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韌性城市|為降低內(nèi)澇,波特蘭用上雨水管理“組合拳”
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目前,全球50%以上的人口居住在城市,聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)到2050年,這一比例將上升到68%。城市的高密度和巨型化,導(dǎo)致已經(jīng)不堪重負(fù)的排水基礎(chǔ)設(shè)施面臨更多壓力。而隨著全球氣候變暖的加劇,季風(fēng)紊亂和極端天氣也增多,對(duì)于城市的雨洪管理而言更是雪上加霜。因此,全球各大城市正在重新思考其洪水風(fēng)險(xiǎn)管理方法。

除了繼續(xù)投資傳統(tǒng)的“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”例如防洪墻、硬化排水渠,地下管道和滯留池外,全球許多城市正在實(shí)施水敏性城市設(shè)計(jì)(WaterSensitiveUrbanDesign,簡(jiǎn)稱WSUD),從單純的防洪過(guò)渡到尺度更大的韌性措施。可持續(xù)的雨水管理往往依賴國(guó)際和國(guó)家法規(guī),不同國(guó)家的對(duì)策也有差別。德國(guó)將標(biāo)準(zhǔn)作為可行和首選的解決方案寫入工程規(guī)范;英國(guó)用一套詳細(xì)的工程標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)編制分散解決方案的法規(guī);美國(guó)的大多數(shù)活動(dòng)都發(fā)生在地方層面,少跨區(qū)域綜合治理,每個(gè)城市和許多較小的城鎮(zhèn)都在自主制定、完善和實(shí)施各自的戰(zhàn)略。其中俄勒岡州的大波特蘭地區(qū)實(shí)踐在美國(guó)范圍內(nèi)較早,從2008年即開始嘗試一套“組合拳”式的做法,雖然尚難以與上游的塞勒姆、尤金等中型城市合作,但也極大地降低了城市雨洪所帶來(lái)的影響。

波特蘭曾經(jīng)的排水危機(jī)

美國(guó)俄勒岡州的波特蘭位于北溫帶,年平均降水量約914毫米,與中國(guó)中東部一些地區(qū)類似。波特蘭市十多年來(lái)一直讓雨水分散化管理,減少地表和地下徑流,而且提供野生動(dòng)物棲息地和開放活動(dòng)空間。

需注意的是鄭州特大洪水時(shí)三天幾乎下了一年的降雨量,這種極端氣候即使放在自然界也會(huì)造成嚴(yán)重的地質(zhì)和次生災(zāi)害,超過(guò)了普通的雨洪管理范疇。

與很多國(guó)家的城市排水系統(tǒng)類似,波特蘭的雨水管理一半由聯(lián)合下水道系統(tǒng)(CombinedSewageSystem),另一半由分離的污水處理系統(tǒng)(SeperatedSewageSystem)提供服務(wù)。在過(guò)去,波特蘭的聯(lián)合下水道溢流導(dǎo)致內(nèi)澇的危機(jī)每年平均發(fā)生100天。雨水徑流與組合系統(tǒng)中的污水混合,經(jīng)常使排水管過(guò)載,導(dǎo)致混合的污水淹沒(méi)地下設(shè)施,然后溢出到穿過(guò)市中心的威拉米特河,引起其與哥倫比亞河匯流處的生態(tài)暫時(shí)性危機(jī)。

水敏性城市設(shè)計(jì)分散管理雨水在自然條件下,水在降水、滲透、地表徑流和蒸發(fā)的循環(huán)中運(yùn)行。然而在城市地區(qū),這種循環(huán)受到干擾,無(wú)法運(yùn)行。城市的地表往往是硬化的。水受到污染,由于鋪砌的表面而無(wú)法滲透到地面,被迅速收集并排放到公共排水系統(tǒng),地表徑流增加,降水對(duì)地下水的補(bǔ)給明顯減少,沒(méi)有時(shí)間蒸發(fā)。這對(duì)地下水補(bǔ)給、供水、接收河流的定性和定量狀態(tài)以及城市氣候產(chǎn)生了負(fù)面影響。

因此,全球各大城市正在重新思考其洪水風(fēng)險(xiǎn)管理方法。而水敏性城市設(shè)計(jì)的目標(biāo)是將可持續(xù)雨水管理的需求與城市規(guī)劃的需求相結(jié)合,從而使城市水循環(huán)更接近自然循環(huán),同時(shí)為城市的舒適性做出貢獻(xiàn)。其雨水管理和規(guī)劃的目標(biāo)是:

1.保護(hù)城市發(fā)展中的天然水系統(tǒng);

2.通過(guò)使用過(guò)濾和保留技術(shù)保護(hù)水質(zhì);

3.通過(guò)使用當(dāng)?shù)販艉蜏p少雨水徑流和峰值流量;

4.保留城市綠地和盡量減少不透水區(qū)域;

5.減少排水基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)開發(fā)成本,同時(shí)提高城市地區(qū)的可持續(xù)性和便利設(shè)施;

6.通過(guò)納入有助于城市地區(qū)視覺(jué)和娛樂(lè)便利設(shè)施的多用途走廊,將雨水管理整合到景觀中。

在水敏性城市設(shè)計(jì)的背景下,將解決方案與土地利用適當(dāng)?shù)嘏鋵?duì)尤為重要,而分散的雨水管理可以從與城市設(shè)計(jì)需求的整合中受益。適當(dāng)?shù)姆椒ㄟx擇對(duì)于任何系統(tǒng)的成功都很重要,而理想的解決方案通常是幾種適當(dāng)方法的組合。

從2008年起,波特蘭通過(guò)協(xié)調(diào)舉措而不是直接規(guī)劃,在城市層面分散了雨水,重點(diǎn)完成了水敏性城市設(shè)計(jì)的1、3、4點(diǎn)。市內(nèi)各個(gè)地點(diǎn)特定的分散措施可以自行發(fā)揮作用,并最終相互關(guān)聯(lián)。幾個(gè)尺度不同的計(jì)劃合稱為“從灰到綠”(FromGreytoGreenInitiative),加大了自然和人工景觀在泄洪方面的比例。在“灰”的方面,通過(guò)建造大型隧道,以收集和重定向聯(lián)合污水;在“藍(lán)+綠”的方面則主要使用分散的解決方案,如通過(guò)綠色街道、生態(tài)屋頂、雨水花園、季節(jié)性蓄水洼地、種植園等,以盡可能多地將雨水排除在下水道系統(tǒng)中,減輕聯(lián)合泄洪系統(tǒng)的危機(jī)。

小尺度:生態(tài)屋頂計(jì)劃+落水管斷開計(jì)劃

生態(tài)屋頂,即傳統(tǒng)意義上的屋頂綠化,“斷開落水管”計(jì)劃,則旨在將屋頂?shù)挠晁畯南滤老到y(tǒng)中“清除”,全部?jī)?chǔ)存、循環(huán)并蒸發(fā)在屋頂綠地。為了激勵(lì)私人業(yè)主為可持續(xù)雨水管理做出貢獻(xiàn),波特蘭為在物業(yè)上對(duì)管理雨水有貢獻(xiàn)的業(yè)主提供雨水管理費(fèi)折扣,鼓勵(lì)人們不要將排放到城市下水道系統(tǒng)。一些業(yè)主利用這個(gè)機(jī)會(huì),通過(guò)藝術(shù)裝置來(lái)加強(qiáng)屋面和屋頂對(duì)雨水的截留緩沖。

例如利用屋頂之間的高差設(shè)計(jì)蓄水和跌水裝置,讓雨水一直在屋頂循環(huán),直到緩慢地被蒸發(fā)干凈。來(lái)源:switchurbanwater.eu街區(qū)尺度:綠色街道計(jì)劃由于歐美城市建設(shè)過(guò)程中,早期建設(shè)用地的比例較小,因此大規(guī)模采用硬質(zhì)鋪裝,雨水通過(guò)周邊自然地區(qū)下滲,區(qū)域內(nèi)水循環(huán)尚能維持。而后城市規(guī)模越來(lái)越大,硬質(zhì)鋪裝的規(guī)模和范圍也越來(lái)越大,導(dǎo)致了嚴(yán)重的雨水下滲問(wèn)題,雨水只能通過(guò)排污管道迅速排出,但是如果缺乏水循環(huán)系統(tǒng),并在雨量持續(xù)或暴漲的時(shí)期很容易引起內(nèi)澇。大規(guī)模硬質(zhì)鋪裝的做法相當(dāng)于解構(gòu)了城市的硬質(zhì)地面,將其“掰碎”,在城市中心采用加大綠植和自然土地街道綠化帶,增加洪水下滲空間。

紅色為實(shí)施“綠色街道”的地區(qū),也是威拉米特河流速最緩,地勢(shì)最低洼,最容易滯留洪水的地區(qū),以及山下河道最窄、流速最快地區(qū)。來(lái)源:switchurbanwater.eu

“綠色街道”需要更寬的樹池(在有鋪裝的地面上栽種樹木時(shí),在樹木的周圍保留的一塊沒(méi)有鋪裝的土地),并且將樹池蓋鐵網(wǎng)或者透水磚的方式完全打開(透水磚可以用在人行道上,但大型樹池更為重要),露出更多的土壤和植被表面促進(jìn)積水的下滲。來(lái)源:switchurbanwater.eu都市圈尺度:創(chuàng)新性潮濕天氣計(jì)劃創(chuàng)新性潮濕天氣計(jì)劃(InnovativeWetWeatherProgram),支持盡可能接近城市水系源頭的地區(qū)有效管理雨水,并使用植被來(lái)減緩、保留和過(guò)濾雨水。但本計(jì)劃并沒(méi)有與上游城市聯(lián)動(dòng),主要位于大波特蘭都市圈內(nèi)部。其主要做法為城市周邊的郊野加強(qiáng)生態(tài)管理,提前消解洪峰;同時(shí),在城市中使用綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理雨水,尤其注重對(duì)學(xué)校周邊和內(nèi)部公共綠地和停車場(chǎng)的利用,實(shí)現(xiàn)全境健康發(fā)展。

讓學(xué)校整體更綠,更生態(tài),并且設(shè)置科普解說(shuō)。來(lái)源:switchurbanwater.eu

對(duì)Glencoe小學(xué)的雨洪監(jiān)控,表明了從計(jì)劃開始后通過(guò)聯(lián)合下水道的雨水顯著減少,并且消解了三次重大的洪水危機(jī)。來(lái)源:switchurbanwater.eu此外,波特蘭的案例表明,提高分散式雨水規(guī)劃的公眾傳播度,加強(qiáng)居民對(duì)城市和雨水問(wèn)題的認(rèn)知與理解,促使更多市民和企業(yè)也參與到這一發(fā)展中來(lái)。

雨洪管理科普游覽線路,與城市騎行相結(jié)合。來(lái)源:switchurbanwater.eu對(duì)中國(guó)的借鑒意義波特蘭的“組合拳”給了中國(guó)的城市很多借鑒意義。中國(guó)大城市的老城區(qū),特別是歷史名城,因?yàn)榻ㄔO(shè)時(shí)間早,大量的排水系統(tǒng)依然是雨污混合排放的。就“中國(guó)式雨污分流是否是作秀”,在2012年左右曾經(jīng)形成過(guò)全國(guó)性的討論,但也公認(rèn)水體凈化不能只靠“灰色基建”實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在波特蘭給出了另一個(gè)角度的思考——既然已知它的局限性,就盡可能不要給它“添堵”,需要分散的雨水管理模式,降低現(xiàn)有基建的壓力,讓它不要產(chǎn)生“雨洪擠兌”。在這種基礎(chǔ)共識(shí)之上,探討“從灰到綠”才會(huì)更有意義。

首先是利用“綠色街道”解構(gòu)城市硬質(zhì)地面,讓街道成為能夠下滲雨水的斷裂點(diǎn)。中國(guó)的“海綿城市”目前依然高度依賴透水磚和點(diǎn)狀的街邊綠地,只有郊野地區(qū)才會(huì)出現(xiàn)大面積生態(tài)綠地。但這些遠(yuǎn)方的綠地?zé)o法解決市中心雨水下滲速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上降水量的問(wèn)題。例如上海蘇州河的生態(tài)建設(shè)依然比較依賴“灰”工程,雨洪截留主要靠雨水調(diào)蓄池和深隧調(diào)蓄工程,中心城區(qū)中只有開發(fā)時(shí)間較晚的普陀西部地區(qū)留有了更多的開敞綠地作為蓄洪空間。未來(lái)中國(guó)的城市更新中也需要考慮如何解構(gòu)現(xiàn)有的城市硬地,讓雨水有更多直接下滲的機(jī)會(huì)。

其次,對(duì)于屋頂花園這種曾經(jīng)一度推廣但是出于建筑防水需求很難做到的方式,也可以換一種角度來(lái)考慮——做成臨時(shí)水景,不只是通過(guò)植被吸收雨水,還包括真正的蓄水,以及讓雨水成為活水景觀的一部分(在長(zhǎng)三角甚至可以考慮梅雨蓄水,伏旱時(shí)期釋放,通過(guò)蒸發(fā)降低市中心溫度),而不需要讓整個(gè)屋頂不顧一些基礎(chǔ)設(shè)施(如排風(fēng)等功能)的需求一并“綠化”,最終異化成對(duì)綠化率指標(biāo)的單一追求。

最后,所有這些措施都可以與學(xué)校,與科普相結(jié)合,讓城市生態(tài)成為一種文化?,F(xiàn)在中國(guó)的中小學(xué)擁有開敞的塑膠跑道,但真正的綠色空間并不多。建議將一些微觀技術(shù)手段(如雨水花園、綠色屋頂、綠色溢流通道、雨水調(diào)蓄池)運(yùn)用到學(xué)校中去,讓學(xué)生和家長(zhǎng)在日常生活有切身感受,同時(shí)城市文化愛(ài)好者也可以設(shè)計(jì)專門的慢行線路,以進(jìn)行科普傳播,讓更多人參與到城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中來(lái)。