水敏感城市设计(Water Sensitive Urban Design, WSUD)理念因应澳大利亚长期干旱而人口、城市规模持续增长的背景,于上世纪90年代初最早由W Helan等人提出, 并在2004年联邦文件“国家水倡议之跨政府间协议”(Intergovernment Agreement on a National Water Initiative)中最早成为正式的官方理念。
该理念把城市水循环作为一个整体,将雨水、供水、污水(再生水)管理视为水循环中相互联系、相互影响的环节,加以统筹考虑。除了雨水管理,其理念核心还包括减少流域之间水的传输(给水供应、废水排放)以及城市区域雨水的收集利用等内容,并倡导将水文设计与城市规划结合,尽量减少城市开发对水循环过程的影响。
水敏感城市设计(WSUD)在理念核心上与我国国内正在大力推进的海绵城市建设有共通之处。澳大利亚关于WSUD的措施选择,建设推进路径、政府管控模式,对包括广州在内的国内城市实施海绵城市建设有重要的借鉴意义。
阿德莱德地处澳洲南部居中,多年平降雨量500mm左右,且常年蒸发量大于降雨量,降雨条件与国内西安、银川等城市类似,水资源相当匮乏。阿德莱德当地政府一贯重视水资源的节约和利用,将WSUD作为大力推进的核心政策之一。
不同于中国南方城市(如广州)主要水问题为水污染(水资源丰富但城市排污,工、农业污染导致水质型缺水)和洪涝灾害,阿德莱德多年推行WSUD,水环境污染问题并不突出,其水问题的重点是水资源的匮乏和降雨季节分布不均(旱热同季,雨季为冬季且降雨相对集中)。
2010年6月,南澳大利亚州政府颁布基于水资源管理的中长期规划Water for Good——A plan to ensure our water future to 2050,预期到2050年污水再生回用率从现状的30%提升到50%,并实现向周边区域的水资源输出。
WATER FOR GOOD(水资源规划文件封面)
2010年11月,大阿德莱德地区规划、交通、基础设施部门联合颁布《水敏感城市设计技术手册》(Techinical manual for water sensitive urban design in Greater Adelaide),用以对当地开发建设项目中的水敏感城市设计的配套工作提供技术引导,该手册并同时提供生物滞留和湿地系统类案例研究成果供设计人员借鉴。
《水敏感城市设计技术手册》及配套案例研究文件部分分册封面
2013年以来,阿德莱德地区持续干旱,该市WSUD执行力度进一步加大。当前主要关注点包括建筑、社区雨水径流的管控和资源化利用、生活或城镇污水的再生回用等。雨季(冬季)收集储存的雨水被注入地下或存放于水库并用作旱季(夏季)水源。
澳大利亚联邦政府大力推行WSUD。在公用项目领域,若贯彻WSUD建设要求的,联邦政府会补贴项目建设费用中WSUD部分的一半。非公共发展项目领域,同步实现相应的雨水管控指标是发展商获得建设许可的前置条件之一,该要求并会在验收阶段被严格考核。
此外,澳大利亚的WSUD建设并不是一个独立的行动,政府也同时制定了城市生态计划和绿化城市计划等有关实现城市绿色生态的可持续性发展的战略行动,与WSUD相互结合,形成一个人类活动与动植物群落活动密不可分,相得益彰的良性生态循环系统。对实现水敏感城市提供有效支撑与优越的载体。
南澳大学Mawson Lakes校区结合道路、地形和场地条件设置有透水铺装、雨水花园、下凹绿地、调蓄水池、人工湿地等多种水敏感(低影响开发)设施。
由这些设施收集的地表径流,经绿化和土层过滤预净化后,通过预埋的集水管汇流到校区的地下调蓄水池,再经集中净化处理,部分回灌地下水,部分用作校区绿化和道路浇洒用水水源。
超出前述设施管控能力的雨水,汇集到校区内具备调蓄能力的地表湖泊和沟渠,并与处理后的小区生活污水合流,经人工湿地进一步净化后外排城市水体。
整个阿德莱德市区的多处类似功能的人工湿地经城市水体相互勾连,大大提升了城市对超标涝水的调蓄滞纳能力,对保障城市排水安全作用显著。考虑当地蒸发强于降雨,且集雨时必然受淹的特点,水敏设施内植物种类秉承本地化、耐旱且可承受水淹的要求选择。
南澳大学水实验室是集教学与科研一体的涉水实验室。该实验室当前正在进行的水敏感方向研究包括透水铺装对径流污染的控制效果,以及透水铺装材料优化研究。近年来,国内也陆续有同类应用型研究成果公开发表,将中澳两国不同气候与人居环境条件下的成果两相对照,对国内海绵城市建设的道路路面结构形式及透水铺装材料的选择,具有较好的借鉴作用。
阿德莱德植物园湿地位于距离阿德莱德市中心不远的First Creek地区,项目包括植物、水和人类三个关键主题,项目的概念设计融入了工程设计、园林美化等诸多内容,最终的整体系统包括了实质景观,生态景观,并融合机械和水文过程,具备含水土层储存和恢复系统(简称ASR)的功能。
湿地建成后为众多植物和昆虫提供了栖息地,并对改善植物园周边洪水泛滥状况、净化暴雨污染具有十分重要作用。该项目同时成为阿德莱德具有向游客展示WSUD系统及其运行机理的重要科普宣教和娱乐意义的场地之一。
Pirrama park位于悉尼市Pyrmont哈里斯街尽头,项目主旨为恢复从哈里斯街道走到海边,并设计供人使用的滨水社区设施。创新的、可持续性的设计包括太阳能使用和暴雨排水系统。暴雨排水系统部分,通过低势绿地、植草旱沟、生物滞留池、生态坡岸等多种水敏措施对地表雨水径流进行污染消减和净化,极大降低了雨水径流对海湾内海水的污染风险。
在Pyrmont的植物设计中,并没有采取过多品种的搭配和层次复杂的设计,而是更重视植物品种的功能性,每种植物的选择与分布都与暴雨排水系统有机结合。大面积疏林草坡的设计既满足市民活动休闲的需求,也是为整个排水系统贡献出更多的收水与汇水面积,成为一个功能突出的滨水公园设计典范。
植草旱沟与生物滞留池
低势绿地与生态坡岸

污染消减保护下水质优良的海湾
悉尼市中心的维多利亚公园是城市转型更新和水敏感性城市设计(WSUD)的典例。建成后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。
这里的道路交通体系除了满足交通功能之外,还同时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。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。
维多利亚公园设计理念体现了四个关键原则:现有范围内的环境战略、自然湿地系统、场地连接和社区发展。展示了如何将滨水城市设计和文化设计原则相结合,建成较高密度的城市内部开发区。这个项目凭借其创新水资源管理系统及其高质量的生活环境,不仅提供了一个具有娱乐功能的社区,还对该地区的生态系统进行了恢复和重建,已成为澳大利亚的典型案例。
此外,滨水设置的丰富多样的休闲游憩场所,成为吸引人们在这里体验雨水收集与循环利用全过程的契机。
总结维多利亚公园水敏感体系的特点可见,通过建立城市道路基础设施与公园绿地系统之间的联系,为根据雨水自然循环过程来进行水敏感性城市设计,从而达到包括雨水收集、调节旱涝、减少地表径流、水质净化、提供多样性的生物栖息地等多种目的,找到了一种可持续的景观途径。
悉尼公园位于悉尼港大桥的西南方向7.5公里处,前身是工业遗留和垃圾填埋场,经过近20年的努力改造,变成了占地44公顷的公园。
经历20世纪90年代和21世纪早期至2012年结束的“千年干旱”后,为满足城市未来的发展,悉尼推出了“分散水资源控制计划”(2012-2030)。该计划拟通过建造雨水花园、灌溉系统、暴雨循环利用系统和选择合适的树种等多种途径降低雨水的地表径流,最大量蓄积和再利用这些水资源。
悉尼公园水资源再利用项目是该计划的一部分,也是澳大利亚至今为止最大的环境计划,旨在2030年前减少10%的城市饮用水需求。该项目能实现当地雨水的截留和再利用,每年处理降雨并重复利用水资源2.21亿加仑。
水处理设施包括污染物收集装置、生物滞留系统、湿地和现存池塘。水的再生利用还将经过过滤、紫外线消毒等进一步处理。悉尼公园水资源再利用项目将可持续基础设施整合到一个高建成度的公园中,实现了多方共赢。项目实施了一段时间之后,其效益已经充分体现出来。公园的动物和植物数量逐渐增多,已有的和正在形成的物种受到了保护并发挥着更加重要的作用。
悉尼公园水循环项目实景俯瞰
悉尼公园水循环项目规划平面
悉尼公园水循环项目向人们展示了城市水管理的重要性,城市与自然相互依存,缺一不可。对于实现2030年悉尼可持续发展计划做出了重大贡献,未来它还将在促进悉尼东南部的社区发展众发挥极为重要的价值。
垃圾堆填成的坡地封场后植草
雨水或污水厂尾水注入
水质改善明显
水敏感城市设计(WSUD)在理念核心上与我国国内正在大力推进的海绵城市建设有共通之处。澳大利亚关于WSUD的措施选择,建设推进路径、政府管控模式,对包括广州在内的国内城市实施海绵城市建设有重要的借鉴意义。
澳大利亚推进WSUD的工作,遵循了规划前导,技术路径。
南澳大利亚州政府颁布的Water for Good——A plan to ensure our water future to 2050作为该州水资源管理的中长期规划方案,提出了该州WSUD工作的具体目标和指标。而阿德莱德颁布的《水敏感城市设计技术手册》,可以对当地开发建设项目中的水敏感城市设计的配套工作提供详细的技术指导,并同时提供生物滞留和湿地系统类的系列案例研究成果供设计人员借鉴。这些完备的顶层设计,对全社会有条不紊开展WSUD起到了很好的指导作用,对我们在广州全面有效推动海绵城市建设同样起到很好的借鉴作用。
包括南澳大学在内,一系列高校、科研院所、水务公司在对当地气候、降雨、土壤、水文(含河流域地下水)、水环境、动植物等基础学科,乃至应用科学领域进行的,广泛而深入的研究,形成了对前述规划、技术文件的基础支撑。这也是国内进行海绵城市建设值得借鉴与加强的。
从阿德莱德到悉尼,无论Mawson Lakes校区、维多利亚公园,或是Pirrama park,澳大利亚在WSUD设计工作中,对水敏感措施(同国内海绵措施或低影响措施)的选择,以因地制宜为优先原则。最终选用的水敏感措施,都是在综合考虑项目所在地的气候、降雨、地形、地貌、场地用途后综合权衡的结果。
Mawson Lakes校区湿地和调蓄水体的设置充分利用了校园开阔的场地条件和起伏的地势。悉尼公园的水循环项目,亦充分发挥原垃圾填埋场南高北低,垃圾堆填的各“土丘”夹峙的地形条件,四处湿地水体自高向低串联,周边雨水沿程注入、污水厂尾水则在南端最高处注入,水体自然流动的过程中,湿地动植物获得养分和食物,水质被净化。其间,湿地景观的营造与净化功能、自然环境有机融合,全程设置的绿道和滨水栈道将行人、游客引入项目空间,配合水敏感城市相关理念介绍的标识和展板,使得该项目达成水资源管理这一核心目标的同时,也实现了景观和栖息地、科普教育三个主要目标。
澳大利亚的WSUD景观设计用创新的艺术形式向大家展示了它非凡的魅力。
设计在项目开始之前便对整个场地的地势做了调查,他们利用场地现有的条件和特点进行设计,不管是园林内部或者外部的设计,设计团队都会对当地生态环境充分尊重与全力利用,将他们的创作灵感完全展示在了各种各样的园林景观上。
当然,这都离不开澳大利亚联邦政府在城市建设方面的统领思想,整个国家倡导“绿色”经济,拥有出色的环境绩效和新的“绿色”产业,推动经济增长。我国目前海绵城市的发展之路可参考澳大利亚的经验做法,通过绿色基础设施网络搭建减少碳排放,以基础设施和开放空间相结合创造绿色生态的人居环境。
在WSUD的植物选择上,功能需求十分突出,除了采用当地成活率高的品种外,澳大利亚各种不同园林、绿地都有各自比较稳定的植物搭配体系。他们也会根据园林特色园林中引入了水生非入侵性质的澳大利亚当地植物品种,也有各个城市当地的植物,植物的多样性为动物及人类活动提供优越的生态环境,使整个生物圈有着可持续性的良性发展。
WSUD基于澳大利亚气候变化,水资源匮乏的历史背景产生,实际推行过程中尤为注重对水资源的再利用。每一处水敏感设施,都设置有对过滤、净化后的水进行再利用的考虑或装置,时刻提醒我们水资源的宝贵和来之不易。对于号称水资源充沛而实际上“水质性缺水”的广州来说,如何把处理后的水恰如其分地用起来是个需要大家动脑筋并共同努力的命题。
阿德莱德等地水敏感城市设计开展得有声有色,对城市在保护环境、节约用水、提高水资源保障等方面起到了很好的推动作用。但从整个社会层面上看,在未达标地区的改造和建设方面,政府主导作用显得不够有力。
在私有产权受严格保护的客观氛围下,尊重私人物权,带来的一种局面就是私人物业在改造更新时,是否采用水敏感设计由业主根据自己的喜好决定而不是普遍展开,虽然政府有一定的奖励措施,但未必能打动私人业主;如果进一步加强政府的调控力度,出台地方法规,严格规定私人物业建设方案需融进水敏感设计,可最大限度推动整个社会的水资源保护和利用。
考虑到国内更利于集中力量办大事的所有制特点,有理由相信,国内推进海绵城市建设过程中,政府必将发挥更强的主导作用,推进效果也将更显著和有效。
图文作者:张晔 朱理铭 谢绮云(GZPI市政规划设计一所)
图文编辑:GZPI办公室