孫秀鋒
秦 華
盧雯韜
21世紀(jì)初,全球城市人口首次超過(guò)農(nóng)村人口[1-2],2011年中國(guó)城市化水平突破50%[3]。過(guò)去30年,我國(guó)城市的快速增長(zhǎng)對(duì)城市及周邊的受納水體及其生態(tài)價(jià)值產(chǎn)生了嚴(yán)重影響,世界各國(guó)的城市同樣也面臨這一問(wèn)題的挑戰(zhàn)[4-5],而氣候變化使這一問(wèn)題更加復(fù)雜[6]。作為應(yīng)對(duì),許多國(guó)家已從理論和實(shí)踐層面開(kāi)展了城市雨洪管理[7],我國(guó)也在《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市建設(shè)司2014年工作要點(diǎn)》中明確要大力推行低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)模式,加快研究建設(shè)海綿型城市的政策措施[8],并相繼于2014年9月及2015年4月公布海綿城市建設(shè)技術(shù)指南和確定海綿城市建設(shè)試點(diǎn)名單。
當(dāng)前“海綿城市”已成為我國(guó)城市雨洪管理及風(fēng)景園林領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[8-9],如在海綿城市的內(nèi)涵及建設(shè)途徑[10]、跨學(xué)科協(xié)作[11]、綠地系統(tǒng)規(guī)劃響應(yīng)[12]、技術(shù)構(gòu)建[13]、綠地優(yōu)化設(shè)計(jì)[14]、風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)[15-16]和風(fēng)景園林教育[17]等方面都已得出大量研究成果。然而也存在諸多問(wèn)題,一方面是將海綿城市的功能和適用范疇或忽視,或擴(kuò)大,即存在其“萬(wàn)能論”與“無(wú)用論”2種認(rèn)識(shí),另一方面是將海綿城市的建設(shè)內(nèi)容局限于低影響開(kāi)發(fā)分散式設(shè)施,忽視如多功能調(diào)蓄公園、污染控制等綜合方案和設(shè)施的建設(shè)[18-19]。
澳大利亞淡水資源匱乏,但在氣候變化及城市擴(kuò)張的背景下,大多數(shù)城市也面臨著雨洪威脅,作為應(yīng)對(duì),其水敏城市設(shè)計(jì)(Water Sensitive Urban Design,WSUD)研究與應(yīng)用走在世界前列。國(guó)內(nèi)已有學(xué)者對(duì)WSUD如何應(yīng)用于我國(guó)的城市水管理領(lǐng)域進(jìn)行研究[20-22],但仍缺少?gòu)臍v史演進(jìn)視角對(duì)WSUD的解析及經(jīng)驗(yàn)介紹。本文在幾個(gè)相關(guān)概念對(duì)比的基礎(chǔ)上,通過(guò)解析澳大利亞WSUD演進(jìn)過(guò)程,分析其成功經(jīng)驗(yàn)及前沿趨勢(shì),以期為我國(guó)當(dāng)前海綿城市建設(shè)及低影響開(kāi)發(fā)的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)以啟示與借鑒。
目前國(guó)際上具有代表性的現(xiàn)代雨洪管理體系有美國(guó)的最佳管理措施(BMPs)、低影響開(kāi)發(fā)(LID)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)、雨洪管理措施(SCMs),英國(guó)的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS),以及澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)(WSUD)等[5,7]。在概念上或強(qiáng)調(diào)技術(shù)描述(如SCMs),或強(qiáng)調(diào)基本準(zhǔn)則(如LID、WSUD),但都建立在2個(gè)原則之上,一是使流態(tài)盡可能地接近自然水平或符合環(huán)境目標(biāo),二是減少污染和改善水質(zhì)[5]。正因如此,它們?cè)谶m用特性和聚焦問(wèn)題2個(gè)維度上具有顯著的重疊性(圖1)。
盡管以上概念的內(nèi)涵具有動(dòng)態(tài)性[5,23],但綜合比較來(lái)看,“WSUD”與“海綿城市”的內(nèi)涵重疊度最高。WSUD被表述為“旨在減少城市發(fā)展對(duì)周?chē)h(huán)境水文影響的城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)的哲學(xué)方法”[24],強(qiáng)調(diào)在整個(gè)城市水循環(huán)的綜合框架內(nèi)考慮雨洪管理問(wèn)題[25]。而海綿城市是指“城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的‘ 彈性’”[26]。通過(guò)對(duì)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》及相關(guān)學(xué)者對(duì)海綿城市內(nèi)涵、應(yīng)用尺度和技術(shù)途徑等的解讀[8,11,13,27],并和上述概念在適用特性和應(yīng)用范圍2個(gè)維度上進(jìn)行比較,可以發(fā)現(xiàn)海綿城市與WSUD在內(nèi)涵及外延上有很高的重疊度,一些學(xué)者也明確表達(dá)了這一觀點(diǎn)[27]。因此,對(duì)WSUD成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)將會(huì)給海綿城市建設(shè)以借鑒。
“水敏城市”表述的是城市水管理目標(biāo),“WSUD”描述的是目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)途徑與過(guò)程[28]。“水敏城市”目標(biāo)的形成必然涉及水管理認(rèn)知上的變化[2],并最終導(dǎo)致和影響了WSUD的產(chǎn)生和實(shí)踐[1]。因此為了能更加清晰地解析WSUD的演進(jìn),有必要進(jìn)行澳大利亞城市水管理目標(biāo)轉(zhuǎn)型分析。
根據(jù)Brown等的研究[2,28],可以將澳大利亞水管理目標(biāo)轉(zhuǎn)型分為以下6個(gè)階段(圖2)。1)供水城市。19世紀(jì)初,澳大利亞城市水管理目標(biāo)是保障城市人口的供水安全,表現(xiàn)為城市集中式供水的規(guī)劃、建設(shè)和管理,整個(gè)社會(huì)認(rèn)同由政府向城市人口提供廉價(jià)和無(wú)限量使用的淡水。2)排污城市。19世紀(jì)中晚期,西方社會(huì)的疫情暴發(fā)催生了雨污分流,城市污水通過(guò)網(wǎng)狀的污水排放系統(tǒng)被快速排放到受納水體中,社會(huì)認(rèn)同通過(guò)該系統(tǒng)保護(hù)公眾健康。3)排水城市。20世紀(jì)中期,經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇后基礎(chǔ)設(shè)施投入提高,排水管線被埋在地下,而地表河道則被渠化,其景觀價(jià)值被忽視。4)水路城市。由于前期的“水社會(huì)共識(shí)”中沒(méi)有為地表水的環(huán)境價(jià)值買(mǎi)單,導(dǎo)致20世紀(jì)70年代的水資源被污染和過(guò)度利用,隨著民眾對(duì)環(huán)境舒適度需求的提高,地表水逐步被認(rèn)為具有重要的視覺(jué)和娛樂(lè)功能并被納入城市規(guī)劃。5)水循環(huán)城市。傳統(tǒng)水資源對(duì)城市人口增長(zhǎng)表現(xiàn)出的有限性,以及地表徑流對(duì)污染物消解的有限性共同促使水循環(huán)城市目標(biāo)的產(chǎn)生,目前這一概念基本上仍停留在學(xué)術(shù)層面,研究人員仍在不斷通過(guò)積極對(duì)話和實(shí)踐尋求實(shí)現(xiàn)綜合水循環(huán)城市的方法。6)水敏城市。這一目標(biāo)具有極大吸引力,但需要從認(rèn)知、規(guī)范、管理等層面徹底改變,綜合環(huán)境修復(fù)與保護(hù)、供水安全、防洪、公眾健康、環(huán)境舒適、宜居和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)等諸多方面。雖然目前沒(méi)有關(guān)于水敏城市的實(shí)例,但為城市水管理明確了目標(biāo),促使WSUD的發(fā)生與發(fā)展。
圖1 相關(guān)概念比較(根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]改繪)
圖2 澳大利亞城市水管理目標(biāo)轉(zhuǎn)型[2]
這一過(guò)程可以為我國(guó)當(dāng)下城市水管理目標(biāo)設(shè)定以啟示,同時(shí)有助于認(rèn)清當(dāng)前城市水管理所處階段的屬性、明確城市水管理變革所需,也能對(duì)不同城市的水管理目標(biāo)轉(zhuǎn)型進(jìn)展進(jìn)行橫向比較。
WSUD于1994年被首次提出[29],但早在20世紀(jì)60年代就已出現(xiàn)尋求變革的探索,對(duì)待雨洪“眼不見(jiàn),心不煩”的態(tài)度[30],逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注受納水域的生態(tài)等多方面效益(圖3)。如今WSUD被看作是城市設(shè)計(jì)范式的轉(zhuǎn)變,積極主動(dòng)地把水管理的多種目標(biāo)納入城市規(guī)劃及工程實(shí)踐的全過(guò)程,并承認(rèn)城市設(shè)計(jì)、景觀和雨洪管理之間的內(nèi)在聯(lián)系[30]。
WSUD可以被定義為綜合考慮供水、污水、雨水、地下水管理和城市設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)的城市水循環(huán)綜合設(shè)計(jì),總體目標(biāo)包括[31]:應(yīng)用高效水設(shè)備及裝置,從供需兩方面進(jìn)行水管理以減少飲用水需求;盡量減少?gòu)U水的產(chǎn)生,同時(shí)通過(guò)廢水處理以回用或使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);處理雨水以再利用或使其達(dá)到排放水質(zhì)目標(biāo);恢復(fù)或保持流域的自然水文特征;通過(guò)對(duì)前2個(gè)目標(biāo)的管理提高水路健康;提升美學(xué)價(jià)值,建立與居民的聯(lián)系;通過(guò)優(yōu)化利用水資源,最大限度地提升水資源自給率。在總體目標(biāo)導(dǎo)向下,具體項(xiàng)目還需要明確設(shè)定可達(dá)的性能目標(biāo),這些性能目標(biāo)需要從水供給、水量、水質(zhì)、環(huán)境舒適和功能5個(gè)方面進(jìn)行分解設(shè)定。圖4為一個(gè)常規(guī)WSUD項(xiàng)目的目標(biāo)集。
圖3 城市排水管理的復(fù)雜性日益增長(zhǎng)[5,29]
圖4 WSUD具體目標(biāo)集設(shè)定[31]
WSUD實(shí)施過(guò)程中將水循環(huán)管理納入從戰(zhàn)略規(guī)劃、概念規(guī)劃到詳細(xì)設(shè)計(jì)的城市發(fā)展的各個(gè)階段,并恰當(dāng)?shù)鼐C合應(yīng)用最佳規(guī)劃實(shí)踐(BPPs)和最佳管理措施(BMPs)(圖5)。BPP是指WSUD中的場(chǎng)地評(píng)估和規(guī)劃部分,而B(niǎo)MP是設(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)WSUD目標(biāo)的包括與雨洪有關(guān)的防范、收集、處理、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存及再利用等要素,其中又包括非工程性措施和工程性措施[32]。
WSUD的演進(jìn)可分為萌芽、產(chǎn)生、示范和應(yīng)用4個(gè)階段[33]。該過(guò)程符合一般社會(huì)技術(shù)轉(zhuǎn)型路徑規(guī)律,可以從社會(huì)技術(shù)情勢(shì)、社會(huì)技術(shù)體制以及具體技術(shù)革新3個(gè)維度進(jìn)行解析(圖6)??傮w來(lái)說(shuō),宏觀情勢(shì)的發(fā)展對(duì)社會(huì)技術(shù)體制產(chǎn)生變革壓力,致使體制為技術(shù)革新提供機(jī)會(huì)窗口;研究人員在上述影響下進(jìn)行技術(shù)革新,不同技術(shù)在主流設(shè)計(jì)領(lǐng)域逐步整合、穩(wěn)定,隨著內(nèi)部動(dòng)能的增加,逐步向上反饋并影響社會(huì)技術(shù)體制,最終導(dǎo)致社會(huì)技術(shù)體制變革重組,形成新的技術(shù)范式,具體如下。
1)萌芽階段:在20世紀(jì)60年代世界環(huán)境運(yùn)動(dòng)背景下,早在“排水城市”階段就有了WSUD萌芽。在外部情勢(shì)方面,發(fā)生了諸如“抵制排污口行動(dòng)”等事件;在中觀層面形成反饋,如1972年設(shè)立環(huán)保署等;具體技術(shù)領(lǐng)域也有所行動(dòng),如聯(lián)邦科工組織(CSIRO)開(kāi)展了如污水濕地等方面的研究。這些都為WSUD的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。2)產(chǎn)生階段:該階段是WSUD概念提出及知識(shí)體系構(gòu)建階段,在外緣環(huán)境及具體技術(shù)革新的雙重作用下,社會(huì)技術(shù)體制層面形成強(qiáng)烈反饋,如組建流域水文合作研究中心(CRCCH)等,并使城市水務(wù)部門(mén)重組,在技術(shù)領(lǐng)域形成如污染物捕獲技術(shù)、濕地“軟工程”處置技術(shù)等。該階段WSUD主要是在聯(lián)邦或州計(jì)劃和項(xiàng)目的資助下,應(yīng)用在展示性住宅及小規(guī)模社區(qū)當(dāng)中[6],如菲格特里(Figtree Place)項(xiàng)目[34]。3)示范階段:該階段以應(yīng)用示范為特征,上一階段的技術(shù)革新逐步穩(wěn)固,加之90年代的干旱事件及全球氣候變化關(guān)注度的提升觸發(fā)了社會(huì)技術(shù)體制的變革及重組[6],如形成跨機(jī)構(gòu)的雨洪委員會(huì)等,完成了一系列雨洪管理規(guī)劃,并出版了系列雨洪管理指南,同時(shí)也促進(jìn)了微觀層面的替代水源技術(shù)革新。示范項(xiàng)目主要應(yīng)用在一些特定的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目上,由學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)協(xié)同各州行政機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)實(shí)施,一般由州和市級(jí)補(bǔ)貼并最終進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域[33]。當(dāng)然也有規(guī)模較大的地產(chǎn)項(xiàng)目,如維州的林布魯克地產(chǎn)(Lynbrook Estate)示范項(xiàng)目[24]。4)應(yīng)用階段:2000年后在技術(shù)創(chuàng)新、集成及體制重構(gòu)的背景下,WSUD進(jìn)入應(yīng)用階段。該階段技術(shù)的規(guī)范性得到提升,并依次出版了系列規(guī)劃導(dǎo)則及規(guī)范;能力建設(shè)方面,CRCCH開(kāi)發(fā)了WSUD分析評(píng)估模型工具(Model for Urban Stormwater Improvement Conceptualization,MUSIC)。該階段一般應(yīng)用在環(huán)境敏感地區(qū)新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目或州及地方當(dāng)局指定區(qū)域的項(xiàng)目中,通常情況下由開(kāi)發(fā)商聯(lián)合專家顧問(wèn)實(shí)施,項(xiàng)目進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作,如南澳州的莫森湖(Mawson Lakes)社區(qū)項(xiàng)目。
盡管澳大利亞的WSUD已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段,但它的推廣依然被認(rèn)為進(jìn)展緩慢且實(shí)施較分散[35],澳大利亞的水管理也僅僅處在“水路城市”階段,如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)向“水循環(huán)城市”甚至“水敏城市”目標(biāo)的跨越,仍需要WSUD的不斷發(fā)展與完善。
圖5 WSUD實(shí)施步驟[24,30-31]
圖6 WSUD演進(jìn)路徑及階段(根據(jù)參考文獻(xiàn)[6,36-37]改繪)
我國(guó)海綿城市的建設(shè)還處在起步階段,通過(guò)分析WSUD演進(jìn)及前沿趨勢(shì),得出以下5點(diǎn)啟示。
澳大利亞城市水管理目標(biāo)及WSUD演進(jìn)很大程度上得益于對(duì)制度障礙的跨越。眾多學(xué)者認(rèn)識(shí)到管理破碎化、行政惰性和缺乏對(duì)WSUD的支持等是其推廣實(shí)施的最大障礙[6,35],由此開(kāi)展了一系列制度建設(shè)研究[2]。此外,行政措施是另一個(gè)重要推手,如在某些州WSUD是特定規(guī)模和類型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的必選項(xiàng)或規(guī)劃方案的法定組成部分[31,35],布里斯班則指定WSUD是土地開(kāi)發(fā)的首選項(xiàng)[38]。在我國(guó),雖然也從行政的角度對(duì)推進(jìn)海綿城市建設(shè)提出了指導(dǎo)意見(jiàn)[39],要求全國(guó)各城市新區(qū)、各類園區(qū)等要全面落實(shí)海綿城市建設(shè)要求,但行政手段仍需要制度建設(shè)的保障,需要將城市尺度的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等方面的相互作用納入整體視野,建立符合國(guó)情和具備效果的管理體制,以突破管理上的破碎化,構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)的長(zhǎng)效機(jī)制。
澳大利亞有許多機(jī)構(gòu)為WSUD提供技術(shù)支持[38],開(kāi)展了多方面研究,如雨洪儲(chǔ)存設(shè)計(jì)中水生植被養(yǎng)護(hù)及審美效應(yīng)問(wèn)題[40]、濕地和池塘的形狀與水力效率關(guān)系等[41],再如應(yīng)用CRCCH開(kāi)發(fā)的“MUSIC”,即在規(guī)劃圖上應(yīng)用雨洪處置策略并布置雨洪處置序列,系統(tǒng)將會(huì)模擬出因規(guī)劃設(shè)計(jì)變化而產(chǎn)生的水質(zhì)和水文變化,以便預(yù)測(cè)改善程度進(jìn)而優(yōu)化方案[38],為政策與雨水水質(zhì)處理技術(shù)相結(jié)合提供了量化基礎(chǔ)。而目前在我國(guó)海綿城市建設(shè)中還缺乏數(shù)量化分析,尤其是缺乏適用于不同場(chǎng)地及降雨條件下的海綿城市措施數(shù)量化分析工具。
通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施后跟蹤監(jiān)測(cè)和效益評(píng)價(jià)加強(qiáng)設(shè)計(jì)研究,是澳大利亞WSUD不斷演進(jìn)的另一重要因素。如不同WSUD技術(shù)對(duì)雨洪凈化效果的比較[42]、不同粒徑砂濾裝置對(duì)雨洪污染的去除效果[43]、WSUD能源消耗的影響評(píng)價(jià)[44]、設(shè)計(jì)目標(biāo)與監(jiān)測(cè)目標(biāo)的比較[45],以及傳統(tǒng)技術(shù)與WSUD成本的比較等[32],為WSUD改進(jìn)與優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)[34]。這種反饋與改進(jìn)機(jī)制值得借鑒,特別是在我國(guó)不同自然地理區(qū)降雨模式及下墊面條件差別很大的情況下,更需要通過(guò)項(xiàng)目跟蹤監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)來(lái)構(gòu)建有針對(duì)性的、適用于不同城市的海綿城市技術(shù)。
通過(guò)示范項(xiàng)目來(lái)推廣WSUD技術(shù),最知名的莫過(guò)于墨爾本的林布魯克地產(chǎn)(Lynbrook Estate)示范項(xiàng)目[24],該項(xiàng)目由工程(顧問(wèn)公司)、風(fēng)景園林(墨菲設(shè)計(jì)集團(tuán))和研究機(jī)構(gòu)(CRCCH)三方聯(lián)合實(shí)施,如今已經(jīng)運(yùn)行了近20年(圖7、8),雨洪處置設(shè)施及景觀效果依然良好,成為各方有效合作的典范,也為WSUD商業(yè)化應(yīng)用帶來(lái)了巨大的推動(dòng)效應(yīng)。反觀我國(guó)海綿城市建設(shè)中,雖然也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)[46],但迄今為止還沒(méi)有形成一個(gè)具有全國(guó)影響力的示范項(xiàng)目,甚至項(xiàng)目周邊的公眾對(duì)其效益及功能也并不了解[47]。海綿城市建設(shè)應(yīng)該是城市甚至超越城市尺度的百年工程、千年工程,需要通過(guò)示范工程全方位推廣與認(rèn)同,并向市場(chǎng)化應(yīng)用階段轉(zhuǎn)化。
局限于分散式設(shè)施而忽視綜合方案是我國(guó)當(dāng)前海綿城市建設(shè)存在的一大問(wèn)題[18-19]。研究表明排水鏈接性質(zhì)對(duì)洪峰增加[48]和水質(zhì)污染有重要影響[49],因此WSUD始終把每個(gè)雨洪處置措施當(dāng)作處置序列(treatment train)整體的一部分看待[50],并將雨洪處置技術(shù)以序列的形式融入景觀[45],這種方式已被證明在雨洪水質(zhì)改善及消減洪水方面非常有效[51]。鑒于我國(guó)當(dāng)前海綿城市中存在的問(wèn)題,這一點(diǎn)尤其值得借鑒,需要從源頭、過(guò)程、受納水體整個(gè)序列中綜合布局處置措施,真正提升海綿城市建設(shè)的效益。
澳大利亞從國(guó)家層面制定水敏城市的相關(guān)法規(guī)和設(shè)計(jì)指導(dǎo),在該框架下各個(gè)城市根據(jù)各自情況制定管理細(xì)則和設(shè)計(jì)導(dǎo)則并不斷優(yōu)化[52],經(jīng)過(guò)60余年的發(fā)展形成了各具特色的水敏城市,如作為城市雨洪管理世界領(lǐng)軍城市的墨爾本,基本建立了雨水、地下水、飲用水、污水及再生水的全水環(huán)節(jié)管理體系[53]。但在肯定其成就的同時(shí)也必須看到,澳大利亞作為西方發(fā)達(dá)國(guó)家,高密度開(kāi)發(fā)的中心區(qū)規(guī)模不大,其實(shí)現(xiàn)WSUD較我國(guó)城市更具有利條件[54]。同時(shí)由于其較低的居住密度,在家庭雨水回收利用方面也具有先天優(yōu)勢(shì)。
因此,借鑒澳大利亞水敏城市的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),不能機(jī)械地應(yīng)用其導(dǎo)則,即使在澳大利亞本土也需要因地制宜。同時(shí)必須看到,海綿城市建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及法規(guī)條例、工程技術(shù)、管理體制、學(xué)科合作、觀念轉(zhuǎn)變和相關(guān)利益者平衡等諸多方面。從建設(shè)目標(biāo)來(lái)講,應(yīng)該兼顧水安全、水環(huán)境、水資源和水生態(tài)四大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[53]。因此,在我國(guó)海綿城市建設(shè)理論和方法的探索及實(shí)踐過(guò)程中,仍須鑒別發(fā)達(dá)國(guó)家城市雨洪管理中的可取之處,加強(qiáng)多學(xué)科的交叉和融合研究,才能真正實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)的目標(biāo)。
圖7 林布魯克地產(chǎn)WSUD示范項(xiàng)目2000年景觀效果[24]
圖8 林布魯克地產(chǎn)WSUD示范項(xiàng)目2017年景觀效果