］。

1.4 地下水資源保護(hù)

英國形成了一整套科學(xué)合理的地下水管理與保護(hù)措施，主要有：劃定地下水源保護(hù)圈層；減少污染土地對地下水源的影響；向地下水排放廢物和地下水抽取均實(shí)行許可證制度；推廣“良好農(nóng)業(yè)實(shí)踐準(zhǔn)則”,促進(jìn)農(nóng)民科學(xué)合理地使用化肥和農(nóng)藥；減少或消除對蓄水層和地下水流的擾動(dòng)與破壞［6］。

英國生態(tài)城鎮(zhèn)和海綿城市的發(fā)展具有較長的發(fā)展基礎(chǔ)，也是一個(gè)漸變提高的過程，在英國生態(tài)城鎮(zhèn)規(guī)劃中海綿城市系統(tǒng)才得以更加系統(tǒng)的應(yīng)用。

2 英國三個(gè)典型生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)規(guī)劃重點(diǎn)內(nèi)容

2.1 科提肖生態(tài)城

1）水循環(huán)利用。規(guī)劃區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)來自雨水和灰水的非飲用水。通過濕地特別是蘆葦灘的自然清潔形成中水，通過滲透性表面，可持續(xù)排水系統(tǒng)（SUDs）和沼澤地、洼地等自然排水渠道收集雨水。采用適宜的措施進(jìn)行廢水處理，如使用自然滲透科技處理灰水。設(shè)計(jì)屋頂空間存儲(chǔ)雨水，用于非飲用水用途。

2）可持續(xù)排水。通過減少硬路面積降低排水量，采用可滲透表面及創(chuàng)新型景觀措施，如可持續(xù)城市排水系統(tǒng)。盡量減少建筑污水排放，避免污水與地表水的混合，使用可持續(xù)排水系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制地表水以避免地表水的外流。

3）保護(hù)和改善水資源環(huán)境。規(guī)劃區(qū)建設(shè)可持續(xù)的水資源管理系統(tǒng)、可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)和地表水凈化系統(tǒng)。為居民提供可供收集、存儲(chǔ)及合理利用的雨水及其他灰水，降低建筑物內(nèi)飲用水需求，并按需要推廣屋頂綠化技術(shù)。

2.2 中部昆頓生態(tài)城

1）水循環(huán)利用。收集并循環(huán)利用生態(tài)城的大部分雨水和中水。通過用水高效機(jī)制和可替代水源，例如雨水、暴雨收集系統(tǒng)和中水回收利用系統(tǒng)，來提高水資源的利用效率。從商業(yè)樓和住宅樓樓頂收集雨水，用雨水沖廁所、洗衣服、灌溉等。

2）可持續(xù)排水。采用可持續(xù)的排水系統(tǒng)，強(qiáng)化與綜合利用小溪、河道、蘆葦灘與湖泊等資源的自然凈化能力。改善水質(zhì)與強(qiáng)化溪流、河道、湖泊等排水、蓄水功能，使其發(fā)揮“城市可持續(xù)排水策略”的作用。

把可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)連接成網(wǎng)，更自然地處理與管理地表水，通過建造綠色屋頂、低洼地、可滲透人行道、池塘、濕地和蘆葦?shù)?，收集從雨水收集系統(tǒng)中溢出的水流，降低地表水對水源質(zhì)量的影響與造成洪澇的風(fēng)險(xiǎn)。

3）保護(hù)和改善水資源環(huán)境。節(jié)約用水，安裝智能水表促進(jìn)居民節(jié)約行為，安裝節(jié)水裝置以最大化地減少飲用水量。應(yīng)用膜生物反應(yīng)等方法處理廢水，用于副食供給村和綠化用地的灌溉。處理過的水還可以作為調(diào)節(jié)性水資源，保證干旱時(shí)期的河泊等自然排水系統(tǒng)的水源，使生物與環(huán)境受益。

2.3 福特機(jī)場生態(tài)城

1）水循環(huán)利用。提高家庭和辦公用水效率，加強(qiáng)系統(tǒng)排污能力，回收利用經(jīng)過處理的水，作為住宅和其它地方的非飲用水，例如沖廁所、洗衣和園林灌溉。沖洗廁所的水經(jīng)處理后，還可進(jìn)行間歇性灌溉及潛在含水層的補(bǔ)給。

2）可持續(xù)排水。一方面，所有廢水收集到南部污水處理廠進(jìn)行處理;另一方面，排水系統(tǒng)與土地排水策略相結(jié)合通過原有的運(yùn)河、主要河流網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)地表水排水，并通過管理培訓(xùn)，加強(qiáng)防洪措施和區(qū)域管理途徑，保證排水系統(tǒng)盡可能模擬自然水循環(huán)，而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)排水。

3）保護(hù)和改善水資源環(huán)境。最小化使用水資源，提高水的利用效率，轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊南M(fèi)文化心理。消費(fèi)者可以通過自己的行為和使用節(jié)水產(chǎn)品來減少水的浪費(fèi)。在可持續(xù)供應(yīng)的前提下，自來水廠、自來水用水裝置與管道工、建筑工、消費(fèi)者、政府等都將影響水的利用效率。

加強(qiáng)污水處理，保證處理后的水質(zhì)必須達(dá)到一定的要求，以利于循環(huán)使用。

通過兩種途徑平衡用水，一是循環(huán)水作為補(bǔ)給水源，農(nóng)業(yè)需水量大，主要由附近的私人管道供水，尤其是在夏季，南部沿海地區(qū)的旅游和灌溉需水量會(huì)增加，對循環(huán)水可以作為補(bǔ)給水源；二是推動(dòng)間接水循環(huán)計(jì)劃，將水處理為標(biāo)準(zhǔn)潔凈水，補(bǔ)給地下蓄水層，使含水層達(dá)到平衡。

阿倫區(qū)議會(huì)的戰(zhàn)略洪水風(fēng)險(xiǎn)評估（SFRA）認(rèn)為福特機(jī)場生態(tài)城的發(fā)展使河流潮汐泛濫的風(fēng)險(xiǎn)很低，該項(xiàng)目提供了一個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)的安全洪水發(fā)展區(qū)，降低了對防洪系統(tǒng)的依賴性，也給淡水和咸水環(huán)境都創(chuàng)造了促進(jìn)生物多樣性的機(jī)會(huì)。

3 英國典型生態(tài)城鎮(zhèn)海綿水系統(tǒng)規(guī)劃特點(diǎn)比較分析

3.1 海綿水系統(tǒng)規(guī)劃共同特點(diǎn)

1）注重水循環(huán)利用。三個(gè)規(guī)劃的選址區(qū)域的水資源較豐富，水源總體充足。英國的給排水設(shè)施技術(shù)規(guī)劃建設(shè)方面的基本技術(shù)已經(jīng)成熟，所以生態(tài)城規(guī)劃中更強(qiáng)調(diào)水循環(huán)利用，主要突出了雨水收集和處理后的中水利用。

對雨水通過滲透性表面、可持續(xù)排水系統(tǒng)、沼澤地、洼地、自然排水渠道、商業(yè)和家庭建筑物樓頂?shù)韧緩绞占?，用來沖廁所、洗衣服、灌溉等。在商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)內(nèi)，盡量回收廢水。通過膜生物反應(yīng)處理、蘆葦濕地的自然凈化，產(chǎn)生中水，用于灌溉副食供給區(qū)和綠化用地等。

2）落實(shí)節(jié)水策略。節(jié)約用水，減少水的供給量。多渠道開發(fā)利用再生水等非常規(guī)水資源，減少對傳統(tǒng)水資源的需求量。利用非飲用水源滿足非飲用水需求，降低建筑物內(nèi)對飲用水的消耗。消費(fèi)者可以通過自己的行為和使用節(jié)水產(chǎn)品來減少水的浪費(fèi)。

3）采用可持續(xù)排水系統(tǒng)。在三個(gè)規(guī)劃中均強(qiáng)調(diào)了可持續(xù)排水系統(tǒng)，在排水策略上盡量做到生態(tài)與可持續(xù)，減少對環(huán)境的污染和對水源質(zhì)量的影響。通過減少硬路面積降低排水量，采用可滲透表面及創(chuàng)新型景觀措施及天然的排水系統(tǒng)，綜合利用小溪、河道、蘆葦灘、湖等資源自然凈化能力，通過建造綠色屋頂、低洼地、可滲透人行道、池塘、濕地和蘆葦?shù)氐却胧┌芽沙掷m(xù)的城市排水系統(tǒng)連接成網(wǎng)。這樣能更自然的處理地表水與從雨水收集系統(tǒng)中溢出的水流，并能降低地表水對水源質(zhì)量的影響與洪澇風(fēng)險(xiǎn)。

4）優(yōu)化水環(huán)境。三個(gè)規(guī)劃中的水系統(tǒng)規(guī)劃均注重了濕地景觀的建立和生物多樣性的保護(hù)，在優(yōu)化水環(huán)境的同時(shí)增加了場地對環(huán)境的積極影響，動(dòng)物多樣化棲息地包括開闊的水面、沼澤濕地、蘆葦叢、毛白楊林地和草地。

3.2 海綿水系統(tǒng)規(guī)劃各有側(cè)重

1）重視水系統(tǒng)不同方面。各規(guī)劃所重視的水系統(tǒng)不盡相同，分別以水資源保護(hù)、保護(hù)和改善水資源環(huán)境、水循環(huán)為側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行了描述。

2）采取多種污水處理方式。福特機(jī)場生態(tài)城強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)與保證污水處理廠的污水處理能力與處理量。

科提肖生態(tài)城還使用自然滲透技術(shù)處理灰水，通過濕地特別是蘆葦自然清潔形成中水，以便循環(huán)利用。

中部昆頓生態(tài)城提出在廢水循環(huán)方面用膜生物反應(yīng)處理廢水后，質(zhì)量能達(dá)到用于副食生產(chǎn)區(qū)和綠化用水。

3）提出特色措施。科提肖生態(tài)城水資源利用方面提出按需要推廣屋頂綠化技術(shù)，促進(jìn)雨水收集。

中部昆頓生態(tài)城在節(jié)水方面提出安裝精密水表，使居民了解家庭的用水量，采取安裝節(jié)水裝置等辦法減少用水量。

福特生態(tài)城在洪水風(fēng)險(xiǎn)方面提出了很詳細(xì)的防洪減災(zāi)策略。在可持續(xù)排水方面，提供了低洪水風(fēng)險(xiǎn)的安全發(fā)展模式。

4 結(jié)論

三個(gè)生態(tài)城鎮(zhèn)規(guī)劃中的海綿水系統(tǒng)規(guī)劃均把握了如下的規(guī)劃理念：通過雨水的回收，污水的處理和中水的利用，透水地面、濕地保護(hù)與建設(shè)，節(jié)水等途徑實(shí)現(xiàn)整個(gè)水系統(tǒng)的清潔與循環(huán)利用；將對自然水環(huán)境的影響降到最小；避免對河流和地下水過多的使用；同時(shí)減少降水和暴雨的積水突然發(fā)生而導(dǎo)致洪災(zāi)等危險(xiǎn)；從水源、供水、節(jié)水、凈水、循環(huán)利用、排水等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，并保持濕地、河流、湖泊等自然水系的水質(zhì)、水量和自身安全性，最終實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)的生態(tài)化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)城水系統(tǒng)方面對自然環(huán)境的最小干擾和良性循環(huán)的基本目標(biāo)。

［1］ 胡德勝.英國的水資源法和生態(tài)環(huán)境用水保護(hù)［J］.中國水利,2010,(5):51-54.

［2］ 施迪光.水資源規(guī)劃中的地下水國際討論會(huì)［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì),1984,(2):62.

［3］ 許經(jīng)綸.英國的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及深度處理工藝［J］.上海水務(wù),2004,(2):39-41.

［4］ 許濤.城市水系規(guī)劃的環(huán)境學(xué)途徑研究及應(yīng)用［D］.天津大學(xué),2010.

［5］ 唐倫.英國水務(wù)管理的做法和經(jīng)驗(yàn)［J］.四川環(huán)境,1986,(4): 19-25.

［6］ 譚新華.英國地下水資源的保護(hù)及對我國的啟示［J］.科教文匯(下旬刊),2008,(7):193+252.

［7］ 董曉峰.《英國生態(tài)城鎮(zhèn)規(guī)劃研究［M］.,中國建筑工業(yè)出版社,2016,10.

U416.03

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：董曉峰E-mail：Dongcity@126.com。