高 磊，丁 敏，黃堅(jiān)萍，張留瓅，王 輝

(上海市城市排水有限公司排水設(shè)計(jì)研究分公司，上海 200070)

1 前言

隨著點(diǎn)源污染得到基本控制，雨水徑流造成的面源污染是導(dǎo)致城市水體水質(zhì)退化的重要因素。對(duì)于城市面源污染的控制經(jīng)過幾十年的研究，已經(jīng)有了重大發(fā)展。其控制理念也從單一的雨水排出轉(zhuǎn)變到雨水緩排、蓄滲、滲透、利用等方面?？刂泼嬖次廴镜姆较蛞惨呀?jīng)從單純的工程排水向生態(tài)排水轉(zhuǎn)變［1］。

傳統(tǒng)的雨水排水理念是把雨水當(dāng)做“災(zāi)害”和“污染”，希望把雨水盡快排走;這樣的做法使原本應(yīng)成為資源的大部分雨水被白白浪費(fèi)，不能得到合理利用，導(dǎo)致許多城市進(jìn)入了“缺水又怕水”的兩難境地。生態(tài)型雨水排水理念就是要最大限度的恢復(fù)雨水的自然循環(huán)，尊重自然規(guī)律，實(shí)現(xiàn)水在城市生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)利用、再生利用，滿足生態(tài)用水的需求［2］，標(biāo)本兼治地來解決城市水問題。

2 生態(tài)型雨水排水理念的發(fā)展與應(yīng)用

自20世紀(jì)60、70年代起，發(fā)達(dá)國家就已開展了城市雨水徑流所造成面源污染的研究，歷經(jīng)幾十年的不斷研究與發(fā)展，在城市排水系統(tǒng)的完善、雨水資源的合理利用與管理、雨水徑流污染控制、系統(tǒng)溢流污染控制等領(lǐng)域取得了大量經(jīng)驗(yàn)和成果，經(jīng)融合、提升后形成了生態(tài)型雨水排水理念。

2．1 英國的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)

20世紀(jì)90年代，英國提出了可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(Sustainable Urban Drainage Systems，SUDS)這一生態(tài)排水理念，它是為城市可持續(xù)發(fā)展提出的一種城市排水模式的探索?？沙掷m(xù)城市排水系統(tǒng)包括對(duì)地表水和地下水進(jìn)行可持續(xù)式、生態(tài)管理的一系列技術(shù)，通過設(shè)計(jì)對(duì)城市排水系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮，同時(shí)引入可持續(xù)發(fā)展的概念和措施，將水的流量、質(zhì)量和環(huán)境的舒適綜合進(jìn)行考慮，解決地表水的排放問題。主要遵循三大原則:①排水渠道多樣化，避免傳統(tǒng)下水道是唯一排水出口;② 排水設(shè)施兼顧過濾功能，減少污染物排入河道;③ 盡可能重復(fù)利用降雨等地表水。

20世紀(jì)90年代，在英國蘇格蘭東部丹佛母林鎮(zhèn)(Dunferm line)東部建設(shè)丹佛母林東區(qū)(the Dunferm line East Expansion dite，簡(jiǎn)稱DEX)時(shí)決定采用SUDS:不僅在超市的停車場(chǎng)采用了滲透性鋪裝路面來減少降雨徑流，還采用貯存池來調(diào)節(jié)暴雨徑流洪峰;不僅設(shè)置了滯留塘，增加了生物多樣性，還建設(shè)了大型暴雨徑流濕地，兼具景觀用水與貯存功能。DEX建設(shè)這樣生態(tài)型雨水排水系統(tǒng)后不僅對(duì)降雨徑流起到了緩沖和污染物稀釋作用［3］，而且DEX地區(qū)經(jīng)受了多次暴雨考驗(yàn)，把洪水威脅降到最低，并且?guī)缀跬耆诵麻_發(fā)區(qū)域的面源污染，該地區(qū)節(jié)省了投資者的費(fèi)用并提升了人與自然和諧的環(huán)境效應(yīng)［4］。

2．2 美國的最佳管理措施(BMPs)、低環(huán)境影響開發(fā)(LID)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)

20世紀(jì)80年代和90年代，最佳管理措施(Best Management Practices，BMPs)、低 影 響 開 發(fā) (Low Impact Development，LID)及綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure，GI)相繼在美國被提出。它們都倡導(dǎo)利用生態(tài)的方法管理降雨帶來的面源污染，并降低管理成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化。BMPs強(qiáng)調(diào)源頭控制、強(qiáng)調(diào)自然與生態(tài)措施、強(qiáng)調(diào)非工程方法，通過工程和非工程措施相結(jié)合的方法，進(jìn)行雨水的控制和處理，減少地表雨水徑流流量和各種污染物的濃度，以達(dá)到保護(hù)受納水體水質(zhì)的目的。LID更注重減少開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，是一種簡(jiǎn)單、高效、景觀化的生態(tài)雨水管理策略，具有高彈性、低成本、多功能、重保護(hù)、源頭控制和自然做功等特點(diǎn)。GI將城市綠色空間提升為一個(gè)系統(tǒng)，它的構(gòu)建將具有排水功能的景觀要素延伸到城市各個(gè)角落，在已有的環(huán)境中恢復(fù)、保護(hù)和模擬自然水文循環(huán)，以生態(tài)的方式管理城市洪澇災(zāi)害、緩解水資源短缺、改善水環(huán)境。

美國雨水管理最顯著的特色是BMPs方案的實(shí)施。由于城市空間限制和提倡與自然景觀的融合，許多非工程的生態(tài)技術(shù)越來越受到關(guān)注。實(shí)踐證明，非工程的生態(tài)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，將是美國雨水徑流管理發(fā)展的重要方向。美國的雨水利用以提高天然入滲能力為目的［1］。美國的弗雷斯諾市將入滲池和回灌井結(jié)合起來，在入滲池表土下1．5 m深水平鋪設(shè)多孔波紋塑料管，然后與入滲池末端的水泥管相連，雨水經(jīng)過土壤過濾自流注入回灌井。這種水平入滲和垂直入滲相結(jié)合的方法，防止了回灌井淤堵，并提高了回灌能力。芝加哥市則興建了著名的地下隧道蓄水系統(tǒng)，以解決城市防洪和雨水利用問題。此外，美國還在眾多地區(qū)推廣實(shí)施屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水路面組成的地表回灌系統(tǒng)等。

2．3 澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)理念(WSUD)

水敏感性城市設(shè)計(jì)理念(Water Sensitive Urban Design，WSUD)是澳大利亞對(duì)傳統(tǒng)開發(fā)措施的改進(jìn)。WSUD確保城市水管理能充分體現(xiàn)自然水文環(huán)境和生態(tài)循環(huán)，將城市規(guī)劃與城市水圈的管理、保護(hù)和調(diào)蓄統(tǒng)籌考慮。它以水循環(huán)為核心，將城市水循環(huán)看作一個(gè)整體，把供水、污水、雨水等各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮，有效協(xié)調(diào)水生生態(tài)系統(tǒng)的健康、雨洪管理、污染控制和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系;同時(shí)鼓勵(lì)利用儲(chǔ)蓄和收集處理裝置，增加徑流的再利用，通過多功能綠地、景觀美化和水循環(huán)有機(jī)結(jié)合以增強(qiáng)社會(huì)、文化和生態(tài)價(jià)值。

澳大利亞南部的索爾茲伯里市發(fā)展了一個(gè)典型的城市雨水系統(tǒng)，將雨水收集起來，利用泵提升儲(chǔ)存在大壩里面，并通過一定的技術(shù)手段除去雜質(zhì)后作為城市工業(yè)和市政用水水源，成效顯著，極大地增強(qiáng)了當(dāng)?shù)氐挠晁{(diào)蓄能力和雨洪管理水平［5］。

2．4 國內(nèi)對(duì)生態(tài)型雨水排水理念的應(yīng)用

上海在建設(shè)生態(tài)型排水系統(tǒng)方面走在國內(nèi)前沿。2010年上海世博會(huì)可以看作是建設(shè)生態(tài)型排水系統(tǒng)的重要示范工程。世博園區(qū)中的眾多場(chǎng)館和建筑都采用了生態(tài)排水技術(shù)。例如，世博軸的6個(gè)“喇叭口”將雨水收集后匯入地下蓄水池，處理后可以用于沖洗廁所、道路、場(chǎng)館及澆灌綠化;新加坡館將雨水收集并儲(chǔ)存，經(jīng)自來水廠處理后可用于居民飲用;萬科館收集屋面的雨水后作為景觀用水。此外，上海在市政建設(shè)方面也注重運(yùn)用生態(tài)排水技術(shù):先后建設(shè)了11座雨水調(diào)蓄(處理)池，為城市雨水輸送起到了削峰填谷、蓄濃放清的作用;虹橋樞紐崧澤高架路排水工程中，采用雨水淺層蓄滲技術(shù)［6］，可對(duì)13 200 m2的高架道路全年80%的雨水徑流進(jìn)行就地蓄滲處理，降低了徑流量，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)生態(tài)化;上海浦東陸家嘴地區(qū)街頭，建成了數(shù)十座街頭小型雨水花盆，這些雨水花盆集雨水收集、滯留、凈化、滲透為一體，形成了生態(tài)雨水利用系統(tǒng)。

在我國其他省市，生態(tài)排水理念也得到了逐步的推廣。廣東運(yùn)用綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念推廣生態(tài)綠廊，使城市公園與鄉(xiāng)村田野綠地景觀串聯(lián)起來，提高了非建設(shè)用地的綜合利用效率。深圳將低影響開發(fā)雨水綜合利用改造運(yùn)用在舊區(qū)改造工程中，在未改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)、市政管道的情況下，大幅度降低了綜合徑流系數(shù)，有效控制了外排水量，提高了小區(qū)排水系統(tǒng)的防洪能力［7］。天津市金鐘街新市鎮(zhèn)運(yùn)用低影響開發(fā)技術(shù)建設(shè)市政排水系統(tǒng)，有效減小了排水管徑及埋深，減小了泵站規(guī)模及占地;同時(shí)通過景觀河道蓄水，并作為綠化澆灌、道路澆灑用水，每年節(jié)約自來水費(fèi)用近千萬元［8］。

3 啟示

通過對(duì)國內(nèi)外生態(tài)型雨水排水理念發(fā)展和應(yīng)用的借鑒，可以發(fā)現(xiàn)我國在雨水資源化利用、生態(tài)型雨水排水系統(tǒng)的建設(shè)和生態(tài)型雨水排水理念的實(shí)踐上還處于起步階段，在政策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)及管理等方面可以學(xué)習(xí)和借鑒國外的一些做法。

3．1 政策支持，加快推進(jìn)

政策支持是順利開展生態(tài)型雨水排水建設(shè)的重要保障，從發(fā)達(dá)國家實(shí)施生態(tài)型雨水排水建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來看，多以政策支持、法律約束為依托，推進(jìn)其建設(shè)開展:2010年英國議會(huì)通過《洪水與水管理法案》，規(guī)定新建設(shè)項(xiàng)目都必須使用SUDS，并由相關(guān)部門負(fù)責(zé)制定關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)的全國性標(biāo)準(zhǔn);美國將BMP寫入“污染控制修正案”中，成為美國面源污染防治與暴雨管理的標(biāo)準(zhǔn)處理技術(shù);德國也以聯(lián)邦水法、建設(shè)法規(guī)等形式對(duì)雨水的生態(tài)化管理作出了規(guī)定。我國也應(yīng)該在政策層面上對(duì)建設(shè)生態(tài)型雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行支持，完善相關(guān)的法律、法規(guī)制度，保障生態(tài)型雨水排水理念能夠進(jìn)入越來越多的工程實(shí)踐中。

3．2 規(guī)劃先行，整體布局

上海在2002年8月修訂的《上海市城市雨水系統(tǒng)專業(yè)規(guī)劃修編(2020年)》中提出了“兩利用、一推廣”的規(guī)劃方針，以期減少降雨徑流，體現(xiàn)了生態(tài)型雨水排水理念。但是由于上海中心城區(qū)目前排水系統(tǒng)多已建成，整體實(shí)行生態(tài)型雨水排水理念的可能性較小，只能化整為零的實(shí)施。反觀英國DEX案例，在建設(shè)之前就做了整體評(píng)估和全面規(guī)劃，使得生態(tài)景觀與排水功能相融合，最大限度地保障了人與自然的和諧相處。上海在推行生態(tài)型雨水排水理念時(shí)，對(duì)于新建系統(tǒng)的規(guī)劃也應(yīng)該進(jìn)行整體布局，逐步達(dá)到生態(tài)型雨水排水理念運(yùn)用的多樣性、整體性。

3．3 設(shè)計(jì)多元，因地制宜

設(shè)計(jì)是理念的體現(xiàn)。由于歷史原因，上海的排水系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，在生態(tài)型雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上也應(yīng)因地制宜地采用多元化的設(shè)計(jì)。這種多元化既體現(xiàn)在整體上，也可以呈現(xiàn)在細(xì)節(jié)中。英國DEX案例中的道路并沒有一味設(shè)計(jì)成滲透性鋪裝路面，只是在停車場(chǎng)做了滲透性鋪裝路面，減少徑流量;而道路則采用傳統(tǒng)的瀝青路面，道路的部分徑流通過路邊設(shè)置的狹槽或小縫流入路旁的沙礫過濾系統(tǒng)凈化，再通過植草溝儲(chǔ)存或排放。可見，設(shè)計(jì)可以是多元的，因地制宜的運(yùn)用最適合現(xiàn)場(chǎng)條件的排水方式不正是生態(tài)型雨水排水理念的核心價(jià)值嗎?上海在雨水調(diào)蓄方面建設(shè)了眾多調(diào)蓄設(shè)施，但是在多元化排水設(shè)計(jì)和因地制宜的運(yùn)用設(shè)施方面還需要多做探索。

3．4 管理協(xié)調(diào)，拓展前行

生態(tài)型雨水排水理念是一個(gè)融合了排水、園林、道路、交通等學(xué)科和領(lǐng)域的先進(jìn)理念。在建設(shè)過程中，也將涉及多學(xué)科多平臺(tái)的交融與碰撞，這就涉及多個(gè)行政部門的管理協(xié)調(diào)問題。在這方面，德國的管理模式有明顯的優(yōu)勢(shì)，由水務(wù)局統(tǒng)一管理與水相關(guān)的一切事物。這樣能更好地開展工作，更有效地貫徹落實(shí)。

4 結(jié)語

水資源是基礎(chǔ)自然資源，是生態(tài)環(huán)境的控制性因素之一。我國正處于城市化快速發(fā)展階段，這種高速發(fā)展給城市水環(huán)境帶來巨大的壓力和挑戰(zhàn)。生態(tài)型排水理念的出現(xiàn)使排水建設(shè)理念有了新的發(fā)展，提出了一些更新、更適合城市有限空間、更融合自然景觀的城市雨水徑流污染控制管理模式。從目前生態(tài)型排水理念的發(fā)展及運(yùn)用中可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)型排水理念是以環(huán)境友好為基礎(chǔ)，效益最大化為目的的建設(shè)理念，有著非常廣闊的推廣前景。然而，目前生態(tài)型排水理念的實(shí)踐與應(yīng)用尚且處在起步階段，要經(jīng)過不斷深入的工程實(shí)踐來積累經(jīng)驗(yàn)。隨著工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累、工程效益的不斷提高，以及新興建設(shè)技術(shù)的不斷引入，人們對(duì)生態(tài)型排水理念的認(rèn)識(shí)也將不斷深入，生態(tài)型排水建設(shè)的方向與深度將不斷拓展，最終將我們的城市建設(shè)成環(huán)境友好型宜居都市。

［1］陳華．生態(tài)型雨水排水系統(tǒng)在上海的應(yīng)用及發(fā)展［J］．給水排水，2011，(4)．

［2］昌平老城區(qū)排水系統(tǒng)改造方案研究［Z］．2010．

［3］ Mokissock G，Daracy B J．An assessment of drainage best management practices in Scotland［J］．Water and Environmental Management，1999，13(1):47-51．

［4］王健，尹煒，葉閩，等．可持續(xù)排水系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展［J］．人民長(zhǎng)江，2011，42(4):64-68．

［5］Howlett P，Piantadosi J．An Application of the Pump-to-FillPolicy for Management of Urban Stormwater［J］．Environment Model Assessment，2009，14:195-207．

［6］鄒偉國，張辰，陳嫣．城市雨水淺層地下蓄滲技術(shù)及其應(yīng)用研究［J］．給水排水，2008，34(增刊):145-148．

［7］任心欣，俞紹武，胡愛兵，等．深圳舊村低影響開發(fā)雨水綜合利用規(guī)劃指引及應(yīng)用［J］．城市規(guī)劃學(xué)刊，2010，192(7):93-96．

［8］林靖，孫杰，李波，等．低沖擊開發(fā)技術(shù)在新市鎮(zhèn)排水系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．中國給水排水，2012，28(9):69-72．