（上圖系澳大利亞墨爾本的雨水花園）

小秘書：

 

本文作者曾在澳大利亞多家工程咨詢公司任水文排水高級工程師，主要從事城市雨洪管理設(shè)計(jì)。我們看到，澳大利亞墨爾本的雨洪管理不可謂不先進(jìn)。但我們同樣也能看到，先進(jìn)的技術(shù)，總要配合嚴(yán)格而精細(xì)的管理，才能讓城市具備變得更美好的可能性。

 

維多利亞州首府墨爾本是澳大利亞的文化、商業(yè)、教育、娛樂、體育及旅游中心，在2011年、2012年和2013年連續(xù)3年的世界宜居城市評比中均摘得桂冠。墨爾本地區(qū)人口約400萬，面積8800平方公里，城市綠化面積比率高達(dá)40%，以花園城市而聞名。

 

和世界其他大城市一樣，在城市發(fā)展中，墨爾本也面臨城市防洪、水資源短缺和水環(huán)境保護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。作為城市水環(huán)境管理尤其現(xiàn)代雨洪管理領(lǐng)域的新銳，墨爾本倡導(dǎo)的WSUD水敏性城市設(shè)計(jì)（Water Sensitive Urban Design）和相關(guān)持續(xù)的前沿研究，使其逐漸成為城市雨洪管理領(lǐng)域的世界領(lǐng)軍城市。

 

城市的雨洪管理問題

 

城市發(fā)展過程中，部分透水性能良好的自然土壤地表，被轉(zhuǎn)換為硬化或水泥地面。這會大大減少降雨向土壤的滲入，產(chǎn)生更多徑流，導(dǎo)致雨洪徑流量、洪峰流量和流速增加。現(xiàn)有的雨洪排澇系統(tǒng)，如果之前沒有充分規(guī)劃，或未進(jìn)行與新開發(fā)項(xiàng)目匹配的升級，將沒有足夠的能力安全排泄增大的雨洪流量。這就增加了區(qū)域的暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)城市洪澇問題。

 

不透水的城市表面和傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，將雨水徑流直接迅速地排入河道，而非通過地下水緩慢排放和自然下墊面滲透。這將導(dǎo)致維持天然水體及其生態(tài)系統(tǒng)的水文特性產(chǎn)生顯著變化。這些水流條件改變，會導(dǎo)致水質(zhì)變壞、河形改變，受納水體的生物多樣性和生態(tài)功能也會退化。攜帶于雨洪（尤其是初期雨水）中的城市面源污染物，如由建筑和交通等活動產(chǎn)生的泥沙顆粒及附著其上的重金屬和有機(jī)物物質(zhì)、垃圾及泄漏油污等污染物，進(jìn)入河道水體后，將對下游水體的水生態(tài)環(huán)境造成破壞。

 

不透水的硬化地面取代植被，減少了維持土壤濕度的雨水下滲，也減少了從地表蒸發(fā)到大氣中的水分。這將導(dǎo)致地下水入滲回補(bǔ)的減少，影響河道潛流的形成。蒸發(fā)量減少可使氣溫增高，加劇城市熱島效應(yīng)。

 

深受洪澇災(zāi)害困擾的城市，會投入不菲資金去升級或建設(shè)排水基礎(chǔ)設(shè)施，或通過硬化河道和河道裁直來提高過水能力，以此將雨水徑流直接迅速地排離城市；而在面臨城市水資源短缺時(shí)，城市又投入大量資金建設(shè)跨流域的引水工程或大型海水淡化廠。

 

以墨爾本為例，過去五年的城區(qū)洪澇保險(xiǎn)賠付金額合計(jì)達(dá)到約20億澳元（折合人民幣約120億元）；其新建的Wonthaggi海水淡化廠雖可提供每年1.5萬立方米的淡水，提高了城市供水的安全性，但墨爾本市付出的代價(jià)是，無論是否實(shí)際取水，目前都要支付每天180萬澳元的使用權(quán)費(fèi)，來抵消工程建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用；墨爾本的母親河Yarra 河的水質(zhì)雖在過去幾十年的努力下得到顯著改善，但監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，河道水質(zhì)、下游匯入的飛利浦港灣水質(zhì)，還是會受到城市雨水徑流沖刷污染影響，下游部分城區(qū)河段水質(zhì)較差，不適宜游泳活動。2012年夏季，在經(jīng)歷了炎熱的氣溫和攜帶污染物的城市徑流匯入后，飛利浦港灣藍(lán)藻爆發(fā)。

 

面對大自然賦予的雨水及相應(yīng)的諸多城市問題，建立一個(gè)支持可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代雨洪管理新體系成為城市唯一的選擇。

 

（Yarra 河與城市和諧共處）

 

WSUD水敏感性城市設(shè)計(jì)

 

目前發(fā)達(dá)國家的雨洪管理，已從傳統(tǒng)的水量控制，過渡到水量和水質(zhì)并重方面，進(jìn)一步推進(jìn)雨水收集利用，并追求雨洪管理設(shè)施和城市景觀的有機(jī)融合，以實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展和水環(huán)境的和諧與可持續(xù)發(fā)展。

 

以墨爾本為首所倡導(dǎo)的WSUD，于上世紀(jì)90年代在澳大利亞興起。當(dāng)時(shí)城市的雨洪分流體系基本完善，通過建設(shè)污水處理設(shè)施，城市點(diǎn)源污染的排放基本得到完全控制。但人們期待的生態(tài)城市河道并未如期呈現(xiàn)，城市雨水徑流的面源污染等，成為改善河道生態(tài)健康所不能回避的問題。

 

自此，墨爾本在城市規(guī)劃中，開始關(guān)注雨水徑流水質(zhì)的控制。跨越多重專業(yè)的WSUD雨洪管理體系得以逐步發(fā)展，墨爾本在工程實(shí)踐中引入了WSUD技術(shù)。WSUD 綜合考慮了城市防洪、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)、城市景觀、道路及排水系統(tǒng)和河道生態(tài)環(huán)境等，通過引入模擬自然水循環(huán)過程的城市防洪排水體系，達(dá)成城市發(fā)展和自然水環(huán)境的和諧共贏。2000年后，WSUD在澳大利亞成為了必須遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在城市發(fā)展中被廣泛采用。

 

WSUD的一個(gè)重要原則是源頭控制，水量水質(zhì)問題就地解決，不把問題帶入周邊，避免增加流域下游的防洪和環(huán)保壓力，降低或省去防洪排水設(shè)施建設(shè)或升級的投資。其雨洪水質(zhì)管理措施，如屋頂花園、生態(tài)滯蓄系統(tǒng)、人工濕地和湖塘，也能在不同程度上滯蓄雨洪，進(jìn)而減少排水設(shè)施的需要。綠色濱水緩沖帶在保證行洪的同時(shí)，能有效降低河道侵蝕，保持河道穩(wěn)定性。雨水的收集和回用提供替代水源，降低了自來水在非飲用用途上的使用。和景觀融合的雨洪管理設(shè)施設(shè)計(jì)，可營造富有魅力的公共空間，提升城市宜居性。

 

同期國際上類似的雨洪管理技術(shù)體系,還有美國的LID低影響開發(fā)(Low Impact Development)等。不過目前LID技術(shù)在美國各州應(yīng)用并不均衡，并有逐漸并入綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure）概念的趨勢，作為LID技術(shù)核心的雨洪管理技術(shù)發(fā)展相對緩慢。而WSUD已成為澳大利亞城市開發(fā)中的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，圍繞其城市雨洪管理的技術(shù)核心，澳大利亞持續(xù)進(jìn)行了大量前沿研究和跨學(xué)科討論，墨爾本提出的水敏性城市理念中，還首次引入了雨水、地下水、飲用水、污水及再生水的全水環(huán)節(jié)管理體系。

 

目前澳大利亞要求，2公頃以上的城市開發(fā)必須采用WSUD技術(shù)進(jìn)行雨洪管理設(shè)計(jì)，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：

 

• 控制徑流量：開發(fā)后防洪排澇系統(tǒng)（河道、排水管網(wǎng)等）上、下游的設(shè)計(jì)洪峰流量、洪水位和流速不超過現(xiàn)狀；

 

• 保護(hù)受納水體水質(zhì)：項(xiàng)目建成后的場地初期雨水需收集處理，通過雨水水質(zhì)處理設(shè)施使污染物含量達(dá)到一定百分比的消減，比如一般要求總磷量45%，總氮量45%和總懸浮顆粒（泥沙顆粒及附著其上的重金屬和有機(jī)物物質(zhì)等）80%，后方可排入下游河道或水體。水質(zhì)處理目標(biāo)要根據(jù)下游水體的敏感性程度來確定；

 

• 雨洪處理設(shè)施融入城市景觀，力求功能和景觀的融合，將雨水作為一種景觀要素；

 

• 增加雨水收集回用機(jī)會。

 

工程實(shí)踐中采用的水量控制措施，主要包括透水鋪裝、下凹綠地、地下儲水池及雨洪滯蓄水庫（人工湖、雨洪公園）等；水質(zhì)處理措施主要包括道路雨水口截污裝置，植被緩沖帶、排水草溝、生態(tài)排水草溝，泥沙過濾裝置、泥沙沉蓄池、雨水花園、人工湖及人工濕地等。

 

（雨水生態(tài)過濾槽）

工程中要綜合考慮當(dāng)?shù)厮�文氣象和地形條件，結(jié)合城市規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃、景觀布局等，合理選擇布局上述WSUD措施或其組合。設(shè)計(jì)中一般需應(yīng)用多種水文、水力和水質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定量的分析計(jì)算，確保水量和水質(zhì)控制目標(biāo)的達(dá)成。

 

墨爾本對雨洪管理設(shè)計(jì)的監(jiān)管

 

依據(jù)澳大利亞1989年的水利法案、1987年的規(guī)劃和環(huán)境法案，聯(lián)邦政府主管部門制定了相應(yīng)的洪水管理和水環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例。據(jù)此，州、市政府建立了完善的城市雨洪管理監(jiān)管體系，并在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理方面頒布了諸多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則。

 

墨爾本城市建設(shè)開發(fā)中，主管雨洪管理的政府部門為墨爾本水務(wù)局。在每個(gè)城市建設(shè)開發(fā)項(xiàng)目中，建設(shè)方在可行性研究階段要提交項(xiàng)目雨洪管理總體規(guī)劃，供墨爾本水務(wù)局審查，總體規(guī)劃要從源頭上避免和控制城市發(fā)展對水環(huán)境的負(fù)面影響，如城市洪澇災(zāi)害、受納水體水質(zhì)等，并要符合區(qū)域的長期規(guī)劃。在隨后的初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)等各階段中，建設(shè)方及其委托的咨詢設(shè)計(jì)公司都要和政府主管部門保持緊密聯(lián)系，按要求將工程報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書甚至數(shù)學(xué)模型提交墨爾本水務(wù)局審核備案。各階段審核完成后，經(jīng)主管部門發(fā)放許可文件批準(zhǔn)，方可開展下一階段工作。對高難度的復(fù)雜技術(shù)審核，水務(wù)局會要求建設(shè)方聘請第三方咨詢公司，對設(shè)計(jì)提前進(jìn)行獨(dú)立工程審查（Proof Engineering）。

 

在施工前，建設(shè)方必須制定場地控制方案和設(shè)置相應(yīng)設(shè)施以進(jìn)行施工期雨洪管理。在施工期，墨爾本水務(wù)局會對場地排入周邊河道水體的雨洪所可能攜帶的沖刷泥沙和施工機(jī)械泄漏油污等進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。

 

在舊城區(qū)改建工程中，由于受限于狹窄空間，當(dāng)建設(shè)方的設(shè)計(jì)方案不能容納足夠的WSUD工程設(shè)施時(shí)，建設(shè)方要向墨爾本水務(wù)局提出申請。經(jīng)審批后，建設(shè)方可在交付一定補(bǔ)償金后得到豁免，補(bǔ)償金最終由水務(wù)局用于相應(yīng)流域下游的雨洪設(shè)施建設(shè)投資，以保證流域整體水量水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

 

在上述過程中，主管部門的監(jiān)管，必須遵循相應(yīng)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)方對主管部門的監(jiān)管不當(dāng)或失職行為，可提出行政申訴甚至啟動法律起訴。例如，如主管部門提供了不明確、不完整的交流信息，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)或施工的拖延或返工，建設(shè)方將有權(quán)要求政府責(zé)任部門給予相應(yīng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。

 

 

結(jié)語

 

目前，中國的城市雨洪管理已在向低影響開發(fā)技術(shù)、水敏性城市設(shè)計(jì)等先進(jìn)的技術(shù)體系演變，在注重城市防洪排澇能力升級的同時(shí)，也開始從保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的角度，提出對城市雨洪面源污染的控制措施，如北京2013年推出的城市新建項(xiàng)目雨洪管理地方法規(guī)，以及建設(shè)部2014年新版室外排水國家標(biāo)準(zhǔn)，都涉及水量水質(zhì)并重的低影響開發(fā)理念。

 

不過，中國在此領(lǐng)域尚缺乏具有操作性的工程技術(shù)體系和監(jiān)管體系，需通過更多理論技術(shù)研究和工程實(shí)踐來逐步完善現(xiàn)代雨洪管理體系。城市老城區(qū)的雨污合流排水系統(tǒng)改造困難重重，需探索出一條雨污合流制下的雨洪管理新路。新城區(qū)排水系統(tǒng)目前都已按要求采用雨污分流制，適宜將先進(jìn)的技術(shù)體系應(yīng)用到城市規(guī)劃和建設(shè)中，最大程度上降低城市發(fā)展對自然水環(huán)境的負(fù)面影響。

 

（作者曾在澳大利亞多家工程咨詢公司任水文排水高級工程師，主要從事城市雨洪管理設(shè)計(jì)，現(xiàn)歸國從事水規(guī)劃工作。）