姜 濤 ,屈雯雯 ,Ahmad Hassan
(1.貴州大學(xué)林學(xué)院,550025,貴陽;2.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院,610065,成都;3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,611130,成都)
隨著綠色校園和可持續(xù)校園等新興校園建設(shè)理念的深入人心,越來越多的美國高校將雨洪管理作為校園建設(shè)中重要的考慮因素,并采取了多種措施促進(jìn)校園對(duì)雨水資源的管理和利用,主要目的就是減少校園內(nèi)澇,降低雨水徑流對(duì)水系的污染,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的合理利用。
解決雨洪管理問題離不開雨洪管理措施體系的科學(xué)構(gòu)建,而該體系主要包括結(jié)構(gòu)性措施和非結(jié)構(gòu)性措施兩大類。結(jié)構(gòu)性措施主要專注于雨洪管理的工程性視角,指用于校園雨洪管理滲、滯、蓄、凈、用、排各環(huán)節(jié)的工程性措施,包括雨水箱(Rain Cisterns)、透水鋪地、綠色或藍(lán)色屋頂、滲透溝(Infltration Trenches )、調(diào)節(jié)池/滯蓄池(Detention or Retention Basin)、植被過濾帶(Vegetative Filter Strips)、植物盒池(Planter Boxes)、生物滯留池(雨水花園)、增強(qiáng)樹坑(Enhanced Tree Pits)、人工濕地等。非結(jié)構(gòu)性措施則從社會(huì)科學(xué)的視角關(guān)注人們活動(dòng)和行為對(duì)環(huán)境的影響,注重雨洪調(diào)控的過程管理,其范圍很廣,泛指除結(jié)構(gòu)性措施以外的所有雨洪管理活動(dòng),涉及政策、管理、教育、宣傳等多個(gè)方面,如建立健全校園雨洪管理機(jī)構(gòu)、校園垃圾管理、施工活動(dòng)管理、開設(shè)雨洪管理課程、公眾教育和培訓(xùn)、建設(shè)校園雨洪管理網(wǎng)站、開展海綿校園設(shè)計(jì)競賽等。結(jié)構(gòu)性措施和非結(jié)構(gòu)性措施既相互獨(dú)立又相互補(bǔ)充。
大學(xué)校園要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)雨洪管理需要充分發(fā)揮這兩方面的協(xié)同效應(yīng)。目前我國很多高校都積極建設(shè)海綿型綠地項(xiàng)目,為校園的雨洪管理工作奠定了基礎(chǔ),但同時(shí)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)非結(jié)構(gòu)性措施的研究和實(shí)踐。通過對(duì)美國多所高校雨洪管理規(guī)劃文件中的非結(jié)構(gòu)措施內(nèi)容進(jìn)行研究,以期為我國高校雨洪管理非結(jié)構(gòu)性措施的應(yīng)用提供參考借鑒,積極推動(dòng)校園雨洪管理理念從 “結(jié)構(gòu)性措施為主”到“非結(jié)構(gòu)性措施和結(jié)構(gòu)性措施并行”的轉(zhuǎn)變。
表1 加州大學(xué)圣地亞哥分校最小控制方法背景下的具體策略
最小控制方法 (Minimum Control Measures)是美國環(huán)保署(EPA)國家污染物排放許可 (National Pollutant Discharge Elimination System,NPDES)項(xiàng)目下的產(chǎn)物。該項(xiàng)目在1990年制定了針對(duì)城市分流制雨水系統(tǒng)(Municipal Separate Storm Sewer Systems,MS4)的雨水排放規(guī)范。該規(guī)范的實(shí)施分兩個(gè)階段,第一個(gè)階段的監(jiān)管對(duì)象適用于服務(wù)人口超過10萬人的城市。第二個(gè)階段于1999年實(shí)施,適用于人口不足10萬人的小型城市建成區(qū)。對(duì)于高校來說,其同樣需要獲得MS4第二階段所要求的雨水排放許可。同時(shí)美國實(shí)施了日最大允許負(fù)荷(Total Maximum Daily Loads,TMDL)計(jì)劃,該計(jì)劃指的是某一特定污染物可以排入水體而保證水體仍能滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的最大可允許負(fù)荷量。結(jié)合該計(jì)劃,如果高校所在的城市或流域制定了相關(guān)的TMDL計(jì)劃,則高校需要結(jié)合自身情況承擔(dān)相應(yīng)的雨水徑流量和污染削減任務(wù)。而最小控制方法的實(shí)施則是高校實(shí)現(xiàn)有效雨洪管理的重要組成部分。MS4規(guī)范要求高校制定包括最佳管理實(shí)踐(Best Management Practices,BMP) 的雨洪管理項(xiàng)目或規(guī)劃,并涵蓋6個(gè)有具體衡量目標(biāo)的最小控制方法。分別為:方法1——對(duì)于雨水影響的公共教育和外聯(lián)(Public education and outreach on storm water impacts)、方法2——公共參與(Public involvement and participation)、方法3——污染物違法排放的識(shí)別和消除(Illicit discharge detection and elimination)、方法4——施工場地雨水徑流控制 (Construction site stormwater runoff control)、方法5——施工后新建和改建項(xiàng)目的雨水管理(Post construction storm water management in new development and redevelopment)、方法6——市政運(yùn)作中的污染預(yù)防或良好的內(nèi)務(wù)管理(Pollution prevention/good housekeeping for municipal operations)。每個(gè)方法又包括具體、可衡量的階段性目標(biāo)和實(shí)施內(nèi)容。最小控制方法可以視為一個(gè)大的雨洪管理框架,不同高校可在這個(gè)大框架下結(jié)合自身情況和問題制定有針對(duì)性的雨洪管理規(guī)劃內(nèi)容。
以加州大學(xué)圣地亞哥分校2016年修編的雨洪管理規(guī)劃為例,該校結(jié)合自身實(shí)際情況,在具體目標(biāo)下制定了相應(yīng)的最小控制方法策略,以確保每個(gè)策略都具有針對(duì)性和可操作性(見表1)。可以看出,加州大學(xué)圣地亞哥分校的最小控制方法策略很好地遵循了所在州、地方政府的雨水管理要求,也與校園本身制定的一系列政策體系保持一致,如校園設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、校園雨水徑流污染防治計(jì)劃等,這些內(nèi)容和要求均在其校園網(wǎng)站公開展示,有利于公眾監(jiān)督和雨水教育的開展。同時(shí),其策略的制定很大程度上立足校園建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際情況,并且定期開展的項(xiàng)目審核制度也能夠保證建設(shè)項(xiàng)目對(duì)雨水徑流控制的有效實(shí)施。
美國環(huán)保署(EPA)在2012年發(fā)起全美一年一度的高校競賽(Campus Rainworks Challenge)項(xiàng)目,項(xiàng)目針對(duì)高校本科生和研究生,旨在通過競賽設(shè)計(jì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施來對(duì)校園進(jìn)行有效的雨洪管理,以減少雨水徑流污染,增強(qiáng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)性。比賽主要分為理論和實(shí)踐兩大部分,前者主要是對(duì)校園整體環(huán)境的雨洪管理規(guī)劃設(shè)計(jì),后者則是對(duì)校園特定地點(diǎn)開展的具體設(shè)計(jì)。這些獲獎(jiǎng)作品既具有一定的理論創(chuàng)新性,又具有實(shí)踐意義,并且能夠促進(jìn)所在校園雨洪管理的發(fā)展。如2017年實(shí)踐類項(xiàng)目第一名由伊利諾伊香檳分校的Jessica Wiegand等13名多學(xué)科背景的學(xué)生獲得,該團(tuán)隊(duì)在分析了校園潛在的洪水區(qū)域后,選擇了一塊停車場區(qū)域作為改造對(duì)象,通過多種綠色基礎(chǔ)設(shè)施(如雨水花園、綠色屋頂、多孔路面等)的科學(xué)布局和設(shè)計(jì),豐富了場地的鄉(xiāng)土植物多樣性,并將停車場改造為一個(gè)具有生態(tài)、社會(huì)、美學(xué)等綜合價(jià)值的場地。
為了保障校園環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,很多美國高校都提出了校園設(shè)計(jì)原則或?qū)t,這些內(nèi)容中也涉及雨洪管理內(nèi)容,并指明了校園雨洪管理的大方向和基本目標(biāo)。如普林斯頓大學(xué)在2008年提出水量平衡、生態(tài)水文學(xué)、低影響開發(fā)、綜合管理技術(shù)措施、仿生學(xué)和節(jié)水技術(shù)六大雨洪管理設(shè)計(jì)原則。水量平衡可以從宏觀上保證自然徑流和維持流域健康;生態(tài)水文學(xué)則是通過預(yù)防水文循環(huán)的變化來維持水量平衡;低影響開發(fā)通過模擬開發(fā)前的水量平衡來最小化開發(fā)所帶來的不利影響和干擾,如雨水與景觀的整合,保護(hù)敏感區(qū)域(河岸緩沖區(qū)、濕地、陡坡、洪泛平原、有滲透性土壤和成熟樹木的地區(qū)等);綜合管理技術(shù)措施則強(qiáng)調(diào)在具體場地上實(shí)用的、具有成本效益的景觀設(shè)施上的雨洪管理,而不是傳統(tǒng)的、末端管道上的雨洪管理;仿生學(xué)將自然系統(tǒng)重新引入項(xiàng)目環(huán)境中,重新思考工程師的傳統(tǒng)“干預(yù)”對(duì)開發(fā)的響應(yīng),其采用自然的原則,而不是結(jié)構(gòu)化或工程化的解決方案來管理雨水;節(jié)水技術(shù)整體上降低了項(xiàng)目的水資源消費(fèi),從而減少了對(duì)供水和水處理的需求,以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)性發(fā)展。
為響應(yīng)美國各級(jí)政府較為完善的雨洪管理規(guī)范體系,很多美國高校也制定了校園范圍內(nèi)的雨洪管理手冊(cè)或設(shè)計(jì)/施工標(biāo)準(zhǔn)等,這對(duì)于校園內(nèi)的雨洪管理實(shí)踐具有很強(qiáng)的針對(duì)性和指導(dǎo)性。如北卡羅萊納州立大學(xué)2014年修訂的《雨水開發(fā)手冊(cè)》為該校范圍內(nèi)實(shí)施的項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員、承包商提供具體的雨洪管理要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),確保具體項(xiàng)目建設(shè)符合校園制定的雨洪管理總體目標(biāo);該手冊(cè)內(nèi)容豐富,涉及各級(jí)政府規(guī)范要求和具體設(shè)計(jì)指導(dǎo),包括引言、設(shè)計(jì)前指導(dǎo)、濱岸緩沖帶要求、清潔水法法案第401/404條許可、洪水易發(fā)區(qū)要求、侵蝕和沉積物控制許可、營養(yǎng)調(diào)控要求、施工后控制要求、雨水BMP設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃提交要求、大學(xué)規(guī)劃的審查和批準(zhǔn)、施工期間的要求等。
美國校園開展有效的雨洪管理活動(dòng)離不開科學(xué)有效的組織保障。很多高校都成立了校級(jí)雨洪管理機(jī)構(gòu),便于校園各項(xiàng)雨洪管理措施的實(shí)施和監(jiān)督。一般是成立專門的委員會(huì)、小組或辦公室,其成員來自于校園各方的利益相關(guān)者,共同處理雨洪管理相關(guān)事務(wù);也有的是由學(xué)校相關(guān)機(jī)構(gòu)或外聘專業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)公司進(jìn)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)與編制工作。如亞利桑那州立大學(xué)成立了雨水污染防治小組,負(fù)責(zé)開發(fā)、實(shí)施和修訂校園雨洪管理規(guī)劃,團(tuán)隊(duì)成員由熟悉該校運(yùn)營和管理的相關(guān)利益組成人員構(gòu)成,其職責(zé)包括校園雨洪管理行為的實(shí)施、設(shè)施維護(hù)、記錄保存、提交報(bào)告、執(zhí)行檢查、員工培訓(xùn)、年度合規(guī)性評(píng)估等。同時(shí),校園風(fēng)險(xiǎn)管理服務(wù)部門(Risk Management Services,RMS) 全程對(duì)該校雨洪管理規(guī)劃編制和最佳管理實(shí)踐(Best Management Practice,BMP)的實(shí)施進(jìn)行協(xié)調(diào)和監(jiān)督。
從非結(jié)構(gòu)性措施層面來看,美國高校主要是對(duì)校園中可能造成雨水徑流污染的源頭和行為進(jìn)行管理和規(guī)范,同時(shí)注重增強(qiáng)高校師生和其他工作人員的雨水污染預(yù)防意識(shí)等。
美國高校源頭管理的措施內(nèi)容十分豐富,因?qū)W校和環(huán)境不同而有一定的差異。該類措施的實(shí)施有助于減少高校校園雨水徑流及其污染物的產(chǎn)生,從而減少了建設(shè)相關(guān)雨水基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模和成本。如加州大學(xué)圣地亞哥分校在2014年編寫的 《雨水污染預(yù)防源頭控制BMP手冊(cè)》中將其校園中可能會(huì)產(chǎn)生雨水徑流污染的實(shí)踐分為戶外作業(yè)和存儲(chǔ)區(qū)管理,車輛、設(shè)備和船只管理,材料和廢物管理,設(shè)施和地面管理等部分,每個(gè)部分又分為若干細(xì)小措施和具體說明(關(guān)注污染物、目的、應(yīng)用、實(shí)踐、維護(hù)、培訓(xùn)等)。如設(shè)施和地面管理部分包括雨水傳輸系統(tǒng)管理、景觀管理(灌溉徑流、侵蝕和垃圾綠色處理)、地面清掃、消防噴灑和消防栓測試、戶外涂裝和噴砂、非雨水排放/旱天流量、害蟲綜合治理、停車場和存儲(chǔ)區(qū)管理、建筑維護(hù)和改造、設(shè)備維護(hù)(如鍋爐、冷凝排水管道、排水槽)、水池和噴泉等水景。在雨水傳輸系統(tǒng)管理中提出要避免污染物(如垃圾、碎片、油脂)進(jìn)入該系統(tǒng)(雨水口、暗渠等),可以采取在雨水口附近做 “禁止傾倒”標(biāo)記,確保相關(guān)人員意識(shí)到只有雨水才可以進(jìn)入暴雨下水溝,夏天雨季來臨前做好雨水口附近的清潔工作,清潔過程中收集的垃圾要及時(shí)存儲(chǔ),舉報(bào)傾倒垃圾或非雨水流到雨水口的行為,不要把機(jī)器、設(shè)備或車輛停放在雨水口附近。
美國高校雨洪管理課程的開設(shè)與國家污染物排放許可制度體系要求和工程實(shí)踐中對(duì)水環(huán)境保護(hù)的重視程度密切相關(guān)。前者要求美國高校必須編制雨水污染防治規(guī)劃文件(Stormwater Pollution Prevention Plan,SPPP),其中就包括公共教育和培訓(xùn)項(xiàng)目,后者則要求工程建設(shè)領(lǐng)域相關(guān)從業(yè)人員(如風(fēng)景園林師)具備合格的雨洪管理知識(shí)和技能。鑒于此,美國很多設(shè)置風(fēng)景園林專業(yè)的高校都開設(shè)了雨洪管理的相關(guān)課程,這些課程連同研討會(huì)、講座、場地考察、實(shí)驗(yàn)研究等一起構(gòu)成了豐富多樣的雨洪管理課程體系。
如路易斯安那州立大學(xué)在本科和研究生階段都開設(shè)了相關(guān)課程,本科課程包括景觀技術(shù)Ⅰ(土地設(shè)計(jì))、Ⅱ(場地規(guī)劃與設(shè)計(jì))、Ⅲ(土地平整:排水和道路)三門課程,研究生課程包括生態(tài)學(xué)和技術(shù)Ⅰ、水系統(tǒng)、生態(tài)學(xué)和技術(shù)Ⅲ三門課程。以水系統(tǒng)課程為例,該課程作為實(shí)踐性課程,每年的設(shè)計(jì)主題都不同,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合具體實(shí)踐案例開展深入研究,將所學(xué)到的雨洪管理理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合。通過閱讀研討、場地考察、模型制作與分析、公眾交流、方案設(shè)計(jì)與匯報(bào)等多種方式,強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析、獨(dú)立思考和決策能力的培養(yǎng),并最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生解決工程實(shí)踐中雨洪管理問題的能力。
校園雨洪管理相關(guān)網(wǎng)站既是展示學(xué)校形象的窗口,又是雨洪管理資源的寶庫,在師生交流、學(xué)習(xí)、開展外聯(lián)與合作等方面有著重要意義。很多美國高校都依托校園下屬行政或科研機(jī)構(gòu)等建立了校園雨洪管理的專門網(wǎng)站,便于學(xué)校雨洪管理的宣傳、網(wǎng)絡(luò)教育與培訓(xùn)等。如環(huán)境健康與安全部門作為美國高校常見的負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)和人身安全防護(hù)的校級(jí)部門,行使著校園政策制定與監(jiān)督等職能。東田納西州立大學(xué)在其環(huán)境健康與安全部門二級(jí)網(wǎng)站下專門開辟了雨洪管理欄目,對(duì)該校的雨洪管理資源進(jìn)行了詳細(xì)匯總,其雨洪管理網(wǎng)站內(nèi)容包括概述、該校編制雨洪管理規(guī)劃的原因、雨水徑流及其所造成的問題、雨洪管理和改善雨水徑流質(zhì)量、該校良好的內(nèi)務(wù)管理實(shí)踐案例、校園及其所在州和聯(lián)邦的雨水相關(guān)資源鏈接等內(nèi)容。其中在校園雨水資源鏈接中可以看到,該校制定了雨水污染規(guī)劃、非法排放識(shí)別和消除、泄漏的預(yù)防和控制及三個(gè)政策與對(duì)策專項(xiàng)文件。第一個(gè)文件針對(duì)校園車輛維修、娛樂活動(dòng)和設(shè)施管理操作中的雨水污染防治問題;第二個(gè)文件旨在防止污染物進(jìn)入校園雨水系統(tǒng),對(duì)于發(fā)現(xiàn)的任何可疑的非法排放,校園師生和職員都可以通過觀察立即報(bào)告,包括允許排放的內(nèi)容、非法排放的類型和報(bào)告的方法等;第三個(gè)文件則是確保校園建設(shè)項(xiàng)目承包商和相關(guān)人員在設(shè)備、材料使用和工程實(shí)踐中制定相關(guān)泄露控制計(jì)劃和對(duì)策,并且每年定期參與培訓(xùn),最大程度減少校園內(nèi)的非法排放。總之,該校雨洪管理網(wǎng)站的頁面簡單明了,旨在提供相關(guān)雨水管理規(guī)范、校園雨水管理實(shí)踐和防止校園雨水徑流污染的相關(guān)信息,具有很強(qiáng)的實(shí)用性和宣傳意義。
美國高校的雨洪管理經(jīng)驗(yàn)表明,建設(shè)海綿校園需要結(jié)構(gòu)性措施和非結(jié)構(gòu)性措施并重。其非結(jié)構(gòu)性措施體現(xiàn)了源頭控制、自然和生態(tài)性、非工程方法三大特性,這些舉措對(duì)校園規(guī)劃設(shè)計(jì)階段或景觀更新階段的雨洪管理都發(fā)揮著建設(shè)性的作用。
當(dāng)前,我國高校海綿校園建設(shè)方興未艾,但大多以單一項(xiàng)目的方式進(jìn)行,并且對(duì)非結(jié)構(gòu)性措施的重視程度不夠。立足我國高校校情,在借鑒美國高校在雨洪管理政策和制度、組織管理、公眾教育、宣傳等方面成果的基礎(chǔ)上,探索出適合我國海綿校園建設(shè)的非結(jié)構(gòu)措施體系,對(duì)于充分發(fā)揮我國海綿校園工程性措施的作用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。