美国雨洪街道的设计—对于中国“海绵城市”的借鉴
发布时间：
2023-08-21
现代“雨洪管理理论”包括有：低影响开发（LID）理念、最佳管理措施（BMPs）、可持续排水系统（SUDS）及海绵城市模式（SC）等。它们的核心理念基本相同，就是通过工程手段与生态手段的有机结合，在建设、修复、完善传统排水基础设施的同时，进一步引入绿地、园林、植被等城市景观要素，在城市空间中创设一种“集水资源合理处置与有效利用于一体”的管理系统，既避免突发性雨洪灾害对城市造成严重破坏，又能实现对降水的有效利用。
国外对洪水和雨水的管理经历着一个相似的发展历程，总体来说是从对水的恐惧到以水为友的转变，从单纯以工程方式解决向以工程和非工程相结合的方式转变。具体来讲，是从建设以防洪为目的管渠工程将雨水直接排入河流，到修建大量的处理设施集中对雨水进行处理，最后到分散式处理、尽量将雨水就地解决和处理的过程。我国城市面临的洪涝灾害和水资源紧缺状况，需要通过整体的、综合的、多目标的解决途径，而非单一目标或工程的方式来解决。
雨洪街道系统可以将降雨与城市环境重新联系起来，基于生态理念的街道设计有助于在整体层面上提升城市的弹性、可持续性和宜居性。一些具有前瞻性的规划师、工程师和设计师，会将街道视为整个城市生态组织的一部分，并将绿色基础设施和公共交通设施相结合，创造出更安全、更人性化的步行和自行车骑行空间。
为什么要设计雨洪街道
■ 传统基础设施的成本高昂
根据美国纽约市政府的预计，如果仅对传统污水排放系统进行升级，未来20年将耗费超过68亿美元的财政预算。然而，如果将传统中水设施与绿色雨洪策略相结合，则可减少15亿美元的财政支出。
■ 暴雨造成的经济损失
举例：2016年美国因暴雨造成的经济损失超过了10亿美元；同样的，中国国内因暴雨导致的生命财产损失也不容小觑。
■ 公共健康的风险
据统计，全美860个城市约4000万人使用合流制排水系统。暴雨和洪水导致基础设施瘫痪，未经处理的污水因此流入当地供水系统，给当地的公共健康和环境带来了严重的威胁。
■ 城市洪涝与风暴潮的频发
暴雨引发的洪涝风险给居住区和商圈带来了严重的影响，对城市居民的生命和财产造成了巨大的损失。据调查结果显示，城市洪涝具有长期性、系统性等特点，每次洪涝灾害可平均造成6000美元的损失，87％的受访者都经历过多次洪涝灾害。除了损毁建筑，洪水也会破坏街道设施，给交通安全带来隐患。
而气候变化引发的气温升高和海平面上升，导致风暴潮越来越频繁，对城市低洼地区构成了严重威胁。在许多沿海城市，未来每十年就可能会出现一次“百年一遇”的风暴潮。
雨洪街道设计的重要性
水对于城市来说至关重要，水道划定了城市的边界，推动了城市的发展，并为居民和建筑环境提供了必要的资源。然而，城市的发展常常忽视了水的重要性，城市管理者甚至花费大量资金修建人造工程，却将雨洪和自然生态系统隔离在城市之外。
过去，人们将雨洪视为废料，雨洪管理意味着尽快将降雨积水排放掉。在这种观念下，人们修建了昂贵的"灰水"基础设施，即混凝土和金属管道、排水沟、水槽，以及在二次排放前储存和净化雨洪的污水处理厂。在一些城市，强降雨使城市排水系统不堪重负，导致污水溢出并流入干净的河流；城市洪涝灾害对居民生活和商业运营等活动也会造成负面影响。放眼其他城市，我们可以看到许多污水基础设施要么缺乏维护，要么即将报废，然而更换这些老旧基础设施是一项既昂贵又繁重的任务。
这种单一且低效的雨洪管理系统应该退出历史舞台。在城市化进程中，为了应对持续的强降雨和干旱所带来的问题，城市管理者需要转变传统思维，将雨洪视为宝贵的资源，而非需要管理的废料。
如何设计雨洪街道——以美国为例
绿色雨洪基础设施（Green Stormwater Infrastructure，简称GSI）将生态系统重新引入建成环境。这种基础设施包括生物滞留池、植被沟、雨洪树和透水铺装等等，它们在雨洪和污水系统之间形成了一道屏障。在这个过程中，一部分水渗入地下，一部分水蒸发，还有一部分水被暂时储存，并通过排水系统缓慢排出。GSI有助于减少进入污水系统的水量，保持自然水质并降低洪灾风险，同时替代传统污水基础设施，延长街道和排水等基础设施的使用寿命。更重要的是，GSI有助于减轻交通压力并美化城市景观。弹性城市景观设计的核心是公共空间，引入绿色雨洪管理将对公共空间产生积极影响。
城市急需可持续性的雨洪管理方案。在现代城市中，混凝土和沥青无处不在，尤其是城市化水平较高的地区，超过60％的地面都是不透水的硬质铺装。雨水从屋顶、街道和停车场流下来，无法渗入地下，最终汇聚形成城市雨洪。这些雨水携带着地面上的油污、重金属和细菌等有害物质，流入下水道等排水设施，对本地水源造成污染。
在许多城市中，街道占所有土地总量的比例超过1／3，占不透水地面的一半。城市街道既是过渡空间，也是维系社会、经济和空间活动的关键系统。通过雨洪街道设计，可以为城市中的雨水提供完善的输送系统。街道本身具备一定的雨洪收集和排放功能，能够将雨水收集并注入城市的生态系统，对生态、经济、公共健康等方面带来积极的影响。
根据美国现行雨水技术管理措施，在雨洪街道中主要采用四种成熟的措施：
■ 雨水收集植物池：设置在人行道上,其位置和国内人行道行道树相同。植物顶部低于街道排水槽的高度，将植物池与一个或多个流入口相连，使街面和人行道雨水流入植物池。
■ 雨洪路缘扩展：设置在道路边缘，通常设置在有停车位且交通不繁忙道路，路缘扩展内土壤的顶部低于街道排水槽的高度，使街面和临近人行道雨水径流流入雨洪扩展路缘。在国内通常设置在有停车位的小支路上。
■ 雨洪树槽：设置在人行道区域的地表下树槽。道路径流雨水不是直接进入树坑，而是通过透水路面进入连接雨洪树池的多孔管道，分散至雨洪树槽内砾石或其他介质空隙中存储，可以浇灌树种或者缓慢通过树槽底部渗入地下。
■ 透水路面：一种是适合人行道的透水路面，雨水径流从表面渗透的同时在空隙处流过；另一种是应用于行车道的路面,采用渗水沥青和混凝土等雨水从材料表面流过。
『纽约州纽约』以机动车交通为导向的城市道路通常有大面积未充分利用且不透水的硬质地面
『纽约州纽约』临时改造项目可以将可移动的临时性绿色景观植入城市空间，以提升环境质量，并通过与当地部门合作，进行日常维护
『纽约州纽约』政府投资的改造项目涉及排水系统、公共空间、景观小品、永久性植被等，在这个过程中，城市交通部门、公共设施管理部门密切协作，共同参与项目的设计、实施和管理
街道虽然阻碍了水的自然循环，却也为雨洪管理带来了机遇。从道路设计到施工，再到运营、管理维护和授权，政府相关机构掌控着所有公共路权。政府部门之间的有效合作不仅可以确保雨洪收集和储存项目的顺利实施，还可以实现雨洪街道设计中健康、安全和道路机动性等方面的效益。综合设计策略在对水质实施监控的同时，还可以缓解交通拥堵，保障行人和自行车的通行安全，对城市绿化与美化、空气质量、公共卫生、社会公平与社区建设等方面也起到积极的作用。
来源：雨洪管理街道设计指南
