王云才 王忙忙 WANG Yuncai, WANG Mangmang

1 “水量調(diào)節(jié)”是城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要功能

綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green infrastructure，GI）是自然生命支持系統(tǒng)[1]，它們總體構(gòu)成保證環(huán)境、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)框架[2]。城市中的綠色基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮著重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[3]，可以提供多種類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。根據(jù)聯(lián)合國(guó)2005年發(fā)布的《千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估（Millennium Ecosystem Assessment，MA）報(bào)告》，城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以為城市提供供給服務(wù)（Provisioning services）、調(diào)節(jié)服務(wù)（Regulating services）、支持服務(wù)（Supporting services）和文化服務(wù)（Cultural services）4種類型服務(wù)[4]，具體進(jìn)行水土涵養(yǎng)、雨洪管理，維持生物多樣性，緩解城市熱島效應(yīng)，提供生態(tài)棲息地以及文化功能等重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。由此可見(jiàn)，提供水量調(diào)節(jié)服務(wù)是城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一項(xiàng)重要功能。

1.1 城市生態(tài)系統(tǒng)受損導(dǎo)致水調(diào)節(jié)服務(wù)能力下降

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，人類活動(dòng)對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響范圍和強(qiáng)度不斷增大，城市生態(tài)系統(tǒng)因受到強(qiáng)烈的人工干擾而承受越來(lái)越大的壓力，城市的生態(tài)系統(tǒng)不同程度地受到干擾和破壞，導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化。近年來(lái)，多個(gè)城市頻繁出現(xiàn)內(nèi)澇問(wèn)題就是城市生態(tài)系統(tǒng)水調(diào)節(jié)服務(wù)能力下降的集中體現(xiàn)，表明很多城市現(xiàn)有的灰色基礎(chǔ)設(shè)施在針對(duì)雨洪等問(wèn)題的解決實(shí)踐中存在弊端，不足以提供有效的水調(diào)節(jié)生態(tài)服務(wù)功能。

1.2 城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建能夠提供高效的解決途徑

美國(guó)國(guó)家環(huán)保局（US Environment Protection Agency）將綠色基礎(chǔ)設(shè)施的理念引入城市雨洪管理措施之中，成為最佳管理實(shí)踐（BMPs）和低影響開(kāi)發(fā)（LID）的重要組成部分。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局將城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施定義為“能夠緩解雨洪徑流對(duì)城市的影響，并提供多重的社區(qū)收益，同時(shí)具備環(huán)境彈性的低成本實(shí)踐措施”[5]。美國(guó)的“低影響開(kāi)發(fā)”（Low impact development，LID），英國(guó)的“可持續(xù)城市排水系統(tǒng)”（Sustainable urban drainage system，SUDS），新加坡的“活躍、美麗、潔凈水項(xiàng)目”（Active beautiful and clean water program，ABC），以及澳大利亞的“水敏感城市設(shè)計(jì)”（Water sensitive urban design，WSUD）[6]都是通過(guò)使用綠色基礎(chǔ)設(shè)施手段來(lái)解決雨洪問(wèn)題。綠色基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)植被和土壤達(dá)到就地處理雨水徑流，成為近年來(lái)廣泛推薦、有效實(shí)施的解決途徑，進(jìn)而為城市提供高效的水量調(diào)節(jié)服務(wù)效能。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的水量調(diào)節(jié)服務(wù)在不同的城市空間尺度下具有不同的內(nèi)涵。例如在區(qū)域尺度上，水量調(diào)節(jié)體現(xiàn)在水源林保護(hù)、河流湖泊調(diào)蓄和水庫(kù)調(diào)蓄上；在城市尺度上，水量調(diào)節(jié)多集中在雨洪管理、徑流調(diào)節(jié)、水體自凈方面，具體表現(xiàn)在雨水花園、屋頂花園、滲透溝渠、雨水濕塘、雨水儲(chǔ)存設(shè)施、可滲透鋪裝等類型。本文針對(duì)當(dāng)今大多數(shù)城市面臨的城市內(nèi)澇問(wèn)題，通過(guò)介紹3個(gè)發(fā)揮高效水調(diào)節(jié)服務(wù)的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的典型模式來(lái)挖掘內(nèi)在的原理和規(guī)律，通過(guò)實(shí)踐來(lái)認(rèn)識(shí)真理，以期為今后城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供參考和借鑒。

2 城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施高效水調(diào)節(jié)服務(wù)的典型模式

2.1 生態(tài)制約性和適宜性創(chuàng)造的生態(tài)空間模式 ： 美國(guó)伍德蘭茲社區(qū)

伍德蘭茲社區(qū)（Woodlands Community，Texas）是由麥克哈格（McHarg）為主的費(fèi)城WHRT設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在1970年代進(jìn)行的生態(tài)規(guī)劃項(xiàng)目實(shí)踐。麥克哈格稱其為最滿意的城市生態(tài)設(shè)計(jì)作品[7-8]。該項(xiàng)目獲得了許多獎(jiǎng)項(xiàng)，因其在環(huán)境規(guī)劃方面的巨大成功獲得1974年美國(guó)住房和城市發(fā)展部（HUD）頒發(fā)的美國(guó)第六屆年度雙年獎(jiǎng)[9]。斯珀恩（Spirn）認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)造了對(duì)自然的整體認(rèn)識(shí)，超越狹隘時(shí)空的界限[10]。該項(xiàng)目規(guī)劃的本質(zhì)是充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)狀環(huán)境的生態(tài)制約性和適宜性并創(chuàng)造出一種與自然和諧相處的生態(tài)空間模式，是一種非常值得借鑒的綠色基礎(chǔ)設(shè)施典型模式。

伍德蘭茲社區(qū)項(xiàng)目的生態(tài)制約性集中在雨洪調(diào)蓄方面。（1）氣候上，該社區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，夏季易受颶風(fēng)和暴雨影響。（2）地理位置方面，約有1/3的面積位于百年一遇的泛洪平原，存在暴雨過(guò)后徑流和淹沒(méi)面積大的問(wèn)題；同時(shí)傳統(tǒng)的混凝土溝渠排水系統(tǒng)會(huì)降低地下水位，并導(dǎo)致植物死亡。（3）土壤方面，基地內(nèi)以滲透性差的黏土土壤為主，不利于蓄滯雨水。（4）地形大多比較平坦，不具備徑流調(diào)節(jié)能力[11]。

基于以上生態(tài)制約性問(wèn)題和挑戰(zhàn)，麥克哈格通過(guò)跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)和方法的合作，對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行全面的生態(tài)調(diào)查，分析基地所處的自然特征和生態(tài)過(guò)程，包括地質(zhì)、地下水水文學(xué)、地表水文學(xué)、湖沼學(xué)、土壤學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、野生動(dòng)物和氣候?qū)W。在此基礎(chǔ)上提出一個(gè)生態(tài)適宜性的規(guī)劃策略：（1）保護(hù)高滲透性土壤，提高土壤滲水；（2）保護(hù)現(xiàn)有的豐富森林資源，發(fā)揮良好的水土涵養(yǎng)功能；（3）采用自然地表排水系統(tǒng)，順應(yīng)自然規(guī)律，降低成本[12]。關(guān)于項(xiàng)目的綠色基礎(chǔ)設(shè)施水調(diào)節(jié)具體措施和實(shí)踐成效見(jiàn)圖1和圖2。

伍德蘭茲社區(qū)是經(jīng)過(guò)時(shí)間驗(yàn)證的經(jīng)典生態(tài)規(guī)劃案例，其通過(guò)分析土壤的水文性質(zhì)來(lái)解決雨洪調(diào)節(jié)服務(wù)功能的“因地制宜”的規(guī)劃設(shè)計(jì)模式被證明是成功的[15]。該模式可以為我國(guó)城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施解決水量調(diào)節(jié)服務(wù)提供借鑒。

2.2 藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)放式雨水處理系統(tǒng)模式： 瑞士奧古斯騰堡社區(qū)

藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施是目前被視為應(yīng)對(duì)氣候變化（洪水和干旱），減少城市化（特別是洪水）負(fù)面影響的重要途徑。藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施可提供多重自然和社會(huì)功能，包括雨水管理、綠道和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（綠色基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分）等[16]。藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以提供水體凈化、防洪、蓄水等水調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力[17]。瑞典南部的奧古斯騰堡社區(qū)（The Augustenborg，Sweden）雨洪調(diào)蓄項(xiàng)目是一個(gè)很好的例子。奧古斯騰堡地區(qū)的藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施建立了十幾年，改善了不能滿足城市雨水蓄滯問(wèn)題的陳舊灰色基礎(chǔ)設(shè)施，獲得2010年聯(lián)合國(guó)世界人居獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。歐洲環(huán)境局（EEA）認(rèn)為該地區(qū)的生態(tài)發(fā)展在處理雨洪問(wèn)題上有顯著的改善效果。

奧古斯騰堡的藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施主要利用開(kāi)放式雨水處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)雨洪調(diào)節(jié)生態(tài)服務(wù)功能?；静僮髟硎亲尳涤晗韧ㄟ^(guò)開(kāi)放式的雨水處理系統(tǒng)再到下水道系統(tǒng)，通過(guò)一系列開(kāi)放式的藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生滲透、蓄水和蒸發(fā)作用，從而延緩排水時(shí)間。開(kāi)放式雨水處理系統(tǒng)主要包括3個(gè)部分：（1）多種類型的開(kāi)放式排水溝渠系統(tǒng)；（2）滲透場(chǎng)地設(shè)計(jì)；（3）蓄水池和地表儲(chǔ)水（圖3，表1）[18]。

通過(guò)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)施，相對(duì)于1994年的5次洪水災(zāi)害，奧古斯騰堡地區(qū)在2009—2014年間沒(méi)有發(fā)生水災(zāi)[20]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)2007年該地區(qū)發(fā)生夏季強(qiáng)降雨，鄰近的馬爾默市部分地區(qū)遭受到嚴(yán)重破壞，相比之下奧古斯騰堡地區(qū)的徑流相對(duì)周邊地區(qū)減少50%[21-22]。除了在一般和嚴(yán)重洪水事件期間降低洪水風(fēng)險(xiǎn)之外[19,21]，有報(bào)告指出奧古斯騰堡的藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了積極影響[23]，例如通過(guò)為當(dāng)?shù)氐闹参锖鸵吧鷦?dòng)物提供更好的環(huán)境，從而增加50%的生物多樣性[24]。綜上所述，奧古斯騰堡的藍(lán)綠色基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)在雨洪時(shí)期能夠發(fā)揮積極有效的水調(diào)節(jié)服務(wù)能力。

圖1 伍德蘭茲社區(qū)規(guī)劃途徑及成效

圖2a） 伍德蘭茲社區(qū)基于生態(tài)制約性的規(guī)劃分析

圖2b） 德伍德蘭茲社區(qū)基于生態(tài)適宜性的用地規(guī)劃

圖3 奧古斯騰堡的開(kāi)放式雨水處理系統(tǒng)原理圖

表1 奧古斯騰堡的開(kāi)放式雨水處理系統(tǒng)具體內(nèi)容

2.3 塘群調(diào)蓄系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡模式： 江西渼陂古村

有著“廬陵文化第一村”美譽(yù)的渼陂古村擁有人工與自然完美融合的“兩河一塘（群）”塘群調(diào)蓄系統(tǒng)，幾百年來(lái)人與水處在一種動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系中。該村的塘群系統(tǒng)可以看成是傳統(tǒng)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分[25]，具有很好的雨洪調(diào)蓄、旱澇調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化等生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能[26]。

渼陂古村位于江西省吉安市青原區(qū)文陂鄉(xiāng)，依靠富水河的便利條件，水運(yùn)物流發(fā)展興盛，商埠繁榮，明清時(shí)期以發(fā)達(dá)的商賈文化聞名贛中地區(qū)。由于地勢(shì)低洼，經(jīng)常面臨洪水和暴雨災(zāi)害，尤其是古廬陵地區(qū)的雨季主要集中在農(nóng)歷五月，俗稱“端午水”，導(dǎo)致該地區(qū)一直面臨著洪澇災(zāi)害[27]。雖然渼陂古村處于年復(fù)一年的大小水患之中，但是通過(guò)具有傳統(tǒng)生態(tài)實(shí)踐智慧的塘群調(diào)蓄系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)了雨洪災(zāi)害對(duì)居住、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水運(yùn)發(fā)展的負(fù)面影響，保證了古村數(shù)百年的繁榮。

渼陂古村的“兩河一塘（群）”塘群調(diào)蓄系統(tǒng)，包括富水河、渼水和28口象征星宿的水塘。陂塘調(diào)蓄系統(tǒng)可以從“導(dǎo)”和“蓄”這兩大方面進(jìn)行分析（表2，圖4-圖5）[28]。28口水塘與溝渠、河流共同構(gòu)成的塘群調(diào)蓄系統(tǒng)可對(duì)應(yīng)住建部發(fā)布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，與“濕塘”和“雨水濕地”相似，亦可涵蓋“滲透塘”“調(diào)節(jié)塘”的概念，截留地表徑流、減緩峰值徑流、增加蒸發(fā)和地下水回補(bǔ)，能夠起到雨洪調(diào)節(jié)的功能，是一種綠色、經(jīng)濟(jì)、高效的徑流收集和污染控制的綠色基礎(chǔ)設(shè)施[29]。

3 高效水調(diào)節(jié)服務(wù)的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施模式的共性與差異

綜上所述，3個(gè)不同模式的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施都發(fā)揮了積極有效的雨洪調(diào)節(jié)作用，被證明是一種高效的水調(diào)節(jié)服務(wù)的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施模式。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)這3個(gè)模式在本質(zhì)上存在一些共性。（1）規(guī)劃思想一致性。本質(zhì)上都是基于城市自然生態(tài)過(guò)程的“低技術(shù)、低成本、低影響”城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施模式。首先通過(guò)分析和認(rèn)識(shí)自然過(guò)程，以順應(yīng)自然、模擬自然的方式在不同的地區(qū)實(shí)現(xiàn)良性水文循環(huán)過(guò)程，然后采用“低技術(shù)、低成本、低影響”的方式有效調(diào)節(jié)城市中的缺水和內(nèi)澇等問(wèn)題，將城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力發(fā)揮最大化。（2）規(guī)劃尺度接近。無(wú)論是伍德蘭茲社區(qū)還是渼陂古村落都屬于城市內(nèi)的小尺度范疇，目前城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施雨洪管理在社區(qū)小尺度場(chǎng)地的研究進(jìn)展十分迅速，其景觀生態(tài)效益逐步得到認(rèn)可。城市社區(qū)是城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施雨洪管理提升城市生態(tài)系統(tǒng)的水量調(diào)節(jié)服務(wù)功能的重要類型之一。（3）形成一種公眾參與、適應(yīng)和接納雨洪過(guò)程的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施模式。3個(gè)案例都構(gòu)建了一個(gè)適應(yīng)和接納雨洪過(guò)程的社區(qū)和村落的綠色基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展模式，社區(qū)居民或村民通過(guò)充分的認(rèn)識(shí)與參與，可以增加對(duì)突發(fā)性災(zāi)害的認(rèn)知與應(yīng)對(duì)，每個(gè)人的行為參與都是雨洪管理過(guò)程的一部分。將雨洪過(guò)程與生活體驗(yàn)相結(jié)合，能夠培養(yǎng)社區(qū)居民的環(huán)境共識(shí)，并增強(qiáng)應(yīng)對(duì)雨洪事件的能力。

表2 渼陂古村的塘群調(diào)蓄系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡模式原理分析

圖4 渼陂古村的現(xiàn)狀水系分析

與此同時(shí)，上述3種城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施模式也存在不小的差異性。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）生態(tài)環(huán)境的差異。由于不同地區(qū)之間地形地貌和降水過(guò)程差異較大，以及城市建設(shè)特點(diǎn)不同，會(huì)面臨不同的生態(tài)問(wèn)題，因此，綠色基礎(chǔ)設(shè)施雨洪管理建設(shè)必須因地制宜。（2）新老城市地區(qū)的差異。新建區(qū)域的綠色基礎(chǔ)設(shè)施采用的方法未必適宜老城市改造區(qū)域。例如奧古斯騰堡案例就是一個(gè)老城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施改造項(xiàng)目，以前城市灰色排水基礎(chǔ)設(shè)施隨著城市的發(fā)展不能滿足今天的雨洪需求，但是基于各種現(xiàn)狀問(wèn)題不能完全推翻創(chuàng)新，而是選擇綠色基礎(chǔ)設(shè)施的排水系統(tǒng)輔助灰色排水管道共同解決雨洪調(diào)節(jié)問(wèn)題。（3）規(guī)劃理論和技術(shù)方式不同。例如伍德蘭茲社區(qū)規(guī)劃是在科學(xué)的綜合分析和評(píng)估——“千層餅”模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的，而渼陂古村則是基于祖先們對(duì)人與自然互利共生關(guān)系深刻感悟的基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)實(shí)踐的能力——即生態(tài)實(shí)踐智慧[31]。無(wú)論哪種生態(tài)理論知識(shí)和技術(shù)都有其適應(yīng)的地區(qū)和項(xiàng)目，規(guī)劃實(shí)踐中需要因地制宜，結(jié)合實(shí)際借鑒經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探索。

圖5 渼陂古村塘群調(diào)蓄系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡模式模式

4 結(jié)論與討論

提升城市水調(diào)節(jié)服務(wù)能力的本質(zhì)是改善城市人工系統(tǒng)對(duì)自然系統(tǒng)的干擾和損壞。人工系統(tǒng)看似高效卻具有極其脆弱的生態(tài)本質(zhì)，構(gòu)建城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施是一種高效的解決途徑。通過(guò)城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施典型模式的分析，可以得出基于城市自然生態(tài)過(guò)程的“低技術(shù)、低成本、低影響”城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施雨洪調(diào)蓄模式能夠發(fā)揮高效的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，有效提升水量調(diào)節(jié)服務(wù)能力，可以為今后城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供參考和借鑒。

最后，我們要轉(zhuǎn)變對(duì)自然災(zāi)害的認(rèn)知，預(yù)做準(zhǔn)備并提升避險(xiǎn)自救能力，建構(gòu)人水互惠共生觀，構(gòu)建一種適應(yīng)和包容雨洪過(guò)程的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展模式。樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然生態(tài)的雨洪管理理念，將雨洪視為城市重要的自然資源，構(gòu)建人與水互惠共生的生態(tài)關(guān)系，構(gòu)建適應(yīng)和包容的生態(tài)發(fā)展模式[32-33]。