墨尔本水敏城市建设:经验与启示(一)丨弹性城市

作者:刘召峰发布时间:2018-05-18浏览次数:364

摘要


      近年来,我国城市内涝现象严重,重要原因之一在于传统城市排水系统在气候变化影响下的失灵。针对城市雨洪管理,发达国家也制定不同的概念,如美国的LID,澳大利亚的WSUD以及英国的SUDS。不同概念与当地应用环境密切相关,但呈现相互融合的趋势。本文聚焦于WSUD,以澳大利亚墨尔本为研究对象。墨尔本市以解决由于长期干旱导致水资源不足为出发点,融合循环水管理理念,从城市宜居性和流域生态健康的高度建设水敏城市。本文重点从水敏城市政策管理体系和实施流程、建设过程中面临问题出发,总结墨尔本市的经验。


     传统城市扩张方式改变了城市原有地表类型,大量水泥、柏油等不透水硬化路面取代了原有的植被覆盖且渗水能力强的地面,从而破坏了城市水循环,使得城市生态系统退化,也影响了城市生态景观。不透水性的硬化路面的大规模建设和应用,以及一些河道被衬砌水泥,使得城市的排水系统在大及特大降水面前不堪一击,以至于”在城市中看海”的景象常见。降水会将不透水地面上的污染物、营养物质和化学物质冲刷进河道流入水源地,造成水源地的面源污染,进而影响城市供水。众所周知,气候变化使得极端天气频现,强降水事件、强热带气旋活动、干旱事件、海平面上升等对城市与水相关的基础设施产生更高挑战,也迫切要求城市采取更为积极的适应策略实现雨洪管理,促进城市水循环可持续性。为此,研究发达国家在雨洪管理上的经验,对上海开展海绵城市试点,具有积极的借鉴意义。


国际雨洪管理概念的发展


     人们对于雨洪管理的认识,从最初的单纯的土木工程建设,再到关注受纳水体的生态,再到审美、景观、规划、社会等目标的融合。图1展示了城市雨洪管理内容的发展历程。当前,城市雨洪管理的内容包括防洪治理、休闲美观、水质保护、流态恢复、雨洪资源、生态系统健康、城市弹性和微气候构建等。

图1 世界上城市雨洪管理目标与内容的演变

资料来源:TimD.Fletcher,etal.(2014) [1]


01

雨洪管理概念的比较

     世界主要发达国家也对如何实现城市雨洪管理提出了各自的解决方案,如美国的低影响开发(LID)、英国的可持续城市排水系统(SUDS)、以及本文要研究的澳大利亚的水敏城市建设(WSUD)。此外,如绿色基础设施(GI)、综合性城市水管理(IUWM))、最佳管理实践(BMPs)等概念相继出现。虽然这些概念有所不同,但其主要遵循两个原则,一是减缓水文变化,使其尽可能地符合自然流态;二是降低污染水平,改善水质。墨尔本大学的TimD.Fletcher通过世界上不同国家的城市雨洪管理术语研究发现,不同的术语(或者概念)的聚焦领域(雨洪管理到全生命周期的城市水管理)和设计原则(技术到原则)不同,且与当地应用环境密切相关,但呈现相互融合的趋势。图2展示了当前流行的雨洪管理概念的区别。如最佳管理实践主要从技术和实践角度运用工程化方法进行雨洪管理,着重强调通过设备装置作用。水敏城市设计也不再仅仅是技术层面,向水的全生命周期管理和城市设计方向发展。绿色基础设施概念更为广泛,在雨洪管理方面与低影响开发同义。

图2   根据规范和聚焦领域的不同对雨洪管理概念的分类

资料来源:TimD.Fletcher,etal.(2014)[2].


      为了直观地分析WSUD、LID与SUDS的差异,我们从设计原则方面对比分析。可以看出,WSUD的设计原则更为详细和全面。


表1   WSUD、LID与SUDS的设计原则

资料来源:作者整理


02

水敏城市设计的框架体系


      关于水敏城市设计的定义,有许多版本。一般认为,水敏城市设计是一种城市规划和设计方法,聚焦于城市开发过程中的水循环的管理。具体而言,

(1)融合地下水、地表径流(包括雨洪)、饮用水、废水的管理,目标是保护与水相关的环境、娱乐文化价值;

(2)对地表径流存储、处理和再利用;

(3)废水的处理与应用;

(4)利用生态方法作为水处理手段,进行用水效率的景观设计,增加生物多样性;

(5)充分利用国内外节水措施,采取工商业方法,配以政策措施使饮用水和非饮用水的需求下降。

     在澳大利亚水敏城市设计中,WSUD经常与生态可持续发展(ESD)与水循环管理(WCM)相结合,如图3。ESD是可持续发展环境组成部分,目标是维持和保护生态过程。WSUD是ESD在城市设计区的,并通过城市设计和建筑形式将城市水循环融合进来。


图3   水敏城市设计、生态可持续发展和城市水循环相互融合

资料来源:Melbourne Water(2010)[3]


     前文对WSUD的指导原则做了描述,图4对WSUD的关键目标做一下说明。WSUD的关键目标是城市开发中实现自然流态;洪涝、气候变化、公共健康相关的危险管理;保护和增加水资源的价值;鼓励水资源管理和利用中先进实践,以提高水质、增加用水效率、在源头降低用水量;推动城市开发和基础设施建设的变革,提高综合水资源管理意识;进一步增强可持续水资源利用带来的环境、社会和经济效益。WSUD的原则之一是对雨洪的源头控制(Source Control),本地问题本地解决,尽量将雨洪排至下游的大型蓄水池,降低下游洪水风险。


图4 水敏城市设计的目标集

资料来源:Melbourne Water(2010).[4]


[1]  Tim D. Fletchera, William Shusterb, et al. SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology surrounding urban drainage[J]. Urban Water Journal. 2014,(9):10.

[2]  Tim D. Fletchera, William Shusterb, et al. SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology surrounding urban drainage[J]. Urban Water Journal. 2014,(9):10.

[3]Melbourne Water. City of MelbourneWSUD Guidelines: Applying the Model WSUD Guidelines[R], Melbourne,Australia: Melbourne water,2010,p15, 


注:本文改编自周冯琦等主编、社科文献出版社出版的《上海资源环境发展报告2017——弹性城市》,本篇报告根据其中澳大利亚墨尔本水敏城市设计及启示编写,内容有删改。


上海资源环境发展报告研创团队 

主编 :周冯琦 汤庆合 

主编助理 :程进 

团队成员 :刘新宇 陈宁 胡静 郭茹 嵇欣 刘召峰 曹莉萍 尚勇敏 张希栋 吴蒙


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