孫秀鋒

秦 華

盧雯韜

21世紀初，全球城市人口首次超過農(nóng)村人口[1-2]，2011年中國城市化水平突破50%[3]。過去30年，我國城市的快速增長對城市及周邊的受納水體及其生態(tài)價值產(chǎn)生了嚴重影響，世界各國的城市同樣也面臨這一問題的挑戰(zhàn)[4-5]，而氣候變化使這一問題更加復雜[6]。作為應對，許多國家已從理論和實踐層面開展了城市雨洪管理[7]，我國也在《住房和城鄉(xiāng)建設部城市建設司2014年工作要點》中明確要大力推行低影響開發(fā)建設模式，加快研究建設海綿型城市的政策措施[8]，并相繼于2014年9月及2015年4月公布海綿城市建設技術指南和確定海綿城市建設試點名單。

當前“海綿城市”已成為我國城市雨洪管理及風景園林領域的研究熱點[8-9]，如在海綿城市的內(nèi)涵及建設途徑[10]、跨學科協(xié)作[11]、綠地系統(tǒng)規(guī)劃響應[12]、技術構(gòu)建[13]、綠地優(yōu)化設計[14]、風景園林規(guī)劃與設計[15-16]和風景園林教育[17]等方面都已得出大量研究成果。然而也存在諸多問題，一方面是將海綿城市的功能和適用范疇或忽視，或擴大，即存在其“萬能論”與“無用論”2種認識，另一方面是將海綿城市的建設內(nèi)容局限于低影響開發(fā)分散式設施，忽視如多功能調(diào)蓄公園、污染控制等綜合方案和設施的建設[18-19]。

澳大利亞淡水資源匱乏，但在氣候變化及城市擴張的背景下，大多數(shù)城市也面臨著雨洪威脅，作為應對，其水敏城市設計(Water Sensitive Urban Design，WSUD)研究與應用走在世界前列。國內(nèi)已有學者對WSUD如何應用于我國的城市水管理領域進行研究[20-22]，但仍缺少從歷史演進視角對WSUD的解析及經(jīng)驗介紹。本文在幾個相關概念對比的基礎上，通過解析澳大利亞WSUD演進過程，分析其成功經(jīng)驗及前沿趨勢，以期為我國當前海綿城市建設及低影響開發(fā)的景觀規(guī)劃設計以啟示與借鑒。

1 “WSUD”與“海綿城市”內(nèi)涵的一致性

目前國際上具有代表性的現(xiàn)代雨洪管理體系有美國的最佳管理措施(BMPs)、低影響開發(fā)(LID)、綠色基礎設施(GI)、雨洪管理措施(SCMs)，英國的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)，以及澳大利亞的水敏感性城市設計(WSUD)等[5，7]。在概念上或強調(diào)技術描述(如SCMs)，或強調(diào)基本準則(如LID、WSUD)，但都建立在2個原則之上，一是使流態(tài)盡可能地接近自然水平或符合環(huán)境目標，二是減少污染和改善水質(zhì)[5]。正因如此，它們在適用特性和聚焦問題2個維度上具有顯著的重疊性(圖1)。

盡管以上概念的內(nèi)涵具有動態(tài)性[5，23]，但綜合比較來看，“WSUD”與“海綿城市”的內(nèi)涵重疊度最高。WSUD被表述為“旨在減少城市發(fā)展對周圍環(huán)境水文影響的城市規(guī)劃和設計的哲學方法”[24]，強調(diào)在整個城市水循環(huán)的綜合框架內(nèi)考慮雨洪管理問題[25]。而海綿城市是指“城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的‘ 彈性’”[26]。通過對《海綿城市建設技術指南》及相關學者對海綿城市內(nèi)涵、應用尺度和技術途徑等的解讀[8，11，13，27]，并和上述概念在適用特性和應用范圍2個維度上進行比較，可以發(fā)現(xiàn)海綿城市與WSUD在內(nèi)涵及外延上有很高的重疊度，一些學者也明確表達了這一觀點[27]。因此，對WSUD成功經(jīng)驗的總結(jié)將會給海綿城市建設以借鑒。

2 澳大利亞城市水管理目標的轉(zhuǎn)型

“水敏城市”表述的是城市水管理目標，“WSUD”描述的是目標的實現(xiàn)途徑與過程[28]?！八舫鞘小蹦繕说男纬杀厝簧婕八芾碚J知上的變化[2]，并最終導致和影響了WSUD的產(chǎn)生和實踐[1]。因此為了能更加清晰地解析WSUD的演進，有必要進行澳大利亞城市水管理目標轉(zhuǎn)型分析。

根據(jù)Brown等的研究[2，28]，可以將澳大利亞水管理目標轉(zhuǎn)型分為以下6個階段(圖2)。1)供水城市。19世紀初，澳大利亞城市水管理目標是保障城市人口的供水安全，表現(xiàn)為城市集中式供水的規(guī)劃、建設和管理，整個社會認同由政府向城市人口提供廉價和無限量使用的淡水。2)排污城市。19世紀中晚期，西方社會的疫情暴發(fā)催生了雨污分流，城市污水通過網(wǎng)狀的污水排放系統(tǒng)被快速排放到受納水體中，社會認同通過該系統(tǒng)保護公眾健康。3)排水城市。20世紀中期，經(jīng)濟復蘇后基礎設施投入提高，排水管線被埋在地下，而地表河道則被渠化，其景觀價值被忽視。4)水路城市。由于前期的“水社會共識”中沒有為地表水的環(huán)境價值買單，導致20世紀70年代的水資源被污染和過度利用，隨著民眾對環(huán)境舒適度需求的提高，地表水逐步被認為具有重要的視覺和娛樂功能并被納入城市規(guī)劃。5)水循環(huán)城市。傳統(tǒng)水資源對城市人口增長表現(xiàn)出的有限性，以及地表徑流對污染物消解的有限性共同促使水循環(huán)城市目標的產(chǎn)生，目前這一概念基本上仍停留在學術層面，研究人員仍在不斷通過積極對話和實踐尋求實現(xiàn)綜合水循環(huán)城市的方法。6)水敏城市。這一目標具有極大吸引力，但需要從認知、規(guī)范、管理等層面徹底改變，綜合環(huán)境修復與保護、供水安全、防洪、公眾健康、環(huán)境舒適、宜居和經(jīng)濟可持續(xù)等諸多方面。雖然目前沒有關于水敏城市的實例，但為城市水管理明確了目標，促使WSUD的發(fā)生與發(fā)展。

圖1 相關概念比較(根據(jù)參考文獻[5]改繪)

圖2 澳大利亞城市水管理目標轉(zhuǎn)型[2]

這一過程可以為我國當下城市水管理目標設定以啟示，同時有助于認清當前城市水管理所處階段的屬性、明確城市水管理變革所需，也能對不同城市的水管理目標轉(zhuǎn)型進展進行橫向比較。

3 WSUD內(nèi)涵及其應用演進

3.1 WSUD的內(nèi)涵解析

WSUD于1994年被首次提出[29]，但早在20世紀60年代就已出現(xiàn)尋求變革的探索，對待雨洪“眼不見，心不煩”的態(tài)度[30]，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殛P注受納水域的生態(tài)等多方面效益(圖3)。如今WSUD被看作是城市設計范式的轉(zhuǎn)變，積極主動地把水管理的多種目標納入城市規(guī)劃及工程實踐的全過程，并承認城市設計、景觀和雨洪管理之間的內(nèi)在聯(lián)系[30]。

WSUD可以被定義為綜合考慮供水、污水、雨水、地下水管理和城市設計與環(huán)境保護的城市水循環(huán)綜合設計，總體目標包括[31]：應用高效水設備及裝置，從供需兩方面進行水管理以減少飲用水需求；盡量減少廢水的產(chǎn)生，同時通過廢水處理以回用或使其達到排放標準；處理雨水以再利用或使其達到排放水質(zhì)目標；恢復或保持流域的自然水文特征；通過對前2個目標的管理提高水路健康；提升美學價值，建立與居民的聯(lián)系；通過優(yōu)化利用水資源，最大限度地提升水資源自給率。在總體目標導向下，具體項目還需要明確設定可達的性能目標，這些性能目標需要從水供給、水量、水質(zhì)、環(huán)境舒適和功能5個方面進行分解設定。圖4為一個常規(guī)WSUD項目的目標集。

圖3 城市排水管理的復雜性日益增長[5，29]

圖4 WSUD具體目標集設定[31]

WSUD實施過程中將水循環(huán)管理納入從戰(zhàn)略規(guī)劃、概念規(guī)劃到詳細設計的城市發(fā)展的各個階段，并恰當?shù)鼐C合應用最佳規(guī)劃實踐(BPPs)和最佳管理措施(BMPs)(圖5)。BPP是指WSUD中的場地評估和規(guī)劃部分，而BMP是設計中用于實現(xiàn)WSUD目標的包括與雨洪有關的防范、收集、處理、轉(zhuǎn)運、儲存及再利用等要素，其中又包括非工程性措施和工程性措施[32]。

3.2 WSUD的發(fā)展演進

WSUD的演進可分為萌芽、產(chǎn)生、示范和應用4個階段[33]。該過程符合一般社會技術轉(zhuǎn)型路徑規(guī)律，可以從社會技術情勢、社會技術體制以及具體技術革新3個維度進行解析(圖6)?？傮w來說，宏觀情勢的發(fā)展對社會技術體制產(chǎn)生變革壓力，致使體制為技術革新提供機會窗口；研究人員在上述影響下進行技術革新，不同技術在主流設計領域逐步整合、穩(wěn)定，隨著內(nèi)部動能的增加，逐步向上反饋并影響社會技術體制，最終導致社會技術體制變革重組，形成新的技術范式，具體如下。

1)萌芽階段：在20世紀60年代世界環(huán)境運動背景下，早在“排水城市”階段就有了WSUD萌芽。在外部情勢方面，發(fā)生了諸如“抵制排污口行動”等事件；在中觀層面形成反饋，如1972年設立環(huán)保署等；具體技術領域也有所行動，如聯(lián)邦科工組織(CSIRO)開展了如污水濕地等方面的研究。這些都為WSUD的產(chǎn)生奠定了基礎。2)產(chǎn)生階段：該階段是WSUD概念提出及知識體系構(gòu)建階段，在外緣環(huán)境及具體技術革新的雙重作用下，社會技術體制層面形成強烈反饋，如組建流域水文合作研究中心(CRCCH)等，并使城市水務部門重組，在技術領域形成如污染物捕獲技術、濕地“軟工程”處置技術等。該階段WSUD主要是在聯(lián)邦或州計劃和項目的資助下，應用在展示性住宅及小規(guī)模社區(qū)當中[6]，如菲格特里(Figtree Place)項目[34]。3)示范階段：該階段以應用示范為特征，上一階段的技術革新逐步穩(wěn)固，加之90年代的干旱事件及全球氣候變化關注度的提升觸發(fā)了社會技術體制的變革及重組[6]，如形成跨機構(gòu)的雨洪委員會等，完成了一系列雨洪管理規(guī)劃，并出版了系列雨洪管理指南，同時也促進了微觀層面的替代水源技術革新。示范項目主要應用在一些特定的開發(fā)項目上，由學術研究機構(gòu)協(xié)同各州行政機構(gòu)負責實施，一般由州和市級補貼并最終進入商業(yè)領域[33]。當然也有規(guī)模較大的地產(chǎn)項目，如維州的林布魯克地產(chǎn)(Lynbrook Estate)示范項目[24]。4)應用階段：2000年后在技術創(chuàng)新、集成及體制重構(gòu)的背景下，WSUD進入應用階段。該階段技術的規(guī)范性得到提升，并依次出版了系列規(guī)劃導則及規(guī)范；能力建設方面，CRCCH開發(fā)了WSUD分析評估模型工具(Model for Urban Stormwater Improvement Conceptualization，MUSIC)。該階段一般應用在環(huán)境敏感地區(qū)新開發(fā)項目或州及地方當局指定區(qū)域的項目中，通常情況下由開發(fā)商聯(lián)合專家顧問實施，項目進行商業(yè)化運作，如南澳州的莫森湖(Mawson Lakes)社區(qū)項目。

盡管澳大利亞的WSUD已經(jīng)進入應用階段，但它的推廣依然被認為進展緩慢且實施較分散[35]，澳大利亞的水管理也僅僅處在“水路城市”階段，如何進一步實現(xiàn)向“水循環(huán)城市”甚至“水敏城市”目標的跨越，仍需要WSUD的不斷發(fā)展與完善。

圖5 WSUD實施步驟[24，30-31]

圖6 WSUD演進路徑及階段(根據(jù)參考文獻[6，36-37]改繪)

4 WSUD演進及前沿領域?qū)ξ覈＞d城市建設的啟示

我國海綿城市的建設還處在起步階段，通過分析WSUD演進及前沿趨勢，得出以下5點啟示。

4.1 通過制度建設及行政措施，推進城市水管理及海綿城市建設

澳大利亞城市水管理目標及WSUD演進很大程度上得益于對制度障礙的跨越。眾多學者認識到管理破碎化、行政惰性和缺乏對WSUD的支持等是其推廣實施的最大障礙[6，35]，由此開展了一系列制度建設研究[2]。此外，行政措施是另一個重要推手，如在某些州WSUD是特定規(guī)模和類型開發(fā)項目的必選項或規(guī)劃方案的法定組成部分[31，35]，布里斯班則指定WSUD是土地開發(fā)的首選項[38]。在我國，雖然也從行政的角度對推進海綿城市建設提出了指導意見[39]，要求全國各城市新區(qū)、各類園區(qū)等要全面落實海綿城市建設要求，但行政手段仍需要制度建設的保障，需要將城市尺度的自然、經(jīng)濟和社會等方面的相互作用納入整體視野，建立符合國情和具備效果的管理體制，以突破管理上的破碎化，構(gòu)建低影響開發(fā)建設的長效機制。

4.2 加強海綿城市設計的科學依據(jù)研究

澳大利亞有許多機構(gòu)為WSUD提供技術支持[38]，開展了多方面研究，如雨洪儲存設計中水生植被養(yǎng)護及審美效應問題[40]、濕地和池塘的形狀與水力效率關系等[41]，再如應用CRCCH開發(fā)的“MUSIC”，即在規(guī)劃圖上應用雨洪處置策略并布置雨洪處置序列，系統(tǒng)將會模擬出因規(guī)劃設計變化而產(chǎn)生的水質(zhì)和水文變化，以便預測改善程度進而優(yōu)化方案[38]，為政策與雨水水質(zhì)處理技術相結(jié)合提供了量化基礎。而目前在我國海綿城市建設中還缺乏數(shù)量化分析，尤其是缺乏適用于不同場地及降雨條件下的海綿城市措施數(shù)量化分析工具。

4.3 通過項目實施后跟蹤監(jiān)測與效益評價改進海綿城市設計

通過項目實施后跟蹤監(jiān)測和效益評價加強設計研究，是澳大利亞WSUD不斷演進的另一重要因素。如不同WSUD技術對雨洪凈化效果的比較[42]、不同粒徑砂濾裝置對雨洪污染的去除效果[43]、WSUD能源消耗的影響評價[44]、設計目標與監(jiān)測目標的比較[45]，以及傳統(tǒng)技術與WSUD成本的比較等[32]，為WSUD改進與優(yōu)化提供了科學依據(jù)[34]。這種反饋與改進機制值得借鑒，特別是在我國不同自然地理區(qū)降雨模式及下墊面條件差別很大的情況下，更需要通過項目跟蹤監(jiān)測與評價來構(gòu)建有針對性的、適用于不同城市的海綿城市技術。

4.4 強化示范項目，推廣應用海綿城市技術

通過示范項目來推廣WSUD技術，最知名的莫過于墨爾本的林布魯克地產(chǎn)(Lynbrook Estate)示范項目[24]，該項目由工程(顧問公司)、風景園林(墨菲設計集團)和研究機構(gòu)(CRCCH)三方聯(lián)合實施，如今已經(jīng)運行了近20年(圖7、8)，雨洪處置設施及景觀效果依然良好，成為各方有效合作的典范，也為WSUD商業(yè)化應用帶來了巨大的推動效應。反觀我國海綿城市建設中，雖然也總結(jié)了一些經(jīng)驗[46]，但迄今為止還沒有形成一個具有全國影響力的示范項目，甚至項目周邊的公眾對其效益及功能也并不了解[47]。海綿城市建設應該是城市甚至超越城市尺度的百年工程、千年工程，需要通過示范工程全方位推廣與認同，并向市場化應用階段轉(zhuǎn)化。

4.5 重視雨洪處置序列的合理組織

局限于分散式設施而忽視綜合方案是我國當前海綿城市建設存在的一大問題[18-19]。研究表明排水鏈接性質(zhì)對洪峰增加[48]和水質(zhì)污染有重要影響[49]，因此WSUD始終把每個雨洪處置措施當作處置序列(treatment train)整體的一部分看待[50]，并將雨洪處置技術以序列的形式融入景觀[45]，這種方式已被證明在雨洪水質(zhì)改善及消減洪水方面非常有效[51]。鑒于我國當前海綿城市中存在的問題，這一點尤其值得借鑒，需要從源頭、過程、受納水體整個序列中綜合布局處置措施，真正提升海綿城市建設的效益。

5 結(jié)語

澳大利亞從國家層面制定水敏城市的相關法規(guī)和設計指導，在該框架下各個城市根據(jù)各自情況制定管理細則和設計導則并不斷優(yōu)化[52]，經(jīng)過60余年的發(fā)展形成了各具特色的水敏城市，如作為城市雨洪管理世界領軍城市的墨爾本，基本建立了雨水、地下水、飲用水、污水及再生水的全水環(huán)節(jié)管理體系[53]。但在肯定其成就的同時也必須看到，澳大利亞作為西方發(fā)達國家，高密度開發(fā)的中心區(qū)規(guī)模不大，其實現(xiàn)WSUD較我國城市更具有利條件[54]。同時由于其較低的居住密度，在家庭雨水回收利用方面也具有先天優(yōu)勢。

因此，借鑒澳大利亞水敏城市的建設經(jīng)驗，不能機械地應用其導則，即使在澳大利亞本土也需要因地制宜。同時必須看到，海綿城市建設是一個系統(tǒng)工程，涉及法規(guī)條例、工程技術、管理體制、學科合作、觀念轉(zhuǎn)變和相關利益者平衡等諸多方面。從建設目標來講，應該兼顧水安全、水環(huán)境、水資源和水生態(tài)四大目標的實現(xiàn)[53]。因此，在我國海綿城市建設理論和方法的探索及實踐過程中，仍須鑒別發(fā)達國家城市雨洪管理中的可取之處，加強多學科的交叉和融合研究，才能真正實現(xiàn)海綿城市建設的目標。

圖7 林布魯克地產(chǎn)WSUD示范項目2000年景觀效果[24]

圖8 林布魯克地產(chǎn)WSUD示范項目2017年景觀效果