徐君 贾倩 王曦
[摘 要]为进一步推进海绵城市建设、改善城市生态环境质量、落实生态文明建设理念,首先介绍了美国、日本、德国、澳大利亚国家雨洪管理的发展历程、相关法律法规及建设成效,然后从国家、省域、城市、企业四个层面分析了中国海绵城市建设进展、特点及经验。最后通过对国内外海绵城市建设对比分析,总结出国内外海绵城市建设过程中形成的共识,即建立健全的法律法规、构建完善的管理机制、重视基础设施的升级改造、积极展开对外宣传。
[关键词]海绵城市;经验镜鉴;比较
[中图分类号]F291;TU984[文献标识码]A[文章编号]1673-0461(2021)03-0057-06
一、引 言
《国家新型城镇化规划(2014—2020)》中明确指出要深刻认识新型城镇化对经济发展的重大意义。近年来,随着城镇化进程的不断加快,对气候和环境带来了一定的负面影响,武汉、南京、广州等大城市洪涝灾害时有发生,不少城市的排水系统面临着严峻的考验,使国家和集体的财产安全遭受损失,甚至威胁到民众的人身安全。海绵城市建设作为新型城镇化建设的重要组成部分,对改善城市生态环境、解决城市水危机发挥着重要作用。
海绵城市建设是以低影响开发技术手段为核心,推进“灰绿设施”建设相结合,促进水资源循环利用,恢复水环境的自我净化能力,从而建设具有弹性的新型城镇,实现城市的可持续发展。目前,国内在海绵城市建设方面虽已取得初步成效,但仍存在不成熟、不完善之处,本文梳理了美国、日本、德国、澳大利亚和中国海绵城市建设进展及取得的初步成效,总结了五个国家海绵城市建设的经验,通过对国内外海绵城市建设情况进行对比分析,找出它们在建设理念、建设规划、法律法规等方面的联系与区别,提出了国内外海绵城市建设过程中形成的共识,以期为进一步提升中国海绵城市建设质量提供参考。
二、国外海绵城市建设经验镜鉴
(一)美国海绵城市建设经验镜鉴
1.以政府出台管理措施为前提
美國海绵城市建设起步较早,20世纪,由于城市化进程加速及气候环境的变化,许多城市面临暴雨侵袭、污水倒灌问题,导致饮用水存在安全隐患,美国国会于1948年颁布《联邦水污染控制法案》。该法案在1972年修订后提出“国家排放污染物消除制度”(简称NPDES)[1]。随后,政府不断对该法案进行修订和完善,1977年提出对面源污染的关注,将法案修订为《清洁水法案》。1987年开始将雨水排泄归纳到NPDES,又将法案进一步修订为《水质法案》。1990年环保局出台水质管理措施,提出更为具体化的雨水排泄规定,并采取最佳管理措施(简称BMPs)对雨水进行控制和管理[2]。BMPs逐步发展为水生态可持续发展的综合管理措施,获得了人们的广泛认可,是海绵城市建设的行动指南。
2.以低影响开发技术为支撑
20世纪90年代末,在政府出台管理措施的基础上,学者们提出“低影响开发”理念(简称LID),LID主要是通过贮存、渗透、滞留等技术手段从源头控制雨水径流和雨水污染[3]。此外,LID还提供了额外的好处,一方面加强了城市生态的保护,城市的扩张导致不透水面积增加,绿色空间减少,LID通过对城市空间的重新配置,与城市绿地、绿网、绿道规划结合,通过铺装透水路面、建设多功能蓄水池等措施,很好地缓解了这个问题;另一方面营造了景观效果,如小区雨水花园、绿色屋顶、生态植草沟等能够增加城市的景观价值。目前,低影响开发技术已应用到全球范围。
3.以绿色基础设施为保障
1999年8月,美国首次提出“绿色基础设施”的概念(简称GI),GI主要包括以水系、湿地、林地为主的自然区;以绿地、公园为主的自然环境保护区;以农场、牧场、森林为主的物种生存空间。他们共同对水资源、空气净化、自然生态进化发挥着不可低估的作用,与人类的健康生活息息相关。
随着经济的发展,城镇化进程的加快,绿色基础设施逐渐收缩形成一个个孤岛,不利于水生态环境的可持续发展。通过合理的规划设计,将一个个绿色基础设施串联成为绿色网络体系,才能改善人居环境的状态,将短期的利益行为转变成为长期的可持续利益,实现真正意义上的可持续发展。
4.以公众参与为动力
为了更好地进行海绵城市建设,美国还建立了公众参与机制。在项目规划阶段,政府或开发商为项目规划中受影响的居民提供讨论和参与规划的机会,邀请目标人群参与项目会议,鼓励公众表达自己的观点和想法。项目人员采纳公众合理化的建议并根据公众的需求调整项目方案。如此一来,不仅能够增加项目的可操作性,还可以提高公众对生态环境的保护意识,促进项目人员和公众对当地环境的共同认知。在项目的建设过程中,公众可以依照程序实施全程监督及参与项目的阶段性评估。在项目落实后,政府对公众满意度进行调查,并给予及时的反馈,充分发挥公众在海绵城市建设中的积极作用。
(二)日本海绵城市建设经验镜鉴
1.制定日益健全的法律法规
19世纪80年代,在工业化浪潮引发自然环境面临严峻形势下,日本政府率先制定相关法律法规,在1896年颁布了《河川法》,此法案为防洪工程奠定了坚实的基础,引导了大规模防洪工程的建设。1911—1920年间,日本政府开始启动现代防洪工程,实施第一个《国家防洪总体计划》,并于1960年颁布《治山治水紧急措施法》,兼顾“治山”与“治水”的协调发展[4],同时开始实行“治山治水五年计划”。1964年,日本对1896年颁布的《河川法》进行修订,将水资源开发作为河流管理的目标。1977年,为促进城市雨水渗透、储蓄设施的建设,日本启动“综合防洪措施”。1980年推行《雨水贮留渗透计划》。1997年再次修订《河川法》,明确提出在河流开发和整治的同时还要注重环境保护的要求。为了达到城市水循环系统健康良性发展的目标,又于2014年出台《日本水循环基本法》[5]。日本在水资源管理方面逐步完善的政策法规,确保了国民生活的稳定安全。
2.明确各级管理机构职责
早在1961年,日本就颁布了《灾害控制措施基本法》,明确规定在灾害防治中各级管理部门的职责。1997年修订形成的《新河川法》[6],明确规定了中央与地方政府在河川管理上的详细分工。对于雨洪管理,日本建立了纵向领导和横向合作的管理体系,各部门分工合作,依法办事,形成了“多龙治水,多龙管水”的模式。在总体层面上,日本设立内阁办公室,负责统筹各级政府部门制定相应政策和措施。国土交通部门负责管理流域面积、河水水位线和流量等水现状,并提供所需的水利设施。气象厅设有雷达雨量观测网,负责发布暴雨灾害的预报和警报。市政部门负责保护区划定、洪水疏散、洪水风险管理等工作。除此之外,民间还建立了以河流环境修复为主的管理联盟,联盟成员通过实地考察、开展研讨会、建造雨水储蓄设施等活动,形成了当地的流域管理机构[7]。从政府到民间,各级管理机构明晰的责任分工,循序渐进推进日本海绵城市建设。
3.重视城市基础设施建设
对于城市防洪工程的建設,城市下水道系统发挥着举足轻重的作用。日本十分重视基础设施建设,城市设计中有发达的下水道系统和足以承受洪水的超级堤防,同时非常注重下水道后期的维护,即使发生暴雨也不会出现大面积的积水现象。为了有效预防洪灾,日本政府针对人口密度较大的地区实行加固堤防、拓宽河道、加大地下蓄水池的建设等措施。东京的年平均降水量约等于世界年平均降水量的两倍,但多年来东京未曾发生过洪涝灾害,其制胜法宝即是发达的城市下水道系统加上地下蓄水池系统,有效解决了城市水患。早在20世纪80年代初,日本就开始将地下蓄水池应用到容易聚集雨水的居民区、学校、公园等场所[8],极大降低了地面被淹的风险。此外,政府还鼓励市民个人修建雨水蓄水池,并给予经济补贴。对于基础设施建设的重视也为城市后续的发展建设打下了牢固的根基。
(三)德国海绵城市建设经验镜鉴
1.率先建立排水工程
德国是最早涉足海绵城市建设的国家,早在1811年慕尼黑就开始建造城市排水系统。1873年,柏林修建第一条下水道,虽然柏林不属于会发生强降雨的地带,但当时的建设负责人就考虑到了柏林未来可能面临的内涝问题,并在当时的规划中顾及到柏林未来100年左右的发展规模。柏林有四分之三的下水道都是雨污分流的排水模式,青岛原是德国的租界,当时也是按照此模式进行规划,青岛的部分老城区100多年前修建的水渠目前仍在使用[9],且水流顺畅,说明严谨的德国人率先建立的排水工程经受住了时间的考验。
2.注重雨水集蓄系统建设
德国的雨水收集技术经过多年的发展已相当成熟。雨水集蓄系统主要包括地下储水器、透水性地砖、绿色屋顶等设施。德国立法规定,在建筑建设之初,必须设立雨水集蓄设施,否则将按照雨水排放量缴纳雨水排放费,因此,德国的很多家庭都安装了雨水集蓄设施,收集的雨水还能二次利用[10]。德国还是最早开始铺设绿色屋顶的国家,德国的居民区大都铺设了绿色屋顶。早在1927年,德国柏林的百货公司屋顶上就建立了当时世界上最大的绿色屋顶花园,经过多年的发展,德国已成为屋顶绿化最先进的国家。目前,“建筑物大面积植被化”的专利90%来自德国。此外,德国非机动车道、步行街、广场等公共区域都采用了透水材料铺装,增加雨水的渗透。随着雨水利用技术及相关标准相继成熟完善,推动了德国海绵城市建设迅速发展。
3.积极宣传建设成果
德国给排水工程的大力宣传工作在柏林、慕尼黑、科隆等大城市取得了良好的效果。慕尼黑等地的下水道变成了游客的免费旅游景点,这个景点不是传统的下水道博物馆,而是正在运行中的地下给排水系统。政府的这一举措不仅促进了当地给排水工程建设和管理,而且对于其他城市和国家的海绵城市建设将起到很大的激励作用。然而给排水工程在建设的过程中会给当地居民的日常生活带来一定的不便,其建设进程的推进会面临较大的难题,因此,德国政府积极向民众宣传生态保护、污水治理、给排水运作带来的益处,向民众普及建设理念,鼓励民众参与到给排水工程建设中,方便民众监督建设进程,充分发挥广大民众的力量。
(四)澳大利亚海绵城市建设经验镜鉴
1.分阶段有针对性建设
澳大利亚在海绵城市建设方面的成功经验可以概括为六个阶段[11],第一个阶段为解决城市供水问题。这一阶段起源于19世纪初,政府为了保障城市人口的供水安全,开始对城市的集中式供水问题展开规划和管理,向社会提供不限量的淡水资源。第二阶段为解决城市的排污问题。19世纪中晚期,受西方疫情爆发的影响,澳大利亚考虑到人口用水安全问题,开始实行雨污分流,保障公众健康。第三阶段为解决城市排水问题。20世纪中期,随着经济的发展,气候和环境受到一定的影响,基础设施建设投入提高,部署地下排水管线,并将城市河道渠化,但在这一阶段,城市河道的景观价值被忽略。第四阶段为解决城市地表水问题。20世纪70年代,澳大利亚水资源污染和过渡使用的情况开始突显,为提高环境状况,地表水资源保护开始被纳入城市规划中。第五阶段为建设水循环城市。这一阶段基本是停留在学术层面,相关研究人员正在积极探索实践水循环城市的实现路径。第六阶段为水敏城市建设,这一阶段即形成了澳大利亚著名的水敏性城市设计(简称WSUD)。在20世纪90年代后期,WSUD的概念已逐渐被水资源管理和城市规划设计部门的研究者和实践者所使用。WSUD的形成不仅涉及水资源认知、规范、管理等层面的变化,还包括宜居城市建设、环境修复与保护、经济可持续发展等方面。
2.明确的立法与政策架构
水敏性城市设计的立法与政策架构由澳大利亚联邦政府提出倡议,维多利亚州政府牵头制定相关法律法规,再由墨尔本市政府结合城市的实际现状制定城市的详细规划与设计方案[12]。三者由上到下,从宏观到微观建构出了明确的立法与政策体系,为水敏性城市设计创造条件,具体如图1所示。
3.有效的监管体系
为实现水敏性城市建设的有效监管,澳大利亚政府鼓励多方共同参与,并建立政府、开发商和个人建设联盟,落实各方的监管职责和措施。WSUD建设由多方参与,包括环保局、流域管理局、道路交通管理局等部门,由于在建设的过程中所涉及的环节较多,需要协调各方的工作,墨尔本政府建立并实施监督调查体系,由市水务局作为监管主体,审核开发商的项目方案,方案审核通过后,在建设过程中由当地政府、管理机构和个人共同监督建设进程。通过层层递进的共建政策,协调各方的配合,以有效的监管体系保障WSUD的落实。
三、中国海绵城市建设特点及经验
中国城市雨洪管理的研究起步较晚,开始于20世纪80年代,2002年国家颁布了《中华人民共和国水法》,主要用于水资源短缺的地区,鼓励对雨水进行收集、开发和利用。2013年12月,习近平在中央城镇化工作会议上正式提出建设“海绵城市”,随后,我国开始掀起建设海绵城市的浪潮。
(一)国家层面
2015年4月,國家批准镇江、厦门、济南、武汉等16个首批海绵城市建设试点。2016年4月,北京、上海、青岛、宁波等14个第二批国家级海绵城市建设试点产生。为有效推进海绵城市建设,政府相继出台了相关法律法规,具体如表1所示。
(二)省域层面
为顺利开展海绵城市试点建设工作,各省份也在积极探索实践。如:2016年8月,江苏省批准南京、徐州、苏州等9个城市成为第一批省级海绵城市试点城市。2017年6月,又批准无锡市、宿迁市、连云港市、新沂市、靖江市为第二批省级试点城市。2016年山东省政府筹资两亿元,启动海绵城市省级试点建设,批准泰安、潍坊、聊城等5市及莒县、曲阜、青州3县为省级海绵城市建设试点。
我国幅员辽阔,在气候、水资源、土壤等方面存在较大差异,因此,海绵城市建设的目标也不尽相同。虽然国家颁布了《海绵城市建设技术指南》,但针对我国东中西部不同的区位特点,各省份因地制宜编制海绵城市建设方案,颁布《关于推进全省海绵城市建设的实施意见》,明确海绵城市建设总体要求、基本原则、建设重点及保障措施。不同省份在建设过程中都有自身的侧重点[13]。南方地区水资源相对丰富,夏季多暴雨,容易发生洪涝灾害,则更加重视径流峰值及污染的控制。北方地区水资源相对匮乏,西北地区容易发生旱灾,则注重雨水的渗透、滞留与储蓄。不同省份面对自身所处的条件采取不同的建设举措,体现了因地制宜的建设原则[14]。
(三)城市层面
由国家和省政府颁布的海绵城市建设试点积极响应上级要求,其建设特点及经验主要体现在以下三个方面:
1.打造“智慧海绵”综合体系
随着海绵城市建设的稳步推进,其重心开始由单个海绵体建设转向以自然条件为基地的“智慧海绵”建设。“智慧海绵”建设是一个包含水环境、水资源、水安全、水生态和水文化等多目标的复杂非线性系统。如江苏省镇江市即是将海绵城市建设与城市基础设施建设相结合,与绿化提升、河道整治、公园建设、老旧小区改造等项目有效整合起来,协调统筹共同推进,不仅开发了“五水”的功能,还提升了城市的景观效果,从而形成一个以城市自然条件为基础的大海绵体。
2.注重绿化面积的扩充
在海绵城市建设理念下,各大城市坚定绿色发展意识,注重绿化面积扩充。绿化植物不仅能够作为防御雨水的缓冲带,同时还能够达到净化雨水的效果。如济南的多个建设试点实施公园景区改造升级,大力开展植树绿化,丰富植物配置。上海滴水湖的环湖80米景观带,一方面可以起到“调节河水之丰俭,缓解旱涝之灾害”的作用,另一方面提升了城市的景观价值。很多城市也在扩大道路两旁的绿化带,铺设绿色屋顶,越来越重视绿色城市的发展建设。
3.加强示范项目建设
打造海绵城市示范项目不仅能够对周边地区形成示范效应,而且可以带来巨大的商业价值。国内各个试点城市都在致力于示范项目建设,打造属于自己城市的“海绵品牌”。如重庆悦来新城项目,考虑到地质结构和山地特征不适宜采用“渗”和“滞”的模式,因此结合场地的实际现状,区别于平原地区海绵城市建设,采取“雨水景观塘+集水模块”的方式,并考虑到“山地道路与景观视觉形态”问题,打造属于山地城市的示范项目。
(四)企业层面
我国海绵城市建设试点覆盖范围较广、运营成本较高、资金需求体量较大、效益显现周期长[15],仅靠财政投入难以支撑海绵城市建设正常运行,企业通过PPP模式参与到海绵城市建设,大多采取BOT模式,即建设——运行——转移[16]。企业和政府签订股权协议,由企业负责项目的建设、管理、投融资及运营维护,项目完成后,企业再将项目移交给政府,具体如图2所示。
企业的参与是海绵城市建设重要的资金保障,江苏省镇江市海绵城市建设PPP模式,通过合理的报价竞争机制,吸引中国光大水务有限公司作为合作伙伴,采用BOT模式,由项目公司负责建设、投融资及运营维护,并制定完善的项目回报机制[17],PPP运营取得了良好的效果。
四、国内外海绵城市建设比较
纵观上述美国、日本、德国、澳大利亚和中国的海绵城市发展历程,可以发现国内外在建设理念、建设规划、法律法规等方面既相互联系又相互区别[18],具体见表2所示。
综上所述,尽管国内外应对雨洪的方式有所不同,但基本形成了一定的共识,这对于我国海绵城市建设具有很强的指导价值。
第一,建立健全的法律法规。法律法规是海绵城市建设中的重要推动力和保障,国内外海绵城市建设都颁布了相关的法律法规。法律法规体系颁布主体可分为宏观层面的国家政府、中观层面的省级政府和微观层面的市级政府。国家层面制定出总体规划和宏观标准,中观层面制定适合区域尺度的法规政策,微观层面制定详实的具体方案,层层递进,从而保证法律法规的权威性、科学性和务实性,确保政策的落地实施。
第二,构建完善的管理机制。对于海绵城市建设的管理问题,政府需要确立一个完善的管理机制,海绵城市建设是一项涉及多部门、多开发商及广大民众的庞大的系统工程,划清管理职责、建立完善的问责制度和监督体系,能够第一时间发现问题,找到解决问题的方法和途径,从而提高工作效率。海绵城市建设完成后,还需做好后期的维护,明确责任主体,进一步提高建设的环境效益、经济效益和社会效益。
第三,重视基础设施的升级改造。海绵城市建设的核心是解决城市水问题,一方面,落实水生态可持续发展理念,将海绵城市建设与开展生态修复工作相融合,重视城市流域保护,加强水安全管理。另一方面,将城市“灰色设施”与“绿色设施”结合建设[19],不仅注重地面上的公园、绿化带、植草沟等绿色设施的建设,也重视地下排水管网、蓄水池、雨污分流管道等灰色设施的建设,从而将雨洪管理与城市固有的自然生态系统有机融合,实现雨水快排和充分利用的最优目标。
第四,积极展开对外宣传。美国建立有公众参与机制,日本的《河川法》修订后明确指出河道的整治规划必须保持与公众的良好沟通,德国把下水道变成旅游景点,足以说明在海绵城市建设中积极宣传建设理念,鼓励民众参与海绵城市建设的重要性。海绵城市建设的成果由民众享有,让民众充分认识解决城市水危机、改善城市生态环境、形成对水资源的良性循环利用将给自身给社会带来的巨大效益,取得民众的支持会减少海绵城市建设过程中的障碍。
[参考文献]
[1]STERN D N,MAZZE E M.Federal water pollution control act amendments of 1972[J].American business law journal,1974(1):81-86.
[2]黄金良,王思齐,卢豪良.可持续雨水管理与海绵城市构建的美国经验[J].中国环境管理,2018,10(5):97-103.
[3]顾大治,罗玉婷,黄慧芬.中美城市雨洪管理体系与策略对比研究[J].规划师,2019,35(10):81-86.
[4]石磊,樊瀞琳,柳思勉,等.国外雨洪管理对我国海绵城市建设的启示——以日本为例[J].环境保护,2019,47(16):59-65.
[5]FURUTA N,SHIMATANI Y.Integrating ecological perspectives into engineering practices-perspectives and lessons from Japan[J].International journal of disaster risk reduction,2018(32):87-94.
[6]SHINICHIRO N,TAIKAN O.Paradigm shifts on flood risk management in Japan:detecting triggers of design flood revisions in the modern era[J].Water resources research,2018(8):5504-5515.
[7]YAMASHITA S,WATANABE R,SHIMATANI Y.Smart adaptation to flooding in urban areas[J].Procedia engineering,2015(18):1096-1103.
[8]田闖.发达国家海绵城市建设经验及启示[J].黄河科技大学学报,2015,17(5):64-70.
[9]沈乐,单延功,陈文权,等.国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈[J].人民长江,2017,48(15):21-24.
[10]董秉直.海绵城市管理与建设的国外经验借鉴[J].人民论坛·学术前沿,2016(21):19-28.
[11]孙秀锋,秦华,卢雯韬.澳大利亚水敏城市设计(WSUD)演进及对海绵城市建设的启示[J].中国园林,2019,35(9):67-71.
[12]肖娅,徐骅.澳大利亚水敏城市设计工作框架内容及其启示[J].规划师,2019,35(6):78-83.
[13]许申来,周影烈,韩志刚,等.北方季节性降雨地区海绵城市规划建设经验探索[J].给水排水,2019,55(5):81-85.
[14]王琪.典型海绵试点城市建设经验与启示[J].绿色建筑,2019,11(1):37-41.
[15]徐君,任腾飞.我国海绵城市建设面对供给侧改革的冷思考及新路径[J].经济问题探索,2018(4):99-105.
[16]何冬阳.政府推进海绵城市建设PPP模式的问题及改进路径研究[D].武汉:武汉科技大学,2018.
[17]魏保平,柏云.PPP模式驱动海绵城市建设——以镇江市海绵城市项目为例[J].中国投资,2016(6):72-74.
[18]FLETCHER TD,SHUSTER W,HUNT WF,et al.SUDS,LID,BMPs,WSUD and more the evolution and application of terminology surrounding urban drainage[J].Urban water.2015(12):525–542.
[19]马海良,姜明栋,胡嫒媛,等.海绵城市建设时空差异研究——以江苏省为例[J].生态经济,2018(4):185-190.
(责任编辑:张丽阳)