水智慧城市的建立需要在目标理念、规划治理、专业能力和创新技术方面都最大限度地与实现可持续用水成果的目标保持一致。为了实现目标,水智慧城市将实施层面由内向外扩展为4个层次,分别为再生水服务、水敏感城市设计、流域连接城市和智慧社区(图3)。
再生水服务作为水智慧城市实施层次的第一层,其核心是水设施,主要目标是在确保公众健康的同时,通过确保高效生产和合理使用各类资源,达到保护水资源、水环境的目的。再生水服务是应对自然资源短缺及气候变化的重要手段,也是保障城市碳中和的重要措施。如表3所示,实现再生水服务主要有5种途径。
布里斯班在再生水服务方面采取的措施主要包括注重水质以改善和保护生态系统;沿着水系和开放水体开展多项修复工程,以支持长期的水体改善;2014年绘制地下水的生态系统图,以便了解地表水需在哪里补充含水层;发起节水运动,实现了130升/人/天的持续节水;2005~2008年,向居民提供了90000个雨水池;编制综合区域和地方规划,确保供水和污水处理设施与其他城市服务设施相匹配且符合城市发展理念;于2011年开始构建洪水缓解新网络,包括回流装置及滞留设施新建、排水系统升级、风险财产转移和多方式多途径预警等;自2008年开始,实施雨水调蓄设施、污水处理厂和排水管网的协同调度,以提高整个排水系统应对变化和冲击的能力。
水智慧城市实施的第二个层次是水敏感城市设计,其实施外延扩大至区域甚至整个城市,力图将城市规划与整个城市水循环的管理、保护和养护相结合,构建具有可持续性、恢复力和宜居性的城市环境。水敏感设计与我国海绵城市设计理念及建设途径相似,在水智慧城市建设过程中,水敏感设计的侧重点主要体现在以下四个方面。
(1) 规划和实施支持再生水服务的城市设计。对住宅区、工业区及建筑进行设计(图4),使其能够提供再生水服务,从而在当地范围内减少水、能源和碳足迹,同时保障城市水系清洁,改善城市生态系统。
(2) 设计城市空间以降低洪水风险。通过开发与城市基础设施设计相结合的排水方案,提高城市抵御洪水风险的能力,形成安全的洪水空间,使城市充当“海绵”。
(3) 利用“可见水”提高城市宜居性。从路边的绿色基础设施到主要的蓝绿色走廊,规划通过设置多用途复合功能及基础设施,使这些区域成为社会融合的重要空间。城市供水服务对于确保公园和花园的可持续灌溉、为动植物物种提供栖息地和缓解热岛效应至关重要(图5)。
(4) 调整城市建设材料,以减少其对水体的污染。规划严格挑选建筑、道路等方面的建设材料,防止其在阳光暴露和雨水冲刷下释放污染物。
布里斯班在城市规划中为洪水提供了灵活的滞存空间,在建设中以水为主要焦点,河流、喷泉贯穿整个城市,并以河道为基础开发新的慢行步道,为居民提供亲水途径。以诺曼溪流域为例,此地区作为布里斯班城市化程度最高的地区之一,从加强经济到改善居民生活条件,其总体规划都基于同一原则,即设计时需要考虑到水,尤其注重雨水收集,在原有排水管渠的基础上,通过建造不同形式的储水池提高城市弹性及宜居性(图6)。
流域连接城市作为水智慧城市实施的第三个层次,其将范围扩大至整个流域,考虑城市及其所属的流域及周围城市的内在联系和依赖性。该层次的实施路径主要包括通过流域内用户之间的共享,利用WRM(Water Resources Management) 框架和抗旱战略计划确保水资源安全,与利益相关者一起保护水资源的生态健康,并建立协同预警系统,以应对极端事件。
布里斯班是昆士兰州东南部供水网的一部分,该水网允许跨流域调水,参与弹性河流倡议,支持流域范围内的水体修复,并设立灾害管理办公室,协调极端事件流域及城市内部工作。
水智慧社区是水智慧城市实施的第四层次,也是最高层次。这一层次的行动使每个利益相关者意识到他们必须发挥作用才能使水智慧城市成为现实。专业人士可以跨部门地整合水资源,通过提供集成解决方案来凸显不同利益相关者的共同利益,从而获得支持与投资。水智慧社区的实现途径均与人相关(表4)。
整体上看,布里斯班在水智慧社区建设方面做出了许多努力。例如,根据需要创建多学科团队,以应对复杂项目,如诺曼溪总体规划;近20 年,越来越多的社区团体积极参与规划,参与流域健康改善行动;自2014年以来,布里斯班理事会一直是水敏感城市合作研究中心(CRC) 的合作伙伴及支持者;决策者在整个规划决策过程中努力寻求综合效益;基于水资源可持续性、洪水管理、健康水系和水资源交流等强有力的政策平台,推动城市寻求综合效益;学习新的知识、投资新的技术以寻求解决水问题的新办法等。