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澳大利亚的海绵城市(WSUD)





在城市发展中,澳大利亚的很多城市都面临城市防洪、水资源短缺和水环境保护等方面的挑战。作为城市水环境管理尤其现代雨洪管理领域的新锐,以墨尔本为代表,其倡导的WSUD水敏性城市设计(Water Sensitive Urban Design)和相关持续的前沿研究,使其逐渐成为城市雨洪管理领域的世界领军城市。

澳大利亚水资源状况

澳大利亚水资源总量力3430亿m3,目前已开发利用的地表水和地下水资源量为175亿m3。

水资源状况的基本特点:

一是总量少,人均占有量多。二是地区分布不均。三是降水年内、年际分配不均。

相对丰富的水资源与较少的人口使澳大利亚水问题并不突出,但是,随着人口的增加和经济社会的发展,局部地区对水资源的过度开发利用造成潜在影响渐渐显现出来,新的水量分配问题、主要河流的水质问题、灌溉区域的次生盐碱化问题以及地下水的不合理开采问题愈来愈引起人们的关注。加强水资源管理已成为澳大利亚联邦和各州政府的紧迫任务。

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澳大利亚干旱图

广大的西北、中部确实是干旱的,但东部沿海,还有其他个别地方气候还是比较湿润的,颜色越蓝的地区降水越多。

澳大利亚水资源的粗放利用(包括过度开发、粗放灌溉和污水随意排放)引发的环境问题在20世纪60年代爆发,灌溉引起的盐碱化和内涝问题非常严重。90年代初,由于用水增长导致河道水量减少,墨累河滋生的大量蓝藻,造成震动全国的水质危机。这一切,促使政府对水资源的承载能力进行重新评估,并启动了以控制水的需求为主的水改革。

澳大利亚水资源管理经验

澳大利亚以州政府为中心形成了权责明确、适度统一、运转有效的水资源管理体制。这样的结构有利于管理信息的传播和反馈,能够制订出符合实际的政策,减少实施的环节,避免政出多门的矛盾。

水价改革是澳大利亚供水业改革的关键,各地新水价的制订和供水企业化几乎是同步进行的。目前,澳大利亚不论是城市供水企业,还是农业灌溉公司都能盈利运行。

澳大利亚对水质管理非常重视,联邦和州的环保部门制定了极为严格的污水排放标准。政府委托有资质的独立监测部门实施水质监测,法庭和政府环保部门依据环保法规对污染者进行处罚。这些标准的制订除了考虑污染物的指标,同时也考虑排放水域的纳污能力。

澳大利亚对地下水资源以保护为主,限制开采,尤其是深层地下水,更是严禁开采。目前,农业部正在实施一项计划封闭大自流盆地的一些水井,以保证这一地区的生态不致恶化。

而在城市发展中,澳大利亚的很多城市都面临城市防洪、水资源短缺和水环境保护等方面的挑战。作为城市水环境管理尤其现代雨洪管理领域的新锐,以墨尔本为代表,其倡导的WSUD水敏性城市设计(Water Sensitive Urban Design)和相关持续的前沿研究,使其逐渐成为城市雨洪管理领域的世界领军城市。

WSUD水敏感性城市设计

目前发达国家的雨洪管理,已从传统的水量控制,过渡到水量和水质并重方面,进一步推进雨水收集利用,并追求雨洪管理设施和城市景观的有机融合,以实现城市发展和水环境的和谐与可持续发展。

以墨尔本为首所倡导的WSUD,于上世纪90年代在澳大利亚兴起。当时城市的雨洪分流体系基本完善,通过建设污水处理设施,城市点源污染的排放基本得到完全控制。但人们期待的生态城市河道并未如期呈现,城市雨水径流的面源污染等,成为改善河道生态健康所不能回避的问题。

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WSUD的一个重要原则是源头控制,水量水质问题就地解决,不把问题带入周边,避免增加流域下游的防洪和环保压力,降低或省去防洪排水设施建设或升级的投资。其雨洪水质管理措施,如屋顶花园、生态滞蓄系统、人工湿地和湖塘,也能在不同程度上滞蓄雨洪,进而减少排水设施的需要。绿色滨水缓冲带在保证行洪的同时,能有效降低河道侵蚀,保持河道稳定性。雨水的收集和回用提供替代水源,降低了自来水在非饮用用途上的使用。和景观融合的雨洪管理设施设计,可营造富有魅力的公共空间,提升城市宜居性。

围绕其城市雨洪管理的技术核心,澳大利亚持续进行了大量前沿研究和跨学科讨论,墨尔本提出的水敏性城市理念中,还首次引入了雨水、地下水、饮用水、污水及再生水的全水环节管理体系。

工程实践中采用的水量控制措施,主要包括透水铺装、下凹绿地、地下储水池及雨洪滞蓄水库(人工湖、雨洪公园)等;水质处理措施主要包括道路雨水口截污装置,植被缓冲带、排水草沟、生态排水草沟,泥沙过滤装置、泥沙沉蓄池、雨水花园、人工湖及人工湿地等。

典型案例

爱丁堡雨水花园

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雨水公园位于爱丁堡公园内,能为周围的树木等植被和运动场提供经过处理的灌溉雨水,即为美丽的公园增加了一道独特的景观,又提高了游客兴趣,还具有非凡的深刻意义。雨水公园的建设解决了当地饮用水和灌溉水的双重危机。公园里有各种水景景观和相应的设施,能收集储藏雨水,进行水体净化并通过分流管分流给需要的区域。水源经过过滤介质和各种植被的自然作用实现净化,公园里的四个平台方便游客欣赏景色,进行户外活动。

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爱丁堡雨水花园是为了给公园中的树木提供水分为建立的,同时也为整个的公园提供装饰性的作用,给人一个放松休闲的场所。墨尔本已经经历了多年的干旱,这个雨水花园有效的解决了这个干旱难题。

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经过设计,整个的雨水花园每年将吸收16,000公斤的固体悬浮颗粒,同时通过植物生长吸收160公斤的营养盐、氮等一些元素,减少垃圾产量。同时地下存水的过滤水将达200千升,提供每年公园所需灌溉水的60%。

维多利亚公园

位于澳大利亚悉尼的维多利亚公园可谓历史丰富,它最早是一片沼泽地,后来成了赛车场,再后来是汽车制造厂和海军后勤中心。如今它却摇身一变,成了城市转型更新和水敏感性城市设计(Water Sensitive Urban Design)的典例。

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今天的维多利亚公园社区是占地24公顷的综合开发项目,包括为5000人提供中高密度住宅、商务及零售设施。与众不同的是,这里的道路交通体系除了满足交通功能之外,还是路面雨水收集和处理的基础设施。道路绿化分隔带中除了常见的行道树之外,还设置了长满植物,能够进行雨水收集和渗透的景观明沟。

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雨水经过植物和砂石过滤层后,先是被水管收集并储存到社区公园里,由四个水塘所组成的蓄水系统中;再经过湿地处理,最终被作为绿地浇灌和水景的水源重复使用。当水面因蒸发而下降时,自动系统便会用蓄水水塘中的水进行补充。

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无花果小区

无花果小区原址为纽卡斯尔一个主要公交车站,最初是有轨电车的车站,后来成了公共汽车站。 随着汽车数量的增多,碳氢化合物的渗漏情况越来越严重,重金属、油腻将原址10米厚的沙层严 重污染。当时采取的矫正措施只是在表面上加了一层水泥盖子,因此只治标,不治本。

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实际上,水泥盖子以下300毫米的土层已经被污染了,而在3米~4米深的地方,地下水是可以用来灌溉的。

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因此,无花果示范区的第一步,就是将那层水泥盖子和已遭污染的300毫米厚的土层除掉,然后填进去好土。这样做的目的只有一个,就是清除能够见到的所有污染物。纽卡斯尔市议会城市水资源中心做的一项调查显示,通过该项目的实施,雨水对地下水的补注作用明显,而且成了主要的家用水资源。家用范围包括热水、冲洗厕所和公共空间的灌溉,但不用于饮用。雨水的再利用大大提高了水的供应量,公交车站自然也看到了前景,所以也加入进来联合开发,从而解决了清洗车辆的用水问题。

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根据调查,用这种方式在示范小区收集、处理的雨水能够满足:

* 室内热水和冲洗厕所用水50%的需求;

* 100%花园灌溉需求;

* 100%的公共汽车清洗需求。

雨水收集计划的另一大优势是留住大量的雨水,减少暴雨径流量,降低下游的洪峰,从而减小对 雨水处理设施的压力,包括污染控制设备。

结语

同期国际上类似的雨洪管理技术体系,还有美国的LID低影响开发(Low Impact Development)等。不过目前LID技术在美国各州应用并不均衡,并有逐渐并入绿色基础设施(Green Infrastructure)概念的趋势,作为LID技术核心的雨洪管理技术发展相对缓慢。而WSUD已成为澳大利亚城市开发中的强制标准,被广泛应用。

目前,中国的城市雨洪管理已在向低影响开发技术、水敏性城市设计等先进的技术体系演变,在注重城市防洪排涝能力升级的同时,也开始从保护水生态环境的角度,提出对城市雨洪面源污染的控制措施,如北京2013年推出的城市新建项目雨洪管理地方法规,以及住建部2014年新版室外排水国家标准,都涉及水量水质并重的低影响开发理念。

来源:网络

整理:中国海绵城市网

 





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