美國高校雨洪管理專項(xiàng)規(guī)劃文件內(nèi)容初探

姜　濤，李　念，鄢曉洵，陳其兵

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，611130，成都；2.西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，610000，成都）

一、研究背景

美國雨洪管理的成功實(shí)施離不開國家污水排放體系的逐步建立和完善。從1970年環(huán)保署（EPA）的成立到1972年《清潔水法案》的修訂，再到1987年國家污染物排放消除系統(tǒng)（NPDES）的建立，美國逐步建立了成熟穩(wěn)定的現(xiàn)代水質(zhì)管理體系。1990年，美國環(huán)保署發(fā)布了第一階段（PhaseⅠ）的雨水排放準(zhǔn)則，要求服務(wù)人口在10萬人以上的市政獨(dú)立雨水下水道系統(tǒng)（Municipal Separate Storm Sewer Systems，MS4）、 影響范圍在 5 英畝（1 英畝=0.4 hm2，下同）以上的建筑活動(dòng)以及將雨水排放到MS4或直接排放到天然水體的11類工業(yè)活動(dòng)需持有非點(diǎn)源許可證。1999年，環(huán)保署將服務(wù)人口在10萬人以下的規(guī)范的MS4、影響范圍在1～5英畝的建筑活動(dòng)以及其他顯著影響水質(zhì)的工業(yè)、商業(yè)和公共機(jī)構(gòu)設(shè)施納入國家污染物排放消除系統(tǒng)排污許可證管理體系。一方面，美國高校作為公共機(jī)構(gòu)需要申請PhaseⅡSmall MS4許可證，校園內(nèi)的工程建設(shè)活動(dòng)也需要申請排放許可，并提交雨水污染防治規(guī)劃（SWPPP）文件和年度報(bào)告；另一方面，美國很多大學(xué)將雨洪管理作為綠色校園、可持續(xù)校園等建設(shè)與評(píng)價(jià)的重要環(huán)境考量因素，并將其寫入校園景觀總體規(guī)劃、可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等文件中，這些因素都促成了美國高校雨洪管理專項(xiàng)規(guī)劃文件的編制。該文件的制定有助于高校識(shí)別影響雨水排放水質(zhì)和水量的潛在污染源，為高校工作人員和承包商的行政和建設(shè)行為提供最佳管理實(shí)踐（BMP）和實(shí)施雨洪管理計(jì)劃的可衡量的評(píng)價(jià)目標(biāo)等。對(duì)其進(jìn)行深入研究，可以為我國高校雨洪管理專項(xiàng)規(guī)劃文件的編制提供參考借鑒。

二、美國高校雨洪管理專項(xiàng)規(guī)劃文件內(nèi)容分析

在對(duì)前期50多所高校規(guī)劃文件進(jìn)行分析和篩選的基礎(chǔ)上，選擇24所具有代表性的美國高校的雨洪管理規(guī)劃專項(xiàng)文件進(jìn)行重點(diǎn)研究。其規(guī)劃文件的內(nèi)容大致可分為執(zhí)行總結(jié)、現(xiàn)狀分析、規(guī)劃控制和建議、規(guī)劃實(shí)施與評(píng)價(jià)等4部分，每部分內(nèi)容結(jié)合具體高校的情況而有所差異。

1.執(zhí)行總結(jié)

主要介紹校園雨洪規(guī)劃文件編制的背景、目的和意義，研究區(qū)域的基本情況，規(guī)劃文件的主要結(jié)構(gòu)、內(nèi)容提要和使用說明，規(guī)劃的整體目標(biāo)和方法等，這些都作為規(guī)劃文件的基礎(chǔ)支撐部分，以增進(jìn)人們對(duì)規(guī)劃文件的理解。

以佐治亞理工學(xué)院為例，該校將文件定位為校園未來項(xiàng)目建設(shè)和雨水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的一項(xiàng)指南，是立足于校園總體規(guī)劃文件和相關(guān)部門計(jì)劃而動(dòng)態(tài)變化的規(guī)劃工具，可為未來雨水項(xiàng)目概要布局和目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。該校近幾十年一直倡導(dǎo)建設(shè)可持續(xù)校園，雨水計(jì)劃的制定有助于推動(dòng)佐治亞理工學(xué)院實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境可持續(xù)性的承諾。其規(guī)劃制定的關(guān)鍵目標(biāo)就是形成一套系統(tǒng)的雨水管理方法，并以Basin A作為具體研究區(qū)域。該區(qū)域采用合流制（CSO）排水系統(tǒng)，旱季收集的污水先通過管道進(jìn)入合流制設(shè)施，后經(jīng)RM Clayton水再生中心處理后排入Chattahoochee河。在一般雨季，溢流的水還要進(jìn)入WEST CSO存儲(chǔ)隧道進(jìn)行存儲(chǔ)后再處理。如果遭遇更大的暴雨，溢流的水就通過合流制設(shè)施直接進(jìn)入Tanyard河中。針對(duì)研究區(qū)域的特點(diǎn)，該校制定了可衡量的目標(biāo)，即減少進(jìn)入城市合流制系統(tǒng)的雨水徑流量 （有助于減少進(jìn)入相關(guān)水系的合流制溢流的頻率和水量）、雨水收集和再利用、模仿自然進(jìn)程、遵守亞特蘭大雨水條例規(guī)定、構(gòu)建雨水管理的流域?qū)用娴?。針?duì)該目標(biāo)，該校提出了具體的規(guī)劃流程和方法，即明確不同情景下（基準(zhǔn)、現(xiàn)狀和規(guī)劃條件）的土地利用和土壤條件，利用雨水模型構(gòu)建每個(gè)情景下的徑流狀況，建立Basin A規(guī)劃條件下的雨洪管理目標(biāo)和具體措施，通過模型分析驗(yàn)證目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的情況以及對(duì)規(guī)劃的雨洪管理項(xiàng)目進(jìn)行成本效益分析，最終形成包含通過的雨洪管理項(xiàng)目的規(guī)劃文件。

2.現(xiàn)狀分析

（1）政策規(guī)范

美國雨洪管理方面的政策法規(guī)十分健全，除聯(lián)邦政府外，各州和地方也出臺(tái)了更具有針對(duì)性的雨洪管理相關(guān)政策、規(guī)范和指南文件。這些文件內(nèi)容豐富，對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)性強(qiáng)，對(duì)其分析不僅可以使高校雨洪管理滿足政策規(guī)范的要求，而且可以更好地結(jié)合地方實(shí)際情況，制定更有針對(duì)性的規(guī)劃文件。以威廉瑪麗學(xué)院為例，聯(lián)邦和弗吉尼亞州的相關(guān)文件有1988年的切薩皮克灣法案規(guī)范，2013年更新的城區(qū)分流制雨水排放系統(tǒng)規(guī)范文件。對(duì)該校來說，主要包括切薩皮克灣最大日負(fù)荷總量（TMDL）和Powhatan/Mill河溪TMDL，其導(dǎo)則對(duì)BMP各項(xiàng)措施的氮、磷、總懸浮物等的移除效率和計(jì)算方法有詳細(xì)介紹；2013年更新的弗吉尼亞雨水管理項(xiàng)目規(guī)范對(duì)所有土地開發(fā)項(xiàng)目（包括高校）的施工后雨水徑流量和質(zhì)的控制要求。地方相關(guān)文件有Williamsburg市雨水管理手冊、JamesCity縣雨水規(guī)范和導(dǎo)則等。

（2）場地信息統(tǒng)計(jì)與分析

主要是對(duì)研究區(qū)域基本情況的介紹與分析，具體內(nèi)容因不同高校的情況而有一定差異，一般包括校園雨洪管理的發(fā)展歷程和主要問題、現(xiàn)狀條件分析等。如賓州州立大學(xué)詳細(xì)分析了校園的主要雨洪問題、類型和原因，包括雨水設(shè)施超過設(shè)計(jì)壽命、雨水管道尺寸不足、雨水口堵塞、地下設(shè)施泄露等；邁阿密大學(xué)牛津分校首先對(duì)校園流域特征、地表水質(zhì)、降雨、土壤（水文土壤分組）、地下水水位、含水層、基巖、雨水排水基礎(chǔ)設(shè)施、坡度（大于10%較少用于入滲和應(yīng)用BMP）、不透水表面、環(huán)境影響等進(jìn)行了分析，然后針對(duì)各個(gè)子集水區(qū)（Subwatershed）進(jìn)行了更有針對(duì)性地調(diào)研與分析。還有一些高校結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了其他相關(guān)方面的調(diào)研和研究，如芝加哥洛約拉大學(xué)為確認(rèn)校園某項(xiàng)目土壤的類型和應(yīng)用下滲型BMP的可行性，2008年在項(xiàng)目所在的校園中央草坪庭院兩塊區(qū)域進(jìn)行了滲透試驗(yàn)，其滲透率分別為85.09 mm/h和209.30 mm/h，因而認(rèn)為其滲透性適合應(yīng)用BMP；耶魯大學(xué)對(duì)校園師生關(guān)于雨洪管理的研究成果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，很多成果直接被借鑒到雨洪管理規(guī)劃文件中，其中包括耶魯林業(yè)和環(huán)境系研究生提出的利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施（GI）進(jìn)行雨水管理等諸多建議。

（3）導(dǎo)致雨水污染的源或行為識(shí)別

為減少雨水徑流對(duì)校園和周邊流域水系的污染，高校在規(guī)劃雨洪管理時(shí)會(huì)對(duì)導(dǎo)致雨水污染的源或行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并針對(duì)具體的污染活動(dòng)采取源頭控制措施，從而有助于最大程度減少人們活動(dòng)對(duì)雨水徑流所造成的污染，達(dá)到保護(hù)周邊水系的目的。加州大學(xué)圣克魯茲分校對(duì)排入周邊河流的雨水徑流潛在污染源進(jìn)行了分析，包括排泄物（下水道溢流、非法連接排水管道等）、沉積物（施工行為、不透水表面的侵蝕性徑流、設(shè)施線路維護(hù)等）、洗滌水（建筑維護(hù)、化學(xué)物品泄漏等）、增加的徑流率和徑流量（不透水面積徑流）、垃圾和雜物、食物殘?jiān)陀椭ㄊ称贩?wù)部門）、肥料和農(nóng)藥（綠地維護(hù)和灌溉徑流）、石油產(chǎn)品和車載污染物（貨物裝卸區(qū)）、土壤、沙子和覆蓋物（戶外原材料存儲(chǔ)）等。

3.規(guī)劃控制和建議

（1）制定可衡量的具體目標(biāo)

相比于執(zhí)行總結(jié)的一般性目標(biāo)和宗旨，可衡量的具體目標(biāo)更有針對(duì)性，甚至有時(shí)間進(jìn)度和量化標(biāo)準(zhǔn)?！赌暇捯虼髮W(xué) MS4雨洪管理規(guī)劃（2013-2018）》對(duì)具體的BMP措施、達(dá)到的目標(biāo)、時(shí)間進(jìn)度、責(zé)任人都有詳細(xì)表述，如其制定的雨水水質(zhì)意識(shí)5年計(jì)劃中提出年度目標(biāo)是開設(shè)1到2門雨水相關(guān)課程，最終目標(biāo)是相關(guān)院系開設(shè)至少4門以上的雨水污染相關(guān)課程，具體實(shí)施由學(xué)校可持續(xù)發(fā)展辦公室負(fù)責(zé)。

（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與雨水模型

有效的雨洪管理是一項(xiàng)長期系統(tǒng)復(fù)雜的任務(wù)，搜集相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和通過模型分析十分必要，有助于為校園未來開發(fā)建設(shè)提出更合理的雨洪管理決策。從調(diào)研文件中可以得出，其使用的軟件和模型主要有SWMM模型、AutoCADCivil3D軟件、ArcGIS軟件、Win TR55軟件、XP-SWMM模型 、HEC-HMS 模 型 、Carlson Civil Suite軟件等，這些模型多由美國相關(guān)部門主導(dǎo)開發(fā)，與當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)數(shù)據(jù)庫結(jié)合，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)雨洪相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)預(yù)測與分析。如耶魯大學(xué)將校園劃分為若干子匯水區(qū)，這些區(qū)域包括不同的表面特征（坡度、面積和不透水比例），通過SWMM模型可以估算給定降雨事件下的進(jìn)入下水道的雨水徑流量和徑流率。另外，構(gòu)建傳輸系統(tǒng)的模型還可以用來觀察校園網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)應(yīng)對(duì)雨洪的能力和弱點(diǎn)。

（3）規(guī)劃方法和程序

以田納西大學(xué)為例，該校的一般規(guī)劃方法是獲取基本資料，包括許可證、排水基礎(chǔ)設(shè)施情況和其他相關(guān)規(guī)劃文件；將校園劃分為若干子集水區(qū)作為雨水管理單元；將GIS基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)研相結(jié)合，確定實(shí)施BMP的潛在位置；估算采用BMP措施的徑流量并與開發(fā)前后的情況做比較；規(guī)劃非結(jié)構(gòu)性的BMP措施，并制定近期可以實(shí)現(xiàn)的采取BMP結(jié)構(gòu)化措施的建設(shè)項(xiàng)目清單等，總結(jié)和描述一些常用的校園BMP措施。該規(guī)劃方法具有一定的普適性，能夠?qū)⑿@雨洪管理和項(xiàng)目建設(shè)結(jié)合起來，在滿足MS4二期項(xiàng)目要求的同時(shí)整合規(guī)劃要素和景觀特色，為校園的環(huán)境教育和可持續(xù)發(fā)展提供機(jī)遇。

（4）目標(biāo)導(dǎo)向的策略和措施

美國高校雨洪管理規(guī)劃文件盡管屬于規(guī)劃性質(zhì)，但由于充分的前期調(diào)研做基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的目標(biāo)導(dǎo)向性和針對(duì)性。從適用性看，既有整體流域和校園范圍的策略，又有基于具體子集水區(qū)和特定建設(shè)項(xiàng)目的措施；從措施的內(nèi)容上看，又分為結(jié)構(gòu)性措施和非結(jié)構(gòu)性措施，前者包括滲透系統(tǒng)、雨水花園、綠色屋頂、植被洼地、透水鋪裝、雨水蓄水箱、藍(lán)色屋頂?shù)?，后者包括公共教育、外?lián)和參與，非法污染排放的監(jiān)測和消除，通過良好的“管家”實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防等。如費(fèi)耶特維爾州立大學(xué)校園東西兩側(cè)的土地利用和布局的差異導(dǎo)致對(duì)其雨水管理設(shè)施的策略不同。針對(duì)西側(cè)不透水面積較大、建筑密度高等特點(diǎn)，其主要是雨水水質(zhì)處理，可建設(shè)雨水花園等生物滯留設(shè)施；而東側(cè)需要同時(shí)考慮雨水水質(zhì)處理和雨水滯留，規(guī)劃建設(shè)Cross Creek環(huán)境研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目由一系列生物滯留臺(tái)地、人工濕地、植被過濾帶組成，具有雨水管理、學(xué)術(shù)研究、環(huán)境教育、游憩娛樂等多種用途。學(xué)校立足于改善下游水環(huán)境的目標(biāo)，除了新建項(xiàng)目，還規(guī)劃了諸多校園改造項(xiàng)目，包括校園建筑附屬綠色空間改造、建筑屋頂雨水收集、改造溝渠以減少河道的侵蝕和不穩(wěn)定性、Cross Creek附近的排污口改造、在自然區(qū)域建設(shè)步行道解說系統(tǒng)等。

4.規(guī)劃實(shí)施與評(píng)估

（1）組織保障

美國校園雨洪管理規(guī)劃文件的成功編制和實(shí)施離不開科學(xué)有效的組織保障。從調(diào)研文件可以看出，一般是成立專門的委員會(huì)、小組或辦公室，其成員來自于校園各方的利益相關(guān)者，共同處理雨洪管理相關(guān)事務(wù)，也有的是由校園相關(guān)機(jī)構(gòu)或外聘專業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)公司進(jìn)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與編制工作。如奧本大學(xué)成立了雨水委員會(huì)，由學(xué)校的學(xué)術(shù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的人員組成，部門有奧本市流域主管部門、阿拉巴馬水觀察水資源中心、校園設(shè)施管理部門 （廢物減排與利用、景觀服務(wù)、施工管理、公用事業(yè)和能源、大學(xué)建筑師辦公室、設(shè)計(jì)服務(wù)）、校園可持續(xù)辦公室、校園餐飲部門、校園體育部門（現(xiàn)場管理）等。

（2）動(dòng)態(tài)監(jiān)測和評(píng)估

由于美國不同高校的雨洪管理水平與階段、雨水基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀條件、校園流域環(huán)境等不同，其具體監(jiān)測的項(xiàng)目也不同。從規(guī)劃文件中看，大部分高校都十分重視對(duì)雨洪管理的監(jiān)測，既有對(duì)校園流域水環(huán)境的質(zhì)量監(jiān)測，也有對(duì)建設(shè)BMP等雨水設(shè)施的監(jiān)測，與動(dòng)態(tài)更新的雨水管理規(guī)劃文件相適應(yīng)，是校園適應(yīng)性管理的內(nèi)在要求，有助于實(shí)現(xiàn)校園適應(yīng)性的雨洪管理目標(biāo)。加州大學(xué)圣地亞哥分校將監(jiān)測和評(píng)估視為雨洪規(guī)劃的重要組件，認(rèn)為其影響著后續(xù)的適應(yīng)性管理決策，其檢測項(xiàng)目包括對(duì)校園流域的監(jiān)測、雨水徑流的監(jiān)測、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)監(jiān)測、區(qū)域監(jiān)測等。又如康涅狄格大學(xué)在Eagleville河溪設(shè)置1個(gè)監(jiān)測站，從2009年開始實(shí)時(shí)監(jiān)測，包括水溫、電導(dǎo)率、濁度等指標(biāo)，其數(shù)據(jù)可以從校園網(wǎng)站下載，為相關(guān)研究和決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析。

（3）規(guī)劃文件的回顧與更新

與其他規(guī)劃文件類似，美國高校的雨洪管理規(guī)劃文件是動(dòng)態(tài)更新的，一方面體現(xiàn)了MS4相關(guān)許可的階段性要求，另一方面也是雨洪管理自身復(fù)雜性、綜合性等屬性的體現(xiàn)。以奧本大學(xué)為例，按照MS4相關(guān)許可要求，學(xué)校需要向所在州的環(huán)境質(zhì)量主管部門提交年度報(bào)告提供審核，因此學(xué)校會(huì)在審核結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)規(guī)劃文件進(jìn)行及時(shí)更新與修正。報(bào)告的主要內(nèi)容包括承諾情況 （BMP適應(yīng)性評(píng)價(jià)、減少污染物排放和保護(hù)水質(zhì)的階段性目標(biāo)進(jìn)展情況、每一個(gè)最小控制方法的可衡量的目標(biāo)）、報(bào)告期間收集和分析的信息結(jié)果、上一年雨洪管理規(guī)劃變化和下一年計(jì)劃實(shí)施的雨水相關(guān)活動(dòng)計(jì)劃、建議修改的雨洪管理規(guī)劃內(nèi)容、基于監(jiān)測結(jié)果而有必要增加的BMP的描述和實(shí)施計(jì)劃、監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

（4）實(shí)施保障

為了貫徹落實(shí)雨洪管理文件，很多高校設(shè)置了執(zhí)行程序以確保雨洪管理措施的有效執(zhí)行。加州大學(xué)圣地亞哥分校主要通過加強(qiáng)教育和培訓(xùn)來滿足實(shí)現(xiàn)雨水污染防治的要求。該校對(duì)校園內(nèi)所有的運(yùn)行和維護(hù)行為進(jìn)行監(jiān)督和控制，如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致雨水污染物排放的行為，學(xué)校首先會(huì)要求更正行為并加強(qiáng)教育；如果再次發(fā)現(xiàn)，行為發(fā)生所在的院系主要領(lǐng)導(dǎo)將會(huì)被問責(zé)。學(xué)校對(duì)校內(nèi)的住房、餐飲和招待等內(nèi)容都有詳細(xì)的雨水污染防治說明，住校的學(xué)生要簽訂相關(guān)的協(xié)議，包括禁止不適當(dāng)?shù)南窜?、車輛維修、倉儲(chǔ)等行為。對(duì)校園內(nèi)超過1英畝的施工項(xiàng)目，學(xué)校會(huì)指派專業(yè)的雨水實(shí)踐者進(jìn)行月度檢查并匯報(bào)；對(duì)于未開發(fā)土地上的項(xiàng)目建設(shè)，不論項(xiàng)目大小，都需要在最初的土方活動(dòng)中進(jìn)行每周至少一次的現(xiàn)場監(jiān)測，如果出現(xiàn)任何雨水污染問題將會(huì)立刻識(shí)別查證，要求承包商糾正，并記錄在相關(guān)文件中。

三、結(jié) 語

因高校性質(zhì)、自然和文化環(huán)境、政策等不同，美國高校雨洪管理規(guī)劃文件內(nèi)容存在著一定差異，但其核心內(nèi)容依然具有較強(qiáng)的相似性，這對(duì)于我國高校制定相關(guān)的雨洪管理規(guī)劃具有一定參考和借鑒意義。我國的高校雨洪管理規(guī)劃編制應(yīng)在結(jié)合自身情況的前提下，充分借鑒美國高校在政策規(guī)范、設(shè)計(jì)導(dǎo)則、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、雨水模型評(píng)價(jià)與分析、可衡量的目標(biāo)與評(píng)價(jià)、規(guī)劃的一般方法和成果等方面的有益成果，并積極與校園總體規(guī)劃、景觀規(guī)劃進(jìn)行銜接，探索出適合我國高校實(shí)際情況的校園雨洪管理規(guī)劃模式與方法。

參考文獻(xiàn)：

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