劉旭

維多利亞州首府墨爾本是澳大利亞的文化、商業(yè)、教育中心，在2011年、2012年和2013年連續(xù)3年的世界宜居城市評比中均摘得桂冠。墨爾本地區(qū)城市綠化面積比率高達40%，以花園城市聞名。

和世界其他大城市一樣，在城市發(fā)展中，墨爾本面臨城市防洪、水資源短缺和水環(huán)境保護等方面的挑戰(zhàn)。作為城市水環(huán)境管理尤其是現(xiàn)代雨洪管理領域的新銳，墨爾本倡導的WSUD水敏性城市設計（Water Sensitive Urban Design）和相關持續(xù)的前沿研究，使其逐漸成為城市雨洪管理領域的世界領軍城市。

城市的雨洪管理問題

城市發(fā)展過程中，部分透水性能良好的自然土壤地表，被轉(zhuǎn)換為硬化或水泥地面。這會大大減少降雨向土壤的滲入，產(chǎn)生更多徑流，導致雨洪徑流量、洪峰流量和流速增加。現(xiàn)有的雨洪排澇系統(tǒng)，如果之前沒有充分規(guī)劃，或未進行與新開發(fā)項目匹配的升級，將沒有足夠能力對增大的雨洪流量進行安全排泄。這就增加了區(qū)域的暴雨洪澇風險，引發(fā)城市洪澇問題。

不透水的城市表面和傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，將雨水徑流直接迅速地排入河道，而非通過地下水緩慢排放或通過自然下墊面滲透。這將導致維持天然水體及其生態(tài)系統(tǒng)的水文特性產(chǎn)生顯著變化。這些水流條件改變，會導致水質(zhì)變壞、河形改變，受納水體的生物多樣性和生態(tài)功能也會退化。攜帶于雨洪（尤其是初期雨水）中的城市面源污染物，如由建筑和交通等活動產(chǎn)生的泥沙顆粒及附著其上的重金屬和有機物物質(zhì)、垃圾及泄漏油污等污染物，進入河道水體后，將對下游水體的水生態(tài)環(huán)境造成破壞。

不透水的硬化地面取代植被，減少了維持土壤濕度的雨水下滲，也減少了從地表蒸發(fā)到大氣中的水分。這將導致地下水入滲回補的減少，影響河道潛流的形成。蒸發(fā)量減少可使氣溫增高，加劇城市熱島效應。

深受洪澇災害困擾的城市，會投入不菲資金去升級或建設排水基礎設施，或通過硬化河道和河道裁直來提高過水能力，以此將雨水徑流直接迅速地排離城市；而在面臨城市水資源短缺時，城市又投入大量資金建設跨流域的引水工程或大型海水淡化廠。

以墨爾本為例，過去5年的城區(qū)洪澇保險賠付金額合計達到約20億澳元（折合人民幣約120億元）；其新建的Wonthaggi海水淡化廠雖可提供每年1.5萬立方米的淡水，提高了城市供水的安全性，但墨爾本市付出的代價是，無論是否實際取水，目前都要支付每天180萬澳元的使用權費，以抵消工程建設投資和運營費用；墨爾本的母親河亞拉河（Yarra River）的水質(zhì)雖在過去幾十年的努力下得到顯著改善，但監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，河道水質(zhì)、下游匯入的飛利浦港灣水質(zhì)，還是會受到城市雨水徑流沖刷污染影響，下游部分城區(qū)河段水質(zhì)較差，不適宜游泳活動。2012年夏季，在經(jīng)歷了炎熱的氣溫和攜帶污染物的城市徑流匯入后，飛利浦港灣藍藻暴發(fā)。

面對大自然賦予的雨水及相應的諸多城市問題，建立一個支持可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代雨洪管理新體系成為城市唯一的選擇。

WSUD水敏感性城市設計

目前發(fā)達國家的雨洪管理，已從傳統(tǒng)的水量控制，過渡到水量和水質(zhì)并重方面，進一步推進雨水收集利用，并追求雨洪管理設施和城市景觀的有機融合，以實現(xiàn)城市發(fā)展和水環(huán)境的和諧與可持續(xù)發(fā)展。

以墨爾本為首所倡導的WSUD，于上世紀90年代在澳大利亞興起。當時城市的雨洪分流體系基本完善，通過建設污水處理設施，城市點源污染的排放基本得到完全控制。但人們期待的生態(tài)城市河道并未如期呈現(xiàn)，城市雨水徑流的面源污染等，成為改善河道生態(tài)健康不能回避的問題。

自此，墨爾本在城市規(guī)劃中，開始關注雨水徑流水質(zhì)控制�？缭蕉嘀貙�業(yè)的WSUD雨洪管理體系逐步發(fā)展，被墨爾本的工程實踐引入。WSUD 綜合考慮了城市防洪、基礎設施設計、城市景觀、道路及排水系統(tǒng)和河道生態(tài)環(huán)境等，通過引入模擬自然水循環(huán)過程的城市防洪排水體系，達成城市發(fā)展與自然水環(huán)境和諧共贏。2000年后，WSUD在澳大利亞成為必須遵循的技術標準。

WSUD的一個重要原則是源頭控制，水量水質(zhì)問題就地解決，不把問題帶入周邊，避免增加流域下游的防洪和環(huán)保壓力，降低或省去防洪排水設施建設或升級的投資。其雨洪水質(zhì)管理措施，如屋頂花園、生態(tài)滯蓄系統(tǒng)、人工濕地和湖塘，也能在不同程度上滯蓄雨洪，進而減少排水設施的需要。綠色濱水緩沖帶在保證行洪的同時，能有效降低河道侵蝕，保持河道穩(wěn)定性。雨水的收集和回用提供替代水源，降低了自來水在非飲用用途上的使用。和景觀融合的雨洪管理設施設計，可營造富有魅力的公共空間，提升城市宜居性。

同時，圍繞其城市雨洪管理的技術核心，澳大利亞持續(xù)進行了大量前沿研究和跨學科討論，墨爾本提出的水敏性城市理念中，還首次引入了雨水、地下水、飲用水、污水及再生水的全水環(huán)節(jié)管理體系。

目前澳大利亞要求，2公頃以上的城市開發(fā)必須采用WSUD技術進行雨洪管理設計，其主要設計內(nèi)容包括：

控制徑流量：開發(fā)后防洪排澇系統(tǒng)（河道、排水管網(wǎng)等）上、下游的設計洪峰流量、洪水位和流速不超過現(xiàn)狀。

保護受納水體水質(zhì)：項目建成后的場地初期雨水需收集處理，通過雨水水質(zhì)處理設施使污染物含量達到一定百分比的消減，比如一般要求總磷量45%，總氮量45%和總懸浮顆粒（泥沙顆粒及附著其上的重金屬和有機物物質(zhì)等）80%，后方可排入下游河道或水體。水質(zhì)處理目標要根據(jù)下游水體的敏感性程度來確定。

雨洪處理設施融入城市景觀，力求功能和景觀的融合，將雨水作為一種景觀要素。

增加雨水收集回用機會。

工程實踐中采用的水量控制措施，主要包括透水鋪裝、下凹綠地、地下儲水池及雨洪滯蓄水庫（人工湖、雨洪公園）等；水質(zhì)處理措施主要包括道路雨水口截污裝置，植被緩沖帶、排水草溝、生態(tài)排水草溝、泥沙過濾裝置、泥沙沉蓄池、雨水花園、人工湖及人工濕地等。

工程中要綜合考慮當?shù)厮�文氣象和地形條件，結(jié)合城市規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃、景觀布局等，合理選擇布局上述WSUD措施或其組合。設計中一般需應用多種水文、水力和水質(zhì)數(shù)學模型進行定量的分析計算，確保水量和水質(zhì)控制目標的達成。

對雨洪管理設計的監(jiān)管

依據(jù)澳大利亞1989年的水利法案、1987年的規(guī)劃和環(huán)境法案，聯(lián)邦政府主管部門制定了相應的洪水管理和水環(huán)境保護管理條例。據(jù)此，州、市政府建立了完善的城市雨洪管理監(jiān)管體系，并在規(guī)劃設計和建設管理方面頒布了諸多技術標準和導則。

墨爾本城市建設開發(fā)中，主管雨洪管理的政府部門為墨爾本水務局。在每個城市建設開發(fā)項目中，建設方在可行性研究階段要提交項目雨洪管理總體規(guī)劃，供墨爾本水務局審查�？傮w規(guī)劃要從源頭上避免和控制城市發(fā)展對水環(huán)境的負面影響，如城市洪澇災害、受納水體水質(zhì)等，并要符合區(qū)域長期規(guī)劃。在隨后的初步設計、詳細設計、施工圖設計等各階段中，建設方及其委托的咨詢設計公司都要和政府主管部門保持緊密聯(lián)系，按要求將工程報告、設計圖紙、計算書甚至數(shù)學模型提交墨爾本水務局審核備案。各階段審核完成后，經(jīng)主管部門發(fā)放許可文件批準，方可開展下一階段工作。對高難度的復雜技術審核，水務局會要求建設方聘請第三方咨詢公司，對設計提前進行獨立工程審查。

施工前，建設方必須制定場地控制方案和設置相應設施以進行施工期雨洪管理。在施工期，墨爾本水務局會對場地排入周邊河道水體的雨洪所可能攜帶的沖刷泥沙和施工機械泄漏油污等進行嚴格監(jiān)管。

在舊城區(qū)改建工程中，由于受限于狹窄空間，當建設方的設計方案不能容納足夠的WSUD工程設施時，建設方要向墨爾本水務局提出申請。經(jīng)審批后，建設方可在交付一定補償金后得到豁免，補償金最終由水務局用于相應流域下游的雨洪設施建設投資，以保證流域整體水量水質(zhì)達標。

在上述過程中，主管部門的監(jiān)管，必須遵循相應法規(guī)和技術標準，建設方對主管部門的監(jiān)管不當或失職行為，可提出行政申訴甚至啟動法律起訴。例如，如主管部門提供了不明確、不完整的信息，導致了設計或施工的拖延或返工，建設方將有權要求政府責任部門給予相應經(jīng)濟補償。

結(jié)語

目前，中國的城市雨洪管理已在向低影響開發(fā)技術、水敏性城市設計等先進的技術體系演變，在注重城市防洪排澇能力升級的同時，也開始從保護水生態(tài)環(huán)境的角度，提出對城市雨洪面源污染的控制措施，如北京2013年推出的城市新建項目雨洪管理地方法規(guī)，以及住建部2014年新版室外排水國家標準，都涉及水量水質(zhì)并重的低影響開發(fā)理念。


不過，中國在此領域尚缺乏具有操作性的工程技術體系和監(jiān)管體系，需通過更多理論技術研究和工程實踐來逐步完善現(xiàn)代雨洪管理體系。城市老城區(qū)的雨污合流排水系統(tǒng)改造困難重重，需探索一條雨污合流制下的雨洪管理新路。新城區(qū)排水系統(tǒng)目前都已按要求采用雨污分流制，適宜將先進的技術體系應用到城市規(guī)劃和建設中，最大程度上降低城市發(fā)展對自然水環(huán)境的負面影響。

（作者曾在澳大利亞多家工程咨詢公司任水文排水高級工程師，主要從事城市雨洪管理設計，現(xiàn)歸國從事水規(guī)劃工作。王昀編輯，工作郵箱：wangy@thepaper.cn）