第一節 城市雨水基礎設施

一、摘要：綠化城市

水和石油都是自然資源，科學家們堅信“水將成為未來的石油”。對水資源持續增長的需求與有限供給之間的矛盾，必將造成資源配置時經濟、社會和環境方面的沖突。水資源問題雖然具有地區差異性，但獲取安全飲用水已成為全球性挑戰。全世界每天約有8000名兒童死于飲用水污染所造成的疾病。在發展中國家，飲用水的供應是有限的，尤其是在缺少自然水源的干旱地區，輸水的能源成本和隨之而來的資源短缺導致了水的限額供給。人類活動比如像工業化農耕，它大尺度地改變了自然水補給過程，導致了地下含水層的枯竭。它會阻斷地下水補給、改變河水基流、侵蝕地質穩定等，例如，墨西哥城與新奧爾良地下水位下降造成地面的沉降與下陷。流域內相鄰的國家常因水資源所有權、流域管理權矛盾，發生爭奪水資源的沖突。

與石油類似，水可以作為一種商品被私有化或者進行買賣。快速的城市化對地下水質的影響使生活用水問題日趨嚴峻，尤其是在雨量充沛的地區。本書旨在闡述水（特別是雨水）與城市化的關系，以及“綠色”發展對保障水質的作用。

美國環保署流域性指標指數顯示，美國僅有16%的流域水質良好。除工業和農業排放外，污染大多來自城市雨水沖刷所造成的面源污染。在降雨初期，雨水將不透水表面上的污染物統統沖入下水道。

在強降水初期，城市雨水徑流的污染指數比未處理的生活污水的污染指數要高很多。

在機動車作為主要交通方式的區域，雨水徑流中含有大量的碳氫化合物和重金屬。這類的污染物主要來源于生活垃圾、油脂、草坪養護類藥劑、汽油、剎車液、柏油路面和瀝青屋頂，它們隨雨水徑流進入流域，最終沉積到環境中。常見的雨水管理硬質工程采用“管網—水池”模式對雨水進行引流，收集后直接排往別處。雨水管網像大多廢物處理設施一樣，只是簡單地將污染從一個地方轉移到另一個地方。

除了降低水質，雨污徑流還對河流造成了廣泛的損害，我們通常稱之為“城市河流綜合征”，表現為經常性的瞬時洪水、河道形態改變、營養物質與污染物富集、河底污泥淤積、生物多樣性喪失、水溫升高等特征。

河流代謝失衡損害了系統的生態功能，因此破壞了健康河流所能提供的生態服務功能，包括四個基本類別：（1）食物、水和能量的供給服務；（2）凈化水和空氣、控制疾病傳播的調節服務；（3）促進物質循環再生的支撐服務；（4）增加知識、提供休憩場所、提升精神文明的文化服務。洪水泛濫導致生態服務功能喪失的代價越來越高，土壤侵蝕、熱島效應和環境污染使地產不斷貶值。伴隨著灌溉的需求越來越大，我們需要采取更富遠見的管理措施來解決城市面源污染問題，探索綠色發展解決方案。在不增加成本的情況下，合理的規劃設計可使基礎設施提供更多生態與城市的服務功能。采用低影響開發模式，不僅街道不再是生態環境負擔，而且河流、湖泊的生態功能也將得到加強。

水資源、土地資源應該協調開發。低影響開發實踐證明，基于生態的軟質工程可以降低城市化對環境的有害影響，特別是在自然地面或多孔介質被不透水表面代替的時候。

令人震驚的是：在過去40年，不透水表面增長率超過了人口增長率的5倍。

二、從單體到網絡：從最佳管理實踐到低影響開發

最佳管理實踐（BMPs）已被普遍用于常規的硬質工程，以便管理單體項目，但它更加倚重工程而不是規劃設計。美國環保署在意識到需要更加全面地認識雨水徑流后，賦予了最佳管理實踐新的內涵：在實踐中行得通且能有效減少或阻止面源污染物總量的措施，或者此類措施與方法的組合。目前，最佳管理實踐使用物理過程和生物過程作為雨水徑流數量和質量的指征。

地塊到社區、城市、區域，最佳管理實踐低影響開發設施從點到面，形成分布式網絡，在雨水到達受納水體之前對其進行處理，既降低了徑流總量，又改善了水質。低影響開發是在實施“精明增長”戰略過程中發展起來的，例如建設緊湊而適宜步行的社區、保護開放空間等。低影響開發的成功實施需要業主、開發商以及整個城市都參與到全面的規劃設計過程之中，每一個人都發揮著重要的作用。