張鶯礫 袁 媛

(吉首大學(xué)，湖南 張家界 427000)

0 引言

面對(duì)嚴(yán)峻的城市水問題，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)關(guān)于城市空間規(guī)劃導(dǎo)向和處理城市洪澇災(zāi)害的新理念。綠色基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)與城市生態(tài)和綠色空間有關(guān)的術(shù)語(yǔ)，致力于通過構(gòu)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施框架來打破傳統(tǒng)雨洪管理和生態(tài)保護(hù)的局限性，最終完成生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三者的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展[1]。目前在國(guó)內(nèi)，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)踐方面尚且有所欠缺，然而中國(guó)城市的洪澇災(zāi)害問題已經(jīng)愈演愈烈，急需運(yùn)用更加綠色生態(tài)的手段來緩解城市所面臨的巨大壓力。文中將用層次分析法探究綠色基礎(chǔ)設(shè)施在城市雨洪管理中的效益。

1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施概況

1999年，美國(guó)保護(hù)基金會(huì)和農(nóng)業(yè)部森林管理局組織的“GI工作組”率先提出了綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念，該小組將綠色基礎(chǔ)設(shè)施定義為“自然生命支撐系統(tǒng)”，即一個(gè)由水道、綠道、濕地、公園、森林、農(nóng)場(chǎng)和其他保護(hù)區(qū)域等組成的維護(hù)生態(tài)環(huán)境與提高人民生活質(zhì)量的相互連接的網(wǎng)絡(luò)[2,3]?！眹?guó)外在將綠色基礎(chǔ)設(shè)施用于城市雨洪管理上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。例如美國(guó)德克薩斯州休斯頓市在居住區(qū)的閑置土地上進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以消除雨水對(duì)社區(qū)居民的困擾。費(fèi)城將綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合來達(dá)到城市水資源可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。加拿大魁北克市與溫哥華市也將綠色基礎(chǔ)設(shè)施的投入作為解決城市雨洪問題的手段之一[4]。

2009年年初，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念由同濟(jì)大學(xué)吳偉教授和付喜娥博士首次引入我國(guó)，隨后學(xué)術(shù)界對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念、內(nèi)涵和意義進(jìn)行了深入的討論[5]。2017年住建部將《綠色基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與施工》編制列入工作計(jì)劃，這項(xiàng)工作將為綠色基礎(chǔ)設(shè)施由理論轉(zhuǎn)為實(shí)踐和海綿城市的建設(shè)提供了技術(shù)上的支持[6]。俞孔堅(jiān)教授在2018年提出發(fā)展建設(shè)城市雨水管理系統(tǒng)，涵養(yǎng)水源，通過完善綠色基礎(chǔ)設(shè)施體系，來提高城市韌性，建設(shè)生態(tài)城市[7,8]。

2 廣東省橫琴島雨洪管理體系探究

2.1 橫琴島概況及數(shù)據(jù)來源

橫琴島位于中國(guó)廣東省珠海市香洲區(qū)橫琴鎮(zhèn)，南北長(zhǎng)8.6 km，東西寬7 km，海島岸線76 km，島上可供開發(fā)土地面積約60 km2。橫琴島四面環(huán)水，氣候溫和，原始植被保存完好[10]。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為一種多功能，多尺度，多特征的自然景觀設(shè)施，在橫琴島項(xiàng)目中，其應(yīng)用形式有許多種，依據(jù)《橫琴總體發(fā)展規(guī)劃》選取其中最具有代表性的五種方式即：綠色屋頂、雨水花園、滲透塘、人工濕地、綠色街道。通過運(yùn)用層次分析法(Analytic Hierarchy Process)對(duì)他們?cè)跈M琴島雨洪管理中具體發(fā)揮的功能進(jìn)行比較剖析。

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

海綿城市應(yīng)具有以下特點(diǎn)：合理利用雨洪資源，減輕城市防洪壓力、改善城市水環(huán)境、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化、改善城市風(fēng)貌等[11]。依據(jù)上述條件選取了八項(xiàng)影響因子作為此次層次分析的準(zhǔn)則層(見圖1)，分別為：增加地下水補(bǔ)給、雨水滲透量、增加水循環(huán)利用、雨水儲(chǔ)存量、凈化率、提供生物棲息地、改善空氣質(zhì)量、提高綠化率及綠色空間。在因子分值計(jì)算中，依據(jù)《橫琴總體發(fā)展規(guī)劃》和城市雨洪管理所需，將因子按重要程度分為1分～9分進(jìn)行賦值(見表1)，再利用層次分析法計(jì)算權(quán)重[12,13]。

2.3 一致性檢驗(yàn)

在確定各層次各因素之間的權(quán)重時(shí)，如果只是定性的結(jié)果，通常不會(huì)被人輕易接受，因此運(yùn)用建立一致矩陣的方法，即：

比較第i個(gè)元素與第j個(gè)元素相對(duì)上一層某個(gè)因素的重要性時(shí)，使用數(shù)量化的相對(duì)權(quán)重aij來描述。設(shè)共有n個(gè)元素參與比較，則A=(aij)n×n稱為成對(duì)比較矩陣[11]。

檢驗(yàn)成對(duì)比較矩陣A一致性的步驟如下：

2)計(jì)算RI:對(duì)于固定的n,隨機(jī)構(gòu)造成對(duì)比較矩陣A,其中aij是從1,2,…,9,1/2,1/3,…,1/9中隨機(jī)抽取的，這樣的A是不一致的,取充分大的子樣得到A的最大特征值的平均值(見表2)。

表1 準(zhǔn)則層因子賦值表

表2 RI的計(jì)算指標(biāo)

2.4 計(jì)算結(jié)果與分析

利用平均幾何法對(duì)表1賦值進(jìn)行計(jì)算后，得出結(jié)論(見表3，表4)：構(gòu)建人工濕地是橫琴島一系列雨洪管理措施中更加有效的方式。如今應(yīng)用最廣泛的是按水流方式所進(jìn)行分類的人工濕地：表面流濕地和潛流濕地(見圖2)。表面流濕地與自然界生態(tài)濕地最為接近，其水位較淺，植物依靠濕地底部土壤與介質(zhì)附著生根。表面流濕地優(yōu)點(diǎn)為技術(shù)簡(jiǎn)單，資金消耗低，缺點(diǎn)為冬季易結(jié)冰，夏季易滋生蚊蟲。潛流濕地使廢水在填料表面下滲流，廢水在與基質(zhì)充分接觸的同時(shí)被充分凈化隨后用于植物的生長(zhǎng)，相比表面流濕地，潛流濕地如今在城鄉(xiāng)中應(yīng)用的更加廣泛。

表3 各級(jí)指標(biāo)因子計(jì)算

表4 方案層指標(biāo)權(quán)重結(jié)果

人工濕地不同于多數(shù)只分布在自然界中的生態(tài)濕地，其作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施的一種應(yīng)用形式，近年來愈發(fā)頻繁的被應(yīng)用到我國(guó)城市和鄉(xiāng)村的建設(shè)中來，很大一部分原因是因?yàn)槿斯竦丶夹g(shù)難度較小、資金投入少、見效快，能有效緩解水力和污水對(duì)城市的沖擊。人工濕地在實(shí)現(xiàn)城市雨洪管理效益的同時(shí)，也有助于涵養(yǎng)水源，彌補(bǔ)城市中心缺少生態(tài)濕地環(huán)境的缺陷，為廣大民眾提供游憩娛樂場(chǎng)所，為動(dòng)物提供良好的棲息地。

根據(jù)《橫琴新區(qū)城市總體規(guī)劃(2014—2020)》和橫琴新區(qū)海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的總體要求，結(jié)合上述利用層次分析法研究得到的最終結(jié)論，橫琴島項(xiàng)目新區(qū)公園(如棕櫚舷橋公園、生態(tài)澤園)內(nèi)可合理增加構(gòu)建人工濕地的數(shù)量，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況選擇建造表面流濕地或潛流濕地，并合理利用透水鋪裝、生物滯留設(shè)施、下沉式綠地等海綿城市基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)在山谷處建造雨水花園，發(fā)揮綠色基礎(chǔ)設(shè)施在雨水調(diào)蓄、生態(tài)治理與景觀游憩等方面的綜合效益[12]。

3 建議與展望

3.1 加強(qiáng)對(duì)雨洪管理技術(shù)的研究和推廣

中國(guó)城市雨洪管理初期的著重點(diǎn)在雨水的收集利用方面，而后才關(guān)注雨水的污染防控。業(yè)內(nèi)學(xué)者先后從生態(tài)的角度提出了“海綿體”“綠色海綿”等概念，直至2012年“低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇”上，“海綿城市”一詞才被正式提出[12]。而國(guó)外已形成一系列成熟的雨洪管理體系，例如英國(guó)可持續(xù)城市排水系統(tǒng)、澳大利亞水敏系統(tǒng)、美國(guó)最佳管理措施(BPMs)和低影響開發(fā)(LID)[12]，這些都可以為我國(guó)城市雨洪管理提供很好的參考與例證，借鑒時(shí)結(jié)合我國(guó)復(fù)雜的實(shí)際情況，將洪水轉(zhuǎn)化為可利用的淡水資源，解決城市內(nèi)澇問題的同時(shí)也能有效緩解生物多樣性的喪失和沙塵暴問題，并根據(jù)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的階段，有針對(duì)性且因地制宜的開展綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)[13]。

3.2 完善法律體系并加大資金扶持

中國(guó)幅員遼闊，地域廣袤，氣候復(fù)雜，各省市政府應(yīng)該根據(jù)所在地區(qū)的地形地貌條件，山川水文特點(diǎn)，將城市的雨洪管理體系合理地納入城市整體系統(tǒng)規(guī)劃之中，并制定完善的，動(dòng)態(tài)的，長(zhǎng)期有效的法律法規(guī)[14]。同時(shí)，政府也應(yīng)該專門設(shè)立針對(duì)城市雨洪管理資金的預(yù)算，并且加大對(duì)環(huán)保部門和園林綠化部門的扶持力度。

3.3 提高公眾的雨洪管理意識(shí)

應(yīng)該在全社會(huì)樹立正確的雨洪防治觀念，激發(fā)公民的主人翁意識(shí)，雨洪管理不僅僅是一個(gè)行業(yè)的從業(yè)者或有關(guān)政府部門的責(zé)任，雨洪管理意識(shí)和當(dāng)發(fā)生災(zāi)害時(shí)的自救知識(shí)應(yīng)該普及到每一位公民，人人都有義務(wù)為城市雨洪管理做出貢獻(xiàn)[15]。例如自發(fā)收集屋頂雨水再次利用(澆花、沖廁)，減少污水排放到灰色基礎(chǔ)設(shè)施中等。

4 結(jié)語(yǔ)

城市雨洪管理是一個(gè)長(zhǎng)期的、動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的過程，它涉及到城市管理的多方面內(nèi)容和多個(gè)利益主體，其中包括政府、市場(chǎng)和社會(huì)民眾等。城市雨洪管理首先需從整體層面考慮，再逐步向城市、區(qū)縣層面下滲，最終落實(shí)到地塊層面[16]。同時(shí)，在實(shí)踐的過程中也應(yīng)該注重開發(fā)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的多樣性，考慮多種形式同時(shí)應(yīng)用，因地制宜地實(shí)現(xiàn)雨水資源管理和城市公共空間利用的結(jié)合。橫琴島作為國(guó)家級(jí)新區(qū)，可以在建設(shè)的初始階段將綠色基礎(chǔ)設(shè)施的理念與技術(shù)運(yùn)用到城市綠地建設(shè)中去，與城市景觀融合到一起，為我國(guó)雨洪管理提供價(jià)值性借鑒[17,18]。