1.2　城市綠色雨水管理理念與方法的發展

由于全球范圍內水資源緊缺和暴雨洪水災害頻繁，近20年來美國、英國、澳大利亞、德國、日本、以色列、加拿大、意大利、法國、墨西哥、印度、土耳其、泰國、蘇丹、也門等40 多個國家和地區在城市和農村開展了不同規模的雨洪利用研究，世界各國分別結合自身的特點提出了一系列的城市雨水徑流管理的新理念和方法體系。

1.2.1　最佳管理措施（BMPs）

最佳管理措施（best management practices，簡稱BMPs）的概念是美國在1977年《清潔水法》修正案中首次提出的，主要針對面源廢水處理和工業排放有毒污染的控制。后在1987年《清潔水法》修正案和2001年《潮濕天氣水質法案》中，進一步提出雨水最佳管理措施，其目標除了抑制暴雨地表徑流洪峰流量外，還要增加水資源的利用和改善暴雨期間水質污染。BMPs注重利用綜合措施來解決水質、水量和生態等問題。雨水管理BMPs是指在一系列給定條件下，以最具成本效益的方式管理雨水徑流流量和提高水質的技術、措施或結構控制。雨水最佳管理措施包括工程性措施和非工程性措施。工程性措施是一系列用于“緩解”暴雨影響的具體技術手段，諸如雨水池（塘）、雨水濕地、滲透設施、生物滯留和過濾設施等。非工程性措施則指各種管理措施，包括政策、法規、標準和公民教育等。BMPs是多種可以提高雨水水質和雨水管理效益的實踐的集合。

1.2.2　可持續排水系統（SUDS）

英國的可持續排水系統SUDS（sustainable urban drainage systems）旨在從排水系統上減少城市內澇發生的可能性，同時提高雨水等地表水的利用率兼顧減少河流污染，其除了具有功能上的優勢外，花費的綜合成本也將低于傳統排水系統，實踐表明最多可節約三分之二的費用。SUDS遵循三大原則：排水渠道多樣化，避免傳統下水管道是唯一排水出口；排水設施兼顧過濾，減少污染物排入河道；盡可能重復利用降雨等地表水。

1.2.3　水敏感城市設計（WSUD）

水敏感城市設計WSUD（water sensitive urban design）是澳大利亞在20世紀90年代提出的處理地球、水和人類生活之間關系的規劃和設計的新理念。WSUD認為在城市水循環圈中的水都是一種資源，城市發展應將整個水循環作為一個整體，維持水循環的自然流暢。WSUD通過在城市到場地的不同空間尺度上將城市規劃和設計與供水、污水、雨水等設施結合起來，旨在將城市發展對水文環境的影響降到最小，使城市規劃和城市水循環管理有機會一并達到最優化。WSUD包括工程措施和非工程措施，強調最佳規劃實踐和最佳管理實踐兩者結合，應用的尺度從城市分區到街區乃至地塊。

1.2.4　低影響開發（LID）

20世紀90年代末，美國馬里蘭州的喬治王子縣和美國西北地區的西雅圖市、波特蘭市共同提出一種暴雨管理技術——低影響開發（low impact development，簡稱LID）。加拿大和美國將LID定義為利用土地規劃和工程設計方法來管理雨水徑流，強調現場保護和利用原位自然特性保護水質。這種方法強調雨水進入管網前的小型水文控制，通過滲透、過濾、存儲、蒸發等方式，盡量維持雨水匯流入管流量接近開發前狀態。

LID技術措施得到美國環境保護署（EPA）的支持，將其作為實現清潔水法案目標的方法而推廣，美國各地方、州和聯邦機構在土地開發和公共工程項目實施LID方案，LID技術在智能發展和綠色基礎設施的土地利用總體規劃中起到重要作用。目前已經開始進入系統化、法規化的應用階段，并形成了許多專門的用于雨水管理的規范和導則。

低影響開發（LID）與其他國家的一些雨水管理概念類似，包括英國的可持續城市排水系統（SUDS）、澳大利亞的水敏感城市設計（WSUD）、西雅圖的自然排水系統以及華盛頓的原位雨水管理體系。其中英國對LID的定義有所不同，描述低影響開發（LID）是一種低負面環境影響開發途徑，自20世紀80年代以來在開發者與英國規劃局相互影響下引導形成獨特的、適合當地的多樣性開發途徑，通常利用自然的、本地的和再生材料實現可負擔得起的低碳住房，這些低影響開發途徑可滿足廢物管理、能源、水和其他需求方面自給自足。

LID的基本原理是通過分散的、小規模的源頭控制機制和技術措施來達到對暴雨產生的徑流和污染的控制，從而使建設區域開發建設后盡量接近于開發前的自然水文循環狀態。LID是一種以生態系統為基礎，從徑流源頭開始的暴雨管理方法，其技術思路可以概括為：用生態化的“源頭控制”技術代替了傳統的“終端處理”技術，盡量縮小和降低不透水面積，以維持開發前自然水文狀態；提高城市雨水利用效率，從而減輕雨水引起的面源污染并緩解洪澇災害，實現城市水健康循環；結合城市特點合理規劃，協調好雨水控制利用與城市建設之間的關系，強化生態化、綜合性的雨水控制與利用措施，從而實現開發區域和建設項目經濟、社會及環境效益的整體優化。

（1）LID遵循的原則

低影響開發模式是保存和重建自然景觀特征，有效減少不透水性以創建功能性和吸引人的排水系統，將雨水作為一種資源而不是廢棄物。主要有以下幾條原則。

①以現有的自然生態系統作為土地開發規劃的綜合框架　首先要考慮地區和流域范圍的環境，明確項目目標和指標要求；其次在流域（或次流域）和鄰里尺度范圍內尋找雨水管理的可行性和局限性；明確和保護環境敏感型的場地資源。

②專注于控制雨水徑流　通過更新場地設計策略和使用可滲透鋪裝來最小化不可滲透鋪裝的面積；將綠色屋頂和雨水收集系統綜合到建筑設計中，將屋頂雨水引入可滲透區域；保護現有樹木和景觀以保證更大面積的冠幅。

③從源頭進行雨水控制管理　采用分散式的地塊處理和雨水引流措施作為雨水管理主要方法的一部分；減小排水坡度、延長徑流路徑以及使徑流面積最大化；通過開放式的排水來維持自然的徑流路線。

④創造多功能的景觀　將雨水管理設施綜合到其他發展因素中以保護可開發的土地；使用可以凈化水質、減弱徑流峰值、促進滲透和提供水保護效益的設施；通過景觀設計減少雨水徑流和城市熱島效應并提升場地美學價值。

⑤教育與維護　在城市公共區域，提供充足的培訓和資金來進行雨水管理技術措施的實踐與維護，并教導人們如何將雨水管理技術措施應用于私有場地區域；達成合法的協議來保障長期實施與維護。

（2）LID技術措施

LID技術措施利用系統中的土壤、植物和微生物的物理、化學及生物作用進行污染物的去除，通過存儲、滲濾以及地下水補給從源頭上消減徑流量。該過程無須大面積的土地資源即能將大部分雨水徑流滯留在原地，既可補給地下水又可減輕雨水引發的城市洪澇災害，同時還能結合景觀設計對雨水徑流進行處理，從而控制面源污染，具有生態環境效益、社會效益和經濟效益。LID主要技術措施包括表面滲透、調蓄滯留、生物滯留、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等。LID技術體系如圖1-3所示，基于LID模式的雨水管理措施見表1-1。

低影響開發單項設施往往同時具有多個功能，如生物滯留設施除滲透補充地下水外，還可削減峰值流量、凈化雨水，實現徑流總量、徑流峰值和徑流污染控制等多重目標。因此可根據應用目標靈活選用低影響開發設施及其組合系統，并對單項設施及其組合系統的設施選型和規模進行優化，以期取得更高的環境效益和經濟效益。

1.2.5　海綿城市建設

我國城建住房部2014年發布了《海綿城市建設技術指南》，海綿城市建設由習近平總書記倡導，是我國推廣實施綠色雨水控制工程建設、進行雨水資源化利用的重要舉措。海綿城市的理念起源于歐洲，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，其特征可歸結為“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個字。海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市安全排水防澇的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。海綿城市建設統籌低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統，并考慮其復雜性和長期性。海綿城市建設理念的提出，標志著我國正向著實現控制洪澇—雨水利用—美化環境—增值地產—改善生態等多重目標的城市綠色雨水控制工程的方向努力發展。

海綿城市建設的基本原則是規劃引領、生態優先、安全為重、因地制宜、統籌建設。規劃引領是城市各層級、各相關專業規劃以及后續的建設程序中，應落實海綿城市建設、低影響開發雨水系統構建的內容，先規劃后建設，體現規劃的科學性和權威性，發揮規劃的控制和引領作用。生態優先是城市規劃中應科學劃定藍線和綠線。城市開發建設應保護河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區，優先利用自然排水系統與低影響開發設施，實現雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和可持續水循環，提高水生態系統的自然修復能力，維護城市良好的生態功能。安全為重是以保護人民生命財產安全和社會經濟安全為出發點，綜合采用工程和非工程措施提高低影響開發設施的建設質量和管理水平，消除安全隱患，增強防災減災能力，保障城市水安全。因地制宜是各地應根據本地自然地理條件、水文地質特點、水資源稟賦狀況、降雨規律、水環境保護與內澇防治要求等，合理確定低影響開發控制目標與指標，科學規劃布局和選用下沉式綠地、植草溝、雨水濕地、透水鋪裝、多功能調蓄池等低影響開發設施及其組合系統。統籌建設要求地方政府結合城市總體規劃和建設，在各類建設項目中嚴格落實各層級相關規劃中確定的低影響開發控制目標、指標和技術要求，統籌建設。海綿城市的建設應與建設項目的主體工程同時規劃設計、同時施工、同時投入使用。

海綿城市的建設途徑主要有以下方面：一是對城市原有生態系統的保護。最大限度地保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區，留有足夠涵養水源、應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發前的自然水文特征，這是海綿城市建設的基本要求。二是生態恢復和修復。對傳統粗放型城市建設模式下，已經受到破壞的水體和其他自然環境，運用生態的手段進行恢復和修復，并維持一定比例的生態空間。三是低影響開發。按照對城市生態環境影響最低的開發建設理念，合理控制開發強度，在城市中保留足夠的生態用地，控制城市不透水面積比例，最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞，同時，根據需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。

海綿城市建設應統籌低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統。低影響開發雨水系統可以通過對雨水的滲透、儲存、調節、轉輸與截污凈化等功能，有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染；城市雨水管渠系統即傳統排水系統，應與低影響開發雨水系統共同組織徑流雨水的收集、轉輸與排放。超標雨水徑流排放系統，用來應對超過雨水管渠系統設計標準的雨水徑流，一般通過綜合選擇自然水體、多功能調蓄水體、行泄通道、調蓄池、深層隧道等自然途徑或人工設施構建。三個系統并不是孤立的，也沒有嚴格的界限，三者相互補充、相互依存，是海綿城市建設的重要基礎元素。