美英澳3國雨水管理系統(tǒng)比較與啟示*

高　嘉　王云才

同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院　上?！?00092

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美英澳3國雨水管理系統(tǒng)比較與啟示*

高嘉王云才

同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院上海200092

摘要：近年來隨著城市化的不斷加劇及城市不透水面積的增加，中國許多城市正面臨較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害以及水資源短缺問題。隨著《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》的發(fā)布，我國海綿城市建設(shè)被推上日程，如何合理利用雨水資源便顯得尤為重要。英美澳3國雨水管理措施已基本完善并初見成效。文中介紹美英澳3國的雨水管理措施，分析雨水管理工程措施及非工程措施產(chǎn)生的原因及地域性差異，例舉部分雨水管理措施的應(yīng)用條件。

關(guān)鍵詞：雨水管理系統(tǒng)，工程措施，政策法規(guī)，美國，英國，澳大利亞

近年來，快速的城鎮(zhèn)化導(dǎo)致了一系列城市生態(tài)、水資源短缺、污染以及城市社會(huì)問題，人與自然的關(guān)系面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1-2]。因此，充分利用水資源，建設(shè)生態(tài)城市，同時(shí)建立人與自然和諧共處的環(huán)境便顯得尤為重要。2015年1月，財(cái)政部發(fā)布了《關(guān)于開展中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》(簡(jiǎn)稱《通知》)?！锻ㄖ芬越鉀Q城市生態(tài)、水污染及短缺問題為導(dǎo)向，為中國雨水管理系統(tǒng)及可持續(xù)城市建設(shè)提供政策的支持和保障。然而現(xiàn)階段中國城市存在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、制度法規(guī)建立不完善等問題，而西方國家雨水管理系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)發(fā)展到相對(duì)成熟的水平。本文分析對(duì)比美國的最佳雨水管理系統(tǒng)(Best Management Practices，簡(jiǎn)稱BMPs)和低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡(jiǎn)稱LID)，澳大利亞的水敏性城市設(shè)計(jì)(Water Sensitive Urban Design，簡(jiǎn)稱WSUD)以及英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)(Sustainable Urban Drainage Systems，簡(jiǎn)稱SUDS)的特點(diǎn)及應(yīng)用條件，以期對(duì)我國雨水管理措施的完善及海綿城市的建立提供啟示。

1 國外雨水管理發(fā)展過程

國外的雨水管理大致經(jīng)歷了3個(gè)階段。

1) 水量管理時(shí)期。19世紀(jì)初，西方國家工業(yè)化和城市化發(fā)展迅速，雨水排放成為了城市建設(shè)的棘手問題。這一時(shí)期人們對(duì)待雨水的方式從利用溝渠收集雨水和生活污水發(fā)展到利用雨污河流管道、雨污分流管道來高效地排出及處理城市雨水[4]?？傮w來說，該階段人們對(duì)待雨水的態(tài)度是畏懼與對(duì)抗的，忽略了雨水的生態(tài)價(jià)值。

2) 水質(zhì)管理時(shí)期。20世紀(jì)80年代，美國開始出臺(tái)治理水污染的法律以解決河湖等自然水體水質(zhì)下降的問題。經(jīng)調(diào)查，城市及農(nóng)耕區(qū)雨水徑流是導(dǎo)致自然水體水質(zhì)下降的重要原因[4]。在這一階段，人們開始關(guān)注自然環(huán)境的保護(hù)與改善，人與水的關(guān)系從對(duì)抗開始向和諧的方向轉(zhuǎn)變。

3) 可持續(xù)管理時(shí)期。20世紀(jì)90年代以來，隨著城市雨水管理研究與實(shí)踐的不斷深入，一些在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)思想逐漸形成[4]，如美國BMPs和LID以及澳大利亞的WSUD和英國的SUDS等。人們非常重視與城市可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的話題，并將雨水管理思想逐步與城市規(guī)劃、社會(huì)發(fā)展等學(xué)科相結(jié)合。這一階段人們?cè)桨l(fā)重視雨水的價(jià)值，開始合理規(guī)劃利用水資源，可持續(xù)發(fā)展思想逐步建立[5-6]。

2 美英澳3國雨水管理法規(guī)及措施比較

美英澳等國為應(yīng)對(duì)國家出現(xiàn)的洪澇、水污染等問題相繼提出并不斷完善相應(yīng)的雨水管理措施，從源頭上控制雨水的排放路徑，并希望通過滯留、滲透、過濾、收集等過程收集雨水資源以應(yīng)用于景觀綠化及非飲用水源方面，現(xiàn)已初見成效[3]。

2.1 基本原則

BMPs主要用于處理非點(diǎn)源污染，是雨水處理的末端處理方式，并主要靠雨水塘、雨水濕地、滲透池等進(jìn)行雨水凈化、收集與利用等，在控制徑流方面發(fā)揮了巨大作用[7]。LID針對(duì)中小降雨事件，在場(chǎng)地尺度以分散式小規(guī)模措施對(duì)雨水徑流進(jìn)行源頭控制，通過入滲、過濾、蒸發(fā)減少徑流量和降低徑流污染負(fù)荷來保護(hù)收納水體，并在土地開發(fā)利用過程中將對(duì)場(chǎng)地原有自然水文過程的不良影響降到最低或無[8]。WSUD突出節(jié)約水資源方面的可持續(xù)性，通過整合城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與整個(gè)水循環(huán)的保護(hù)、修復(fù)和管理來提高城市的可持續(xù)性。SUDS突出在“排”的過程中體現(xiàn)可持續(xù)性，強(qiáng)調(diào)排的過程中的分級(jí)削減和控制策略，主要通過規(guī)劃過程控制、雨水排放許可監(jiān)管及建設(shè)維護(hù)管理3種機(jī)制來保障實(shí)施[9]。雨水管理措施的建立可以幫助人們有效地還原場(chǎng)地本身的生態(tài)特性，同時(shí)保證在場(chǎng)地建設(shè)過程中保護(hù)場(chǎng)地原有生態(tài)形態(tài)而不破壞其生態(tài)脈絡(luò)[10]。

2.2 政策法規(guī)

3國在雨水管理方面均強(qiáng)調(diào)政府部門管理和公眾參與的結(jié)合，并通過建立在法律法規(guī)、政策、程序與方法控制基礎(chǔ)上的各種措施最終達(dá)到減少污染輸出的目的。為解決城市迅速發(fā)展帶來的水污染、水資源短缺及雨水資源浪費(fèi)等問題，著眼于水污染防治和流域管理等，3國制定了相應(yīng)的國家和地方性法律法規(guī)以推進(jìn)雨水管理措施的施行[11](表1)。

2.3 工程措施制定步驟及適用條件

工程性措施是以徑流過程中的污染控制為核心，按照一定暴雨標(biāo)準(zhǔn)和污染物去除標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)興建工程設(shè)施，通過延長徑流停留時(shí)間、減緩流速、向地下滲透、物理沉淀過濾和生物凈化等技術(shù)，達(dá)到污染管理控制目的，如修建滯留池、人工濕地、入滲池、滲透路面(如植草磚)等。雨水管理工程措施是雨水管理理念的表象化反映，是在一定程度上解決城市水問題的具體措施。英美澳3國雨水管理措施的制定階段有著有驚人的相似之處，是從總到分、從宏觀到微觀、從目標(biāo)制定到方案評(píng)估的一步步實(shí)施、管理的過程。具體來說雨水管理措施的制定過程分為6個(gè)階段：1)收集資料，了解現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行場(chǎng)地分析。2)進(jìn)行多學(xué)科研究分析，確定總體控制目標(biāo)。3)從城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和雨洪管理措施2方面對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并制定初步的雨洪管理方案。4)對(duì)方案進(jìn)行可能性影響的初級(jí)評(píng)估分析，確定和選擇合適的雨洪管理措施。5)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。6)設(shè)計(jì)方案綜合效益的評(píng)估。

雨水管理制定步驟大同小異，但不同雨水管理工程措施的適用條件具有較大差異。表2對(duì)部分具體的工程技術(shù)措施的適用條件(氣候、場(chǎng)地)、對(duì)集水區(qū)的要求、關(guān)鍵性作用及其綜合評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行分析對(duì)比。

通過對(duì)比分析可以得到以下結(jié)論：多數(shù)雨水管理措施對(duì)污染敏感區(qū)域不適用或需進(jìn)行隔離，雨水管理措施對(duì)于重污染區(qū)及生態(tài)嚴(yán)重破壞區(qū)的改造仍有較大局限性，使用時(shí)要有所限制。雨水花園、植草溝和綠色屋頂應(yīng)用時(shí)對(duì)氣候條件無要求，且應(yīng)用地域較廣，可作為雨水收集及導(dǎo)流的場(chǎng)所，因此加大這些工程措施的使用量將能有效地改善城市雨水環(huán)境并推進(jìn)雨水管理措施的實(shí)施。在應(yīng)用各種雨水管理措施的時(shí)候，應(yīng)注意對(duì)集水面積及坡度的要求，集水面積及坡度的大小影響工程措施的實(shí)施、表面的滲水能力及景觀效果。除此之外，在實(shí)際應(yīng)用過程中要結(jié)合不同技術(shù)措施的造價(jià)、安全性、景觀性、維護(hù)成本等方面選擇適于場(chǎng)地及城市的技術(shù)措施。

表1　美英澳3國雨水管理法律法規(guī)比較

表2　部分具體技術(shù)措施的適用場(chǎng)地、對(duì)集水區(qū)的要求、作用及綜合評(píng)價(jià)[12]

3 結(jié)論與啟示

3.1 對(duì)3國雨水管理措施實(shí)施過程的再認(rèn)識(shí)

雨水管理理念、工程措施與政策法規(guī)三者之間存在相互影響與包容的關(guān)系，三者的相互作用與反作用推進(jìn)了理念的完善與城市的可持續(xù)發(fā)展(圖1)。

圖1　雨水管理理念、工程措施與政策法規(guī)三者關(guān)系

3.2 對(duì)雨水管理政策法規(guī)及工程措施的再認(rèn)識(shí)

美英澳3國在非工程措施方面強(qiáng)調(diào)政策法規(guī)對(duì)景觀的控制與引導(dǎo)。政策法規(guī)對(duì)于雨水管理措施的實(shí)施具有良好的推動(dòng)和支持作用，雨水管理措施與國家的政策法規(guī)的良好融合是實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)雨水管理的前提。公眾參與是國家及地方政策法規(guī)提出的重要環(huán)節(jié)，提高公眾參與意識(shí)，讓居民從根本上了解雨水管理措施的益處，將有利于雨水管理措施的普及。

此外，3國在工程措施方面強(qiáng)調(diào)具體措施與地域性特色相結(jié)合。綜合考慮地方經(jīng)濟(jì)與生態(tài)狀況，選擇并建設(shè)適合其發(fā)展的雨水管理措施將大大提高城市的可持續(xù)發(fā)展水平。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)雨水管理工程設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)力度，以發(fā)揮其生態(tài)效益并延長使用時(shí)間。

3.3 啟示與展望

雨水是我們可以長期使用的資源，可持續(xù)思想的融入可以將城市有序發(fā)展與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，有效緩解水資源短缺對(duì)城市景觀營造造成的影響并還地球以自然和諧的狀態(tài)。雨水管理措施的實(shí)施與發(fā)展有以下幾點(diǎn)意義：1)減輕水體本身的污染問題并有效加強(qiáng)水環(huán)境與周邊環(huán)境的和諧關(guān)系；2)緩解城市生態(tài)系統(tǒng)的不完善并提高自然過程的完整性；3)增強(qiáng)景觀的生態(tài)多樣性、文化性與地域性；4)促進(jìn)環(huán)境和城市發(fā)展政策的落實(shí)并進(jìn)行一定的生態(tài)教育。

隨著海綿城市的不斷建設(shè)，雨水管理措施逐漸被人們了解和應(yīng)用；但從宏觀上看，其科學(xué)性和管理性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要不斷探索與發(fā)展本地化的雨水管理措施。地域性、適宜性、科學(xué)性和生態(tài)化的措施將是接下來雨水管理的發(fā)展方向，并將多學(xué)科的知識(shí)與雨水管理措施制定、實(shí)施、管理等過程相結(jié)合，以建設(shè)更美、更可持續(xù)的城市生活空間。

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Comparison and Enlightenment of Stormwater Management Systems in the USA, the UK and Australia

Gao JiaWang Yuncai

(College of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai 200092,China)

Abstract:In recent years, it is obvious that many cities in China are faced with severe floods and water shortages, along with the growing urbanization and increased impervious area in cities. With the release of “TechnologyGuidanceofSpongeCityConstruction” ,the construction of sponge city has been put on the agenda in China, and how to make rational use of rainwater resources becomes more important. The UK, the USA and Australia have substantially improved their stormwater management measures and achieved initial successes. This article introduced the stormwater management measures in the 3 countries, analyzed the reasons for and regional differences between engineering and non-engineering measures for stormwater management and described the condition for the application of certain stormwater management measures.

Key words:stormwater management systems, engineering measures, policy and regulation, the USA, the UK, Australia

收稿日期：2015-10-23

*基金項(xiàng)目：國家十二五科技支撐計(jì)劃“宜居社區(qū)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究”(2013BAJ10B01)

作者簡(jiǎn)介：高嘉(1992-)，女,同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院景觀學(xué)系在讀碩士研究生，研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)，E-mail：gao_jia1992@163.com 通信作者：王云才(1967-)，男，教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榫坝^圖式語言與景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)，E-mail：wyc1967@#edu.cn

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2016.03.005