國外可持續(xù)性城市雨洪管理對我國海綿城市建設(shè)的啟示

白 芮,陳建國,胡澤浩

1.廣西藝術(shù)學(xué)院 建筑藝術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530000 2.華南理工大學(xué) 建筑學(xué)院,廣東 廣州 510000

國外可持續(xù)性城市雨洪管理對我國海綿城市建設(shè)的啟示

白 芮1,陳建國1,胡澤浩2

1.廣西藝術(shù)學(xué)院 建筑藝術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530000 2.華南理工大學(xué) 建筑學(xué)院,廣東 廣州 510000

由于城市建設(shè)中防洪設(shè)施的滯后，城市雨洪造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。本文借鑒各國提出的可持續(xù)城市雨洪管理方法（LID、WSUD、SuDS、BGC等）和實踐經(jīng)驗，完善我國科學(xué)的城市雨洪管理系統(tǒng)，為我國海綿城市的建設(shè)提供參考。

雨洪管理;國外;海綿城市

習(xí)近平總書記在2013年12月召開的中央城鎮(zhèn)化工作會議上發(fā)表講話提到，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。海綿城市（Sponge City）在中國的《指南》中將城市比喻成海綿，在適應(yīng)環(huán)境變換和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將儲存的水加以利用。相關(guān)的政策的提出和正在建設(shè)的試點說明我國正在投入海綿城市的初期探索和實踐階段。

海綿城市概念屬于可持續(xù)性城市雨洪管理，西方國家對可持續(xù)性雨洪管理理念開發(fā)較早并積累了眾多成果。如低影響發(fā)展（Low Impact Development）、可持續(xù)排水系統(tǒng)（Sustainable Drainage systems）、水敏感城市（Water Sensitive Urban Design）、最佳管理方案（Best Management Practices）、源控制（Source control）、綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure)等。本文對各國可持續(xù)性雨洪管理相關(guān)經(jīng)驗和研究進行梳理，為我國海綿城市的發(fā)展和工作方向給出建議。

1 可持續(xù)城市水管理背景

1.1 各國城市雨洪問題

住建部數(shù)據(jù)顯示，全國62%城市發(fā)生過內(nèi)澇，且頻率呈上升趨勢。內(nèi)澇災(zāi)害最大積水深度超過50 mm的城市占74.6%，積水深度超過15 mm的超過90%，積水時間超過半小時的城市占78.9%，其中有57個城市的最大積水時間超過12 h。“看?！爆F(xiàn)象不僅僅發(fā)生在中國，2016年倫敦經(jīng)暴雨襲擊之后，部分地區(qū)遭受的洪水襲擊，南哈羅路的諾斯特路完全被水覆蓋；2011年，哥本哈根持續(xù)的暴雨導(dǎo)致超過1×108歐元的保險賠償，摧毀了至關(guān)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，多條道路受堵。頻頻發(fā)生的城市內(nèi)澇給各國各地區(qū)帶來嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡，儼然已成為國際關(guān)注的焦點問題之一。

1.2 城市內(nèi)澇的主要原因

降雨量大和降水量持續(xù)時間長是造成城市內(nèi)澇的原因之一，主要原因在于：部分地區(qū)的排水系統(tǒng)不達標和排水系統(tǒng)老化；其次，在城市擴張的過程中原本具有自然蓄水調(diào)洪錯峰功能的自然系統(tǒng)被摧毀，城市失去原本具有蓄水功能的區(qū)域,間接導(dǎo)致了暴雨來臨時的城區(qū)內(nèi)澇嚴重[1]；再者，在自然地區(qū)下滲到土壤補給地下水大約占50%，而貫穿城市道路的硬質(zhì)化地表讓地表徑流由10%增至60%，部分不滲透材質(zhì)滲透值為零，當降雨過多排水管道無法排除地表積水時便形成了城市內(nèi)澇。

2 可持續(xù)城市洪水管理在西方國家的發(fā)展

2.1 西方國家可持續(xù)城市雨洪管理

針對城市的水危機問題，各國學(xué)者權(quán)衡生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟、社會、發(fā)展等問題，提出可持續(xù)城市雨洪管理概念。不同的術(shù)語實則是學(xué)者們利用相同的理念，根據(jù)各國不同國情進行實踐和發(fā)展，發(fā)展過程中略有不同。理念大致可歸納為：利用“設(shè)計結(jié)合自然”的方式，試圖讓暴雨雨水管理成本降至最低，通過模擬自然排水系統(tǒng)，捕捉降雨來將雨水輸送到最近的自然水域里。它們將自然景觀作為集水處——如綠色屋頂、集水桶、透水性鋪裝、生物滯留帶、植物緩沖帶、洼地等來收集吸納雨水，形成地表和地下徑流，減緩暴雨時暴增的地表徑流。暴雨徒增的徑流可被蓄水池收集用作生活用水，可通過廊道匯入大型濕地、林地、公園從而流入自然水體（見圖1）[2]。

圖1 可持續(xù)城市雨洪管理示意圖Fig.1 The schematic diagram of sustainable urban stormwater management

3 西方國家可持續(xù)性城市雨洪管理給海綿城市的啟示

3.1 因地制宜，建立科學(xué)的、完善的分析系統(tǒng)

制定清晰嚴格的工作流程（見圖2），對現(xiàn)有的地形進行科學(xué)的分析和規(guī)劃。在城市規(guī)劃設(shè)計中可對遙感數(shù)據(jù)（包括植被分布、土地利用、天氣等）進行歸類分析，利用ArcGIS、DTM等工具對設(shè)計點進行分類和繪制，以便識別主要的洪水脆弱地帶。其次，應(yīng)當對現(xiàn)有生態(tài)綠化帶的總體位置結(jié)構(gòu)和水文結(jié)構(gòu)（上游到下游）的聯(lián)系進行分析[3]。

SWMM可用于街區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析和設(shè)計，通過建模檢測現(xiàn)有排水基礎(chǔ)設(shè)施的承載能力，亦可通過對道路剖面的分析來標記城市街道洪水節(jié)點。洪水運輸路徑需要對洪水節(jié)點、地形、土壤類型和地下水參數(shù)的分析后進行設(shè)計。

圖2 可持續(xù)雨洪管理項目設(shè)計工作路徑圖Fig.2 The work path diagram of sustainable stormwater management project design

3.2 創(chuàng)造層次化設(shè)計理念

WSUD和BGC均提出可持續(xù)性城市雨洪管理設(shè)計可從大規(guī)模度（如城市、區(qū)域）到中尺度規(guī)模（如街區(qū)）再到小規(guī)模（如場地、小區(qū)）層次化地對集水型公共空間、廊道、節(jié)點進行規(guī)劃設(shè)計。

由于不同層次雨水收集承載能力不同，如大規(guī)模集水中心的規(guī)模較大的公園、濕地、中央綠地，具備較大的承載能力，而小規(guī)模集水承載能力相對薄弱。所以在大規(guī)模設(shè)計階段，為了能高效率的管理城市洪水，強調(diào)洪水薄弱區(qū)域、綠色廊道和水體的互通和關(guān)聯(lián)性?；ネㄐ院完P(guān)聯(lián)性可利用廊道、帶狀綠化、可滲透性人行道連接臨近的集水節(jié)點流入水體，實現(xiàn)水體與集水廊道在城市中疊加交錯的藍綠結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。如鹿特丹在BGC的實踐中建立了完善了藍（水體）綠（廊道）色走廊有效的管理城市雨洪。在哥本哈根新城奧雷斯塔德（位于阿邁厄島）設(shè)計中運用復(fù)雜的藍綠色城市交通網(wǎng)絡(luò)用于管理城市雨洪。

在中尺度設(shè)計中，街區(qū)級別雨洪管理可利用傾斜式街道、大型濕地、公園、和綠化帶（生物滯留帶）收集雨水。如哥本哈根的“暴雨公式”（Cloudburst Formula）項目中提出傾斜式街道設(shè)計，創(chuàng)造了“安全區(qū)”、V型街道（圖3）和“洪水通道”走廊，通過調(diào)節(jié)街道輪廓能更有效的利用綠化帶吸納城市雨洪。此外，項目還將金斯湖的水位從+580×104降至+280×104，創(chuàng)造一個新的暴雨儲存容量4×104m3的多動能公園空間，除了娛樂和遺產(chǎn)，它還保護周圍地區(qū)免遭洪水侵襲（圖4）[4]。

圖3 暴雨公式V型街道Fig.3 V-shaped street from Cloudburst Formula

圖4 暴雨公式多功能金斯湖Fig.4 Multipurpose Sankt J?rgens Lake from Cloudburst Formula

此外，WSUD和BGC還致力于場所設(shè)計，打造多功能娛樂場地，如在公共區(qū)域可結(jié)合籃球場、滲透性鋪裝、開放式草坪和濕地公園，為市民提供休閑納涼的場所。而用于輸送雨水的綠色廊道可成為慢跑、步行和騎行路線。例如新加坡的璧山公園，在傾盆大雨的情況下，靠近河流的公園土地成為運輸通道，能把暴雨雨水水帶到下游，此外，公園還有三個冒險樂園，兩家餐廳和親水娛樂區(qū)域。璧山公園是對水敏感城市設(shè)計的應(yīng)用，不僅能可持續(xù)的管理雨水，更是打造出人與社區(qū)和娛樂互動的空間，園內(nèi)的路徑也是絕佳的慢跑、步行和騎行路線。在BGC的案例中有鹿特丹的Benthemplein多功能水廣場，游客可在廣場坐下來放松，在下沉的室內(nèi)玩滑板，下沉的室內(nèi)也可以作為洪水的儲存區(qū)域，從周圍的街道上收集過多的暴雨徑流。

科學(xué)的分析強調(diào)對現(xiàn)有場地進行分析并規(guī)劃出有效的洪水路徑，在由大規(guī)模到小范圍的層次化設(shè)計中結(jié)合不同形態(tài)場景和自然景觀減緩徑流、吸納洪水，達到城市雨洪可持續(xù)性管理目的。

4 結(jié)論

持續(xù)的暴雨是潛在的危害，也可以通過雨洪管理變成資源。可持續(xù)性城市雨洪管理通過利用科技、植被、地形控制、收納和利用雨水。海綿城市作為可持續(xù)性城市雨洪管理的一種，屬于新的城市建設(shè)模式，理論和實踐尚處于探索和發(fā)展階段。

基于各國的可持續(xù)雨洪管理理念和實踐，借鑒內(nèi)容主要歸納為以下幾點：應(yīng)當加強在可持續(xù)洪水管理設(shè)計中應(yīng)從整體角度出發(fā)，建立完善的分析系統(tǒng)，杜絕盲目改造公園綠地、盲目填湖造地等；避免生搬硬套，根據(jù)各地區(qū)實際情況制定符合當?shù)氐赜驐l件的專業(yè)技術(shù)指南；在海綿建設(shè)的過程中需要更多的理論技術(shù)研究和工程實踐來逐步完善可持續(xù)性城市雨洪管理，不能操之過急，急于求成；利用層次化規(guī)劃設(shè)計，建立健全的、相互關(guān)聯(lián)的藍綠色城市網(wǎng)絡(luò)有效的管理城市雨洪；成立關(guān)于可持續(xù)性雨洪管理的研究中心和公共平臺，促進研究和實踐，發(fā)布相關(guān)信息，接受群眾監(jiān)督。

[1]伍業(yè)剛.海綿城市設(shè)計:理念，技術(shù)與案例研究[M].南京:江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社,2016

[2]Fletcher T,Shuster W,Hunt W,et al.SUDS,LID,BMPs,WSUD and more–The evolution and application of terminology surrounding urban drainage[J].Urban Water Journal,2014,12(7):525-542

[3]Bacchin TK,Ashley R,Sijmons D,et al.Green-Blue multifunctional infrastructure:an urban landscape system design new approach[C].Sarawak,Malaysia:13thInternational Conference on Urban Drainage,2014

[4]Asla.org.2016 asla professional awards[OL].[2017-07-04].https://www.asla.org/2016 awards/171784.html

An Enlightenment of Sustainable Urban Rain Flood Management Abroad to the Sponge Urban Construction in China

BAI Rui1,CHEN Jian-guo1,HU Ze-hao2
1.Academy of Architecture&arts/Guangxi Arts University,Nanning530000,China
2.School of Architecture/South China University of Technology,Guangzhou510000,China

Due to the lag of flood control facilities in urban construction,the urban rain flood caused huge economic losses and casualties.This paper draws on the experience of the sustainable urban stormwater management methods proposed by various countries(LID,WSUD,SuDS,BGC,etc.)and their practical experience,improves the scientific urban stormwater management system,and provides a reference for sponge city construction throughout China.

Stormwater management;abroad;sponge city

TU998.4

A

1000-2324(2017)04-0616-03

2017-02-22

2017-04-03

白 芮(1987-),女,碩士研究生,主要研究方向為城市景觀設(shè)計、數(shù)字設(shè)計.E-mail:bairui0329@gmail.com