城市案例|墨爾本的城市雨洪管理
（上圖系澳大利亞墨爾本的雨水花園）
小秘書：
本文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。我們看到，澳大利亞墨爾本的雨洪管理不可謂不先進。但我們同樣也能看到，先進的技術，總要配合嚴格而精細的管理，才能讓城市具備變得更美好的可能性。
維多利亞州首府墨爾本是澳大利亞的文化、商業、教育、娛樂、體育及旅游中心，在2011年、2012年和2013年連續3年的世界宜居城市評比中均摘得桂冠。墨爾本地區人口約400萬，面積8800平方公里，城市綠化面積比率高達40%，以花園城市而聞名。
和世界其他大城市一樣，在城市發展中，墨爾本也面臨城市防洪、水資源短缺和水環境保護等方面的挑戰。作為城市水環境管理尤其現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
城市發展過程中，部分透水性能良好的自然土壤地表，被轉換為硬化或水泥地面。這會大大減少降雨向土壤的滲入，產生更多徑流，導致雨洪徑流量、洪峰流量和流速增加。現有的雨洪排澇系統，如果之前沒有充分規劃，或未進行與新開發項目匹配的升級，將沒有足夠的能力安全排泄增大的雨洪流量。這就增加了區域的暴雨洪澇風險，引發城市洪澇問題。
不透水的城市表面和傳統的排水系統，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和自然下墊面滲透。這將導致維持天然水體及其生態系統的水文特性產生顯著變化。這些水流條件改變，會導致水質變壞、河形改變，受納水體的生物多樣性和生態功能也會退化。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生的泥沙顆粒及附著其上的重金屬和有機物物質、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環境造成破壞。
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，過去五年的城區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，來抵消工程建設投資和運營費用；墨爾本的母親河Yarra 河的水質雖在過去幾十年的努力下得到顯著改善，但監測數據表明，河道水質、下游匯入的飛利浦港灣水質，還是會受到城市雨水徑流沖刷污染影響，下游部分城區河段水質較差，不適宜游泳活動。2012年夏季，在經歷了炎熱的氣溫和攜帶污染物的城市徑流匯入后，飛利浦港灣藍藻爆發。
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發展的現代雨洪管理新體系成為城市唯一的選擇。
（Yarra 河與城市和諧共處）
WSUD水敏感性城市設計
目前發達國家的雨洪管理，已從傳統的水量控制，過渡到水量和水質并重方面，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，以實現城市發展和水環境的和諧與可持續發展。
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。但人們期待的生態城市河道并未如期呈現，城市雨水徑流的面源污染等，成為改善河道生態健康所不能回避的問題。
自此，墨爾本在城市規劃中，開始關注雨水徑流水質的控制。跨越多重專業的WSUD雨洪管理體系得以逐步發展，墨爾本在工程實踐中引入了WSUD技術。WSUD 綜合考慮了城市防洪、基礎設施設計、城市景觀、道路及排水系統和河道生態環境等，通過引入模擬自然水循環過程的城市防洪排水體系，達成城市發展和自然水環境的和諧共贏。2000年后，WSUD在澳大利亞成為了必須遵循的技術標準，在城市發展中被廣泛采用。
WSUD的一個重要原則是源頭控制，水量水質問題就地解決，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。其雨洪水質管理措施，如屋頂花園、生態滯蓄系統、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。
同期國際上類似的雨洪管理技術體系,還有美國的LID低影響開發(Low Impact Development)等。不過目前LID技術在美國各州應用并不均衡，并有逐漸并入綠色基礎設施（Green Infrastructure）概念的趨勢，作為LID技術核心的雨洪管理技術發展相對緩慢。而WSUD已成為澳大利亞城市開發中的強制標準，被廣泛應用。同時，圍繞其城市雨洪管理的技術核心，澳大利亞持續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節管理體系。
目前澳大利亞要求，2公頃以上的城市開發必須采用WSUD技術進行雨洪管理設計，其主要設計內容包括：
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控制徑流量：開發后防洪排澇系統（河道、排水管網等）上、下游的設計洪峰流量、洪水位和流速不超過現狀；
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保護受納水體水質：項目建成后的場地初期雨水需收集處理，通過雨水水質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等）80%，后方可排入下游河道或水體。水質處理目標要根據下游水體的敏感性程度來確定；
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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；
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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。
（雨水生態過濾槽）
工程中要綜合考慮當地水文氣象和地形條件，結合城市規劃、防洪排澇規劃、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、水力和水質數學模型進行定量的分析計算，確保水量和水質控制目標的達成。
墨爾本對雨洪管理設計的監管
依據澳大利亞1989年的水利法案、1987年的規劃和環境法案，聯邦政府主管部門制定了相應的洪水管理和水環境保護管理條例。據此，州、市政府建立了完善的城市雨洪管理監管體系，并在規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劃，供墨爾本水務局審查，總體規劃要從源頭上避免和控制城市發展對水環境的負面影響，如城市洪澇災害、受納水體水質等，并要符合區域的長期規劃。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系，按要求將工程報告、設計圖紙、計算書甚至數學模型提交墨爾本水務局審核備案。各階段審核完成后，經主管部門發放許可文件批準，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（Proof Engineering）。
在施工前，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管。
在舊城區改建工程中，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達標。
在上述過程中，主管部門的監管，必須遵循相應法規和技術標準，建設方對主管部門的監管不當或失職行為，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、不完整的交流信息，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濟補償。
結語
目前，中國的城市雨洪管理已在向低影響開發技術、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環境的角度，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，以及建設部2014年新版室外排水國家標準，都涉及水量水質并重的低影響開發理念。
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代雨洪管理體系。城市老城區的雨污合流排水系統改造困難重重，需探索出一條雨污合流制下的雨洪管理新路。新城區排水系統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劃和建設中，最大程度上降低城市發展對自然水環境的負面影響。
（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，現歸國從事水規劃工作。）
