□ 祁 琪
“海绵城市”建设之国际经验
□ 祁 琪
巴黎下水道博物馆
柏林市中心的蒂尔加滕公园
柏林波茨坦广场水环境设计
近几年每到夏秋,“看海”一词总要被热搜、疯转上几回,频率也似乎越来越高,“下雨天看海”、“城市看海”、“福州变湖州”,这种看似幽默又无奈的调侃何尝不是触及了这种城市病的脆弱神经?据国家防汛抗旱总指挥部消息,截至8月中旬,今年全国已有154个城市因暴雨洪水发生内涝,受灾人口255万人,直接经济损失达81亿元。全国200多座大中城市中,有2/3以上目前面临“一下雨就涝、没有雨就旱”的尴尬局面,这已经成为很多城市无法回避的顽疾。
针对这一顽疾,专家和有关部门也开出了处方——“海绵城市”建设,让城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。2014年10月底住建部发布《海绵城市建设技术指南》,当年12月财政部发布了《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》,中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助,一定三年;2015年4月,财政部、住建部、水利部确定武汉、厦门等16个市、区为海绵城市建设试点,与此同时,全国多个地方经济规划建设新闻中,“海绵城市”高频出场。
目前我国几个先行先试市、区的主要措施大致都是对路面进行透水铺装以及建造下沉式绿地、绿色屋顶、蓄水池等设施,对海绵城市的实践多限于对雨洪调蓄的小尺度应用。海绵城市建设的直接目的固然在于收集利用雨水、减少洪涝灾害,但从城市建设理念来讲,这其实是对城市公共设施、生态系统的改造和升级,是着眼于城市可持续发展的科学规划布局。对许多地方和官员来讲,海绵城市建设仍是新鲜事物,如何从国外先进经验中取经,与本地实际相结合,内化成一套因地制宜的更具本土适用性的海绵城市建设思路,或许是当下尤其值得思考的一点。德国、美国、日本、英国等是较早开展雨水资源利用和管理的国家,经过几十年的发展,已取得了较为丰富的实践经验,其中既有具有普遍适用性的做法可供借鉴,又有具有因地制宜性的经验引发思考。
江苏省城市发展研究所发表的《海绵城市建设的国内外实践经验》对德国、美国和日本的建设经验做了较为全面的总结。德国的联邦水法、建设法规和地区法规以法律条文或规定的形式,对自然环境的保护和水的可持续利用提出明晰的要求。联邦水法以优化生态环境,保持生态平衡为政策导向,成为各州制定相关法规的基本依据。1986年的水法将供水技术的可靠性和卫生安全性列为重点,并在第一章中提出“每一用户有义务节约用水,以保证水供应的总量平衡”以约束公民行为。1995年德国颁布了欧洲首个标准“室外排水沟和排水管道标准”,提出通过雨水收集系统尽可能地减少公共地区建筑物底层发生洪水的危险性。1996年,在水法的补充条款中增加了“水的可持续利用”理念,强调“为了保证水的利用效率,要避免排水量增加”,实现“排水量零增长”。在此背景下,德国建设规划导则规定:“在建设项目的用地规划中,要确保雨水下渗用地,并通过法规进一步落实。”虽各州的具体落实方式不同,但都规定:除了特定情况外,降水不能排放到公共管网中;新建项目的业主必须对雨水进行处置和利用。
美国在立法保护雨水调蓄和污染控制方面则更为系统。1972年的联邦水污染控制法(FWPCA)、1987年的水质法案(WQA)和1997年的清洁水法(CWA)均强调了对雨水径流及其污染控制系统的识别和管理利用。联邦法律要求对所有新开发区强制实行“就地滞洪蓄水”,即改建或新建开发区的雨水下泄量不得超过开发前的水平。在联邦法律基础上,各州相继制定了《雨水利用条例》,保证雨水的资源化利用。
英国政府通过《住房建筑管理规定》等法律规定,间接促进家庭雨水回收系统的普及。在2006年至2015年间,英国政府针对新建房屋设立1到6级的评估体系,要求所有的新建房屋至少达到3级以上的可持续利用标准才能获得开工许可,而其中最重要的提升等级方式之一就是建立雨水回收系统。2015年之后,英国政府为更有针对性控制水资源利用效率,直接要求单一住房单元的居民每天设计用水量不超过125升才能获得开工许可。这一规定也要求开发商和居民更加积极地在家中建立雨水回收系统。
德国的雨水利用技术经过多年发展已日臻成熟,目前主要的城市雨水利用方式有三种:一是屋面雨水集蓄系统。收集的雨水经简单处理后,可用于家庭、公共场所和企业的非饮用水;二是雨水截污与渗透系统。道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨洪管道口均设有截污挂篮,以拦截雨洪径流携带的污染物。城市地面使用可渗透地砖,以减小径流;三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道修建可渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地,作为水景或继续下渗。
大面积的城市公园对调节城市局部气候、保持水土和地下水蓄积有重要作用,德国的许多城市市中心都有面积巨大的城市公园。例如柏林市中心的蒂尔加滕公园,面积约210公顷。此外,许多大型建筑物停用或废弃后,德国政府会考虑将其合理规划成城市绿地或公园。
近日,《经济日报》也刊发一篇《国外建设“海绵城市”面面观》,对目前法国、日本等国的建设经验做了报道。该报道称,从今年年初开始,日本东京的涩谷车站周边地区开始了整体开发工程,而该工程最吸引人的是,在地下25米深处将建造一个4000吨的地下储水池,相当于8个标准游泳池的储水量。这种储水池一池多用,当降雨量超过每小时50毫米时,它可以把周边一带的雨水集中储存,解决附近瞬间排水能力的不足,同时与东京庞大的地下排水系统相连,在大雨高峰过后再陆续把雨水排放。更重要的是该储水池能起到调节池的作用,平时池中储存一定量的雨水,雨季过后在地面缺水时随时可以抽出来供地面浇花、除尘、消防等使用,甚至可以净化后供市民生活使用。这一工程反映了日本对处理雨水的思路从单纯排放到排放与利用有效结合的变化。从上世纪90年代开始,日本修改了建筑法,要求大型建筑物和大型建筑群必须建设地下雨水储存池和再利用系统。2012年落成的日本最高塔“东京天空树”也建有一个可回收利用的排蓄水系统,蓄水池能储存7000吨雨水,可供其所在的东京墨田区23万人使用一天,主要用作灾害发生时的生活用水或消防用水。
东京的排水系统工程浩大,东京实行雨水和生活污水分流处理,地下的各种排水管道延长总计达1.58万公里。地面上多条河流纵横,这些水系在美化城市、提供城市水源的同时,发挥着排涝、泄洪的重要作用。上世纪90年代,东京大兴土木,建设了巨型分洪工程——“首都圈外郭放水路”。该工程的主题项目是一条位于地下50米处、全长6.3公里、直径10.6米的隧道。隧道一头连接东京城市下水道,另一头连接入海河流江户川,在发生暴雨时可以用大型抽水机把城市雨水抽入河流,使之排入大海。
东京地下巨型分洪工程局部
日本景观排水精细化设计
比起每年不超过五六次的台风级大暴雨的排洪问题,近年来日本更多考虑的是雨水的利用问题。除新建大楼配套建设雨水储存设施外,各公园、学校周围都建有储水池,所以常能看到路旁消防蓄水池的标志。日本注重地面的呼吸性能,很多马路用大粒石子和沥青铺就,便道也普遍使用透水砖,大大提高了其透水性。同时尽量减少地面硬化,多留泥土地面。
日本的“绿地覆盖率”为66%,东京的公园绿地就有地区公园、近邻公园、街区公园、运动公园、广域公园、综合公园、特殊公园等等,数量达2795处,总面积1969公顷,人均绿地面积3平方米以上。为稳固这一成果,日本出台了一大批相关法规,形成了完整而长期的绿地保护体制。这些措施在净化空气的同时,也大大促进了地面涵养水分。
跟大多数追求广泛社会效益的基础建设一样,国外“海绵城市”建设也进一步诉诸经济手段,很多事实证明,经济调控恐怕是最容易获得社会效益并长效的手段之一。为了实现排入管网的径流量零增长的目标,德国在国家法律法规和技术导则的指引下,各城市根据生态法、水法、地方行政费用管理等相关法规,制定了各自的雨水费用(也称为管道使用费)征收标准。并结合各地降水状况、业主所拥有的不透水地面面积,由地方行政主管部门核算并收取业主应缴纳的雨水费。此项资金主要用于雨水项目的投资补贴,以鼓励雨水利用项目的建设。雨水费用的征收有力地促进了雨水处置和利用方式的转变,对雨水管理理念的贯彻有重要意义。
日本对雨水利用实行补助金制度,各个地区和城市的补助政策不一。例如东京都墨田区1996年开始建立促进雨水利用补助金制度,对地下储雨装置、中型储雨装置和小型储雨装置给予一定的补助,水池每立方米补40-120美元 ,雨水净化器补1/3-2/3的设备价,以此促进雨水利用技术的应用以及雨水资源化。
与德国和日本单一的经济手段不同,美国联邦和各州通过总税收控制、发行义务债券、联邦和州给予补贴与贷款等一系列的经济手段来鼓励雨水的合理处理及资源化利用。
美国大多数城市秉承传统的水利设施设计理念:在郊外储存雨水,利用水渠送到市区,污水通过地下沟渠排走。这种理念按照西方的说法始于古罗马时代,现在仍然大行其道。即使在非常缺水的加利福尼亚州,也是因循这一并不适合当地生态的城市水利与用水模式。据《经济日报》报道,目前美国的一些城市规划专家正在研究在干旱地区重新进行规划,打造海绵城市。在加州,80%的地方是极度干旱地区。当地的一些城市规划者在设想如何将倾盆大雨留下,变成饮用水和灌溉用水,把城市打造成像海绵一样,可以有效吸收雨水。
在洛杉矶埃尔默大道一带,当地政府正进行一个试点工程。该市用270万美元在街道上改建可渗透雨水的街道和可以抵抗干旱的园林绿地。当地居民对这种改建工作非常支持,但是担心市政部门无法承担大规模改造整个城市的成本。伍德伯里大学干旱土地研究所创办人哈德利·阿诺德非常支持加州大大小小的城市尽快摆脱古罗马式的水利工程与城市规划设计理念,设法尽可能留下每一滴雨水。她对此间媒体表示,洛杉矶的许多社区,对规划者提出的要求都是尽快将雨水排走,暴雨通过下水道直接流进大海。但是面对日益干旱的环境,未来需要多次使用雨水,并且将水分级处理。埃尔默街区就是这样一个将雨水视为宝贵资源加以吸收的“实验田”:人行道旁边就是生态湿地——种植了抗旱植被的水沟;下雨的时候,雨水流进这些水沟,渗透到下面的蓄水暗池中。实验区一年收集的雨水可供大约30个普通家庭使用。阿诺德和一些同道中人正在推广这一做法,协助周边地区的开发机构设计最佳集水、用水方案。
法国作为现代城市雏形起源国之一,其境内不少主要城市的排水、防涝以及雨水循环处理的设计思路各具特色,形态不一。巴黎作为法国首都,其水循环系统堪称世界范围内大都市中的典范。1852年,著名设计师奥斯曼主持改造了被法国人誉为“最无争议”并基本沿用至今的水循环系统。奥斯曼的设计灵感源自于人体内部的水循环。他认为,城市的排水管道如同人体的血管,应潜埋在都市地表以下的各处,以便及时吸收地表渗水。城市的排污系统则如同人体排毒,应当沿管道排出城镇,而不是直接倾泻于巴黎的塞纳河内。奥斯曼的这一设计理念避免了巴黎市在暴雨时的地表径流量大幅增加,缓解了瞬时某一地域的排水压力。
近年来,随着科技的进步发展,法国在对一些小型城镇进行水循环规划与管理时,应用了更多现代化的设计理念与技术。负责设计规划法国莱佩尔勒市“海绵城市”概念的BASE建筑事务所工作人员认为,弱化城市与水界限的设计规划思路未来或将成为业界潮流,让冰冷的混凝土河堤与水电站被设计精妙的植被与大片绿化带代替,既有利于城市内水的自然循环,也有助于环保,说到底,是实现人类与自然的和谐共处。